目标电磁散射特性建模研究在雷达目标识别探测、隐身反隐身作战、矿藏勘探等领域具有重要价值。现实世界中所关注的目标,除了空、天飞行目标外,大量的目标都处于非均匀环境,如典型的地、海等半空间环境。此时,目标电磁散射不仅取决于其自身,所处的环境也会极大地影响其散射特性。因此,目标与环境的复合散射要求建立一体化的分析模型。本文针对海面这一典型环境开展研究,提出新型的粗糙半空间环境模型,并基于积分方程方法对该环境下目标的电磁散射特性进行建模和分析,主要内容包括:针对目标特性建模,本文首先利用算子理论回顾了矩量法基本原理,并详细阐述了其实施过程,特别介绍了最常用的RWG基函数形式。在此基础上,将上述算子具体化,引入电磁场表面积分方程。为计算电大目标,本文进一步介绍了多层快速多极子方法的数学原理和实施步骤,该方法利用分组聚合,整体转移,降低了远区间的交换链数,可极大降低矩量法求解积分方程的计算复杂度,加速求解过程。本文通过程序实现,对典型目标电磁散射进行建模分析,并与仿真软件进行结果对比,验证了上述方法在目标特性建模中的准确性与实用性。为考虑目标与海面的复合散射,需要建立海面的粗糙面模型,本文介绍了海谱的概念,并解释了通过海谱生成粗糙海面模型的详细过程。与实际海面不同,计算所需的海面模型有一定的大小,即存在边界。为了抑制海面模型边界处出现的“边界效应”,本文采用二维的锥形入射波,将照射面上的能量渐进截断。在此基础上,进一步详细介绍了粗糙海面与目标复合模型的生成过程,将目标与截断的海面作为一个复合目标,通过上述方法对其进行了一体化建模计算。在掠入射情况下,锥形波入射的照射面积会急剧增大,使得所需的海面尺寸急剧增大,由此带来了巨大的求解未知量。为解决该问题,本文引入一种新型的粗糙半空间模型。首先利用平面半空间作为一个基础模型,并采用半空间并矢格林函数描述该无穷大背景的散射贡献,在此基础上,将生成的有限粗糙面叠加于该平面半空间之上,得到粗糙半空间模型,并结合实际目标进行粗糙半空间目标的散射求解。由于海面和目标的耦合随着距离的增加而减小,在距离目标较远处,可利用平面界面代替粗糙面进行与目标的耦合计算,避免了空间截断问题。具体而言,本文首先对平面半空间中的并矢格林函数和入射场进行了详细推导,并给出了该半空间中电场积分方程和磁场积分方程的离散矩阵表达式。为了使粗糙面边界平滑过渡到平面半空间界面,本文引入一个衰减窗函数对粗糙面边界进行光滑截断。最后将该粗糙面贴合到平面半空间之上,将其视为一个特殊的开放体目标,并与真实目标形成一个复合模型,利用半空间矩量法对其进行一体化散射求解。通过与仿真软件对比,验证了该方法的正确性。为了提升该散射模型求解电大问题的能力,本文进一步探讨了基于半空间并矢格林函数的多层快速多极子方法,通过对实际区域与镜像区域的分层分组完成聚合转移和配置计算,最终实现粗糙半空间环境下电大目标电磁散射求解。最后,通过粗糙半空间中的舰船模型散射研究,验证了所提方法处理电大问题的能力。