随着军事和民用技术的不断发展,迫切要求精确高效地分析电大尺寸复杂目标的电磁散射特性。随着计算机技术的迅猛发展以及全波快速分析方法的不断提出和改进,使得电大尺寸目标的散射特性能够在单台普及型计算机上进行高精度的分析。然而,在工程应用中,大多数情况下需要获取目标的宽频带和宽角度散射特性。尤其是在宽带雷达成像领域,逐个频率和逐个角度地求解目标散射场耗费大量时间,使得计算效率低下。　　 本文研究了电磁散射的宽频域和宽角度散射的快速方法。在单站RCS计算的过程中,逐个角度计算的电流向量具有相关性,可以用来加速单站RCS的计算。本文详细分析并比较了Taylor级数和渐近波形估计(AWE)技术的性能,认为AWE可以获得比Taylor级数更宽的收敛半径,更适合用于对电流向量的外推。同时,引入分段内插的思想,将AWE外推转变为内插方法,降低了对高阶导数值的需求。再次,引入三次样条技术,从根本上避免了导数值的计算,提高了分段AWE内插的效率。最后,为了能够提高算法的灵活性,提出了一种自适应采样策略,用于估计插值的采样点。结合上述方法,本文总结出适合单站RCS快速计算的自适应三次样条插值算法。单站RCS的计算可以等效地认为是多右边向量的问题,多个右边激励向量组成的矩阵具有低秩特性,同样可以用来加速单站RCS的计算。本文利用奇异值分解对多个右边向量组成的矩阵进行低秩分解,使得方程求解的次数从原来等于右边向量个数转变为等于右边向量的秩。由于秩往往远小于右边向量个数,从而使得求解时间大大降低。针对宽频带扫描的问题,由于阻抗矩阵元素随频率变化缓慢,本文利用阻抗矩阵元素的这种特点,采用阻抗矩阵插值的方法,加速宽带RCS的计算。同时,针对病态方程收敛缓慢的问题,采用稀疏近似逆预条件加速迭代法的收敛效率,并采用预条件插值的方法降低预条件构造的时间。另一方面,宽带散射常可以利用散射中心模型进行描述,采用散射中心的概念分析宽带散射,即将某个带宽内的电磁散射特性用少数散射中心点的作用进行等效。建立散射中心模型后,只需要通过估计散射中心点的个数、位置和强度,就可以外推较宽频带的电磁散射,从而实现宽带散射的快速分析。本文利用散射中心实现宽带RCS的外推,同时结合样条插值,对宽频带和宽角度的二维RCS进行加速。利用高频方法预估三维目标的宽频带和宽角度散射场,并形成雷达的回波数据,用于三维目标的高分辨率雷达成像。主要对传统的转台成像模型和雷达干涉测高技术进行数值仿真。在转台成像模型中,成像采用BP算法,并利用压缩感知技术进一步降低采样率,使信号的采样率可以低于采样定理的要求。在干涉测高仿真中,利用Monte Carlo和Fourier变换构造粗糙海面模型,并对具有漩涡结构的粗糙海面进行测高仿真和分析。