本论文针对风驱时变海面电磁散射领域相关问题展开了系统的研究,重点讨论分析了海面非线性作用、运动舰船产生的开尔文尾迹以及不同种类不同起源的海洋油膜对海面极化电磁散射及多普勒特性的影响。本文的研究内容在海面风场观测、海面舰船监测与识别、海洋油污监测等领域具有十分重要的理论与工程应用价值。论文的主要工作和研究成果如下:1.将锥形入射波引入到小斜率近似模型中并和严格的数值方法矩量法进行了对比,验证了锥形波入射下小斜率近似模型的有效性。基于锥形波入射下的二阶小斜率近似模型并结合非线性海面模型,系统研究了海面非线性作用对海面散射回波多普勒频移和谱展宽特性的影响。仿真结果表明,在小入射角情形下,线性海面和非线性海面散射回波的多普勒谱几乎没有差异,而随着入射角的增大海浪波之间的非线性作用对海面散射回波的多普勒谱产生越来越明显的影响。此外,海面散射回波的多普勒谱具有明显的极化依赖特性,特别是交叉极化和同极化的多普勒谱具有明显的差异。另外,仿真结果表明同极化的多普勒频移对风速的变化非常敏感,而交叉极化下的多普勒频移似乎对风速的变化不太敏感。2.研究了右旋圆极化波（GPS信号是典型的右旋圆极化波）入射下海面单、双站电磁散射特性,重点分析了散射波极化状态的依赖因素。仿真结果表明,对于单站散射情形,海面后向散射波主要是左旋椭圆极化波分量;对于双站散射情形,散射波的极化状态依赖于入射角、散射角以及介质的介电特性,特别地,当入射角和散射角均大于海面的布儒斯特角时,散射波的右旋极化分量和左旋极化分量处于可比拟的水平,甚至会出现右旋极化分量强于左旋极化分量的情形。这对于选取GPS信号接收机的极化通道具有指导意义。3.建立了含舰船尾迹海面的全极化电磁散射模型,分析了风速、船速以及风向等参数对海面单、双站电磁散射特性的影响。仿真结果表明,舰船尾迹对海面的极化电磁散射特性具有显著的影响。具体来说,舰船尾迹会导致海面后向散射增强,同时会导致海面去极化散射增强。4.基于马朗戈尼油膜阻尼理论,详细分析了海洋生物油膜对海面功率谱密度函数、海面几何结构、海面统计特性如均方根高度和均方根斜率的影响。在此基础上,系统研究了不同频段下海洋生物油膜对海面散射回波多普勒频移和谱展宽特性的影响。仿真结果表明,海洋生物油膜会显著影响雷达回波的多普勒频移和展宽特性。具体来说,海洋生物油膜会导致海面散射回波多普勒谱产生“收缩”效应;海洋生物油膜散射回波的多普勒频移特性的变化更为复杂,它可能会大于也可能会小于干净海面散射回波的多普勒频移,这依赖于诸多因素如入射角、油膜的种类、油膜的溶解性、入射波频率以及电磁波的极化方式等。5.基于格林定理和亥姆霍兹方程推导并给出了任意多层粗糙面散射问题的积分方程,应用矩量法分析了厚油膜覆盖一维海面电磁散射及多普勒特性,重点分析了油膜种类以及厚度对海面双站电磁散射特性的影响,仿真结果表明,油膜的特征参数对海面电磁散射角分布特性的影响较大,而油膜的厚度对散射强度角分布的影响比较小,这主要是因为油膜对微波频段下的电磁波而言几乎是“透明”的。