作为半个多世纪以来的重要发明,雷达技术在人类认识世界、改造世界的过程中发挥了日益重要的作用。而在这一发展进程中,高效精确获取被观测目标的电磁散射特性愈发成为该技术领域的研究重点。随着计算机技术的迅猛发展,使得电磁场数值仿真技术日益成为目标电磁特性的重要研究手段。　　 本文主要研究了电磁场数值方法在三维目标雷达散射截面(RCS)的快速计算、降雨粒子电磁散射模型分析以及雨区遥感中的应用。　　 文中首先研究了目标RCS的快速计算方法,简要回顾了几种加速矩阵方程迭代求解的经典预条件方法,并针对对称超松弛预条件技术的不足,构造了一种基于磁场积分方程主值项扰动的新型对称超松弛预条件算子。该方法通过改善预条件矩阵的性态,达到了加速求解电场积分方程的效果。除了计算时间之外,内存消耗也是计算电磁学中人们关心的主要问题。本文利用近场互作用矩阵在某些情况下的低秩特性,采用自适应交叉近似方法对近场互作用矩阵进行压缩,用于构造预条件算子。数值算例表明,该方法在保证原有预条件方法收敛效果的同时,大幅节省了相应内存。　　 其次,本文针对降雨粒子电磁散射模型进行了分析。传输矩阵方法在分析简单类球形或对称目标时具有快速、精确的优点。本文采用该方法对雨滴粒子在Ku、Ka双波段下的散射特性进行了详细分析和比较。由于传输矩阵方法在处理粒子群散射时可能会生成病态矩阵,导致无法获得正确结果。文中随后采用了一种以矩量法为基础的稀疏矩阵/规则网格方法,完成对雨滴粒子群散射的准确描述。为了进一步加速分析过程,减少计算所需的时间,本文提出了一种基于递归方法的S-B自适应插值技术,用于精确分析降雨粒子群宽频带散射特性。同时,文中还就降雨多普勒极化模型及扰动对降雨微结构的影响进行了研究,并分析了一种简单的扰动反演方法。　　 最后,本文还研究了降雨环境对三维目标合成孔径雷达成像的影响。针对不同频率、不同雨强下的降雨衰减特性进行了分析,描述了合成孔径雷达成像的原理和基本成像方法,并简要介绍了用于仿真三维目标SAR回波数据的物理光学方法。最后对C、Ku和Ka三个典型波段下降雨环境中的三维目标进行了成像仿真,并对结果进行了分析。