降雨雷达在灾害性天气监测、预报等方面起着重要的作用,然而目前国内外在该领域的研究还不成熟,迫切需要理论上的指导与仿真实验的支撑。·本文主要分为两部分：第一部分针对SAR成像仿真过程中生成场景回波耗时过长的缺点,提出了利用图形处理单元(Graphical Processing Unit:GPU)的快速浮点运算能力和高度并行性加快回波生成速度的方法。仿真实验结果表明,物理光学(Physic Optics:PO)方法能够获取复杂电大尺寸目标模型的散射特征,并且该方法具有高度的并行性,GPU对其的加速效果能够达到10倍,大幅度减少了回波获取的时间。第二部分又涵盖了两种实现方法：其一,从降雨粒子的微观形貌模型出发,在Maxwell电磁传播理论的基础上,围绕Stokes矩阵,采用T矩阵方法分析了降雨粒子的散射特性和衰减特性。首先,针对单一匀质降水粒子的球形和椭球形近似模型,详细分析了降水粒子在Ka波段下的散射特性并比较了不同折射参数和尺度参数对其散射特征的影响。随后,分析了非匀质降水粒子的散射特性。最后在此基础上,总结了多粒子共存时模型的散射特征,对比分析了粒径呈幂率分布的粒子群散射特性。其二,利用稀疏矩阵／规则网格方法对不同的降雨粒子模型的电磁散射特性进行数值仿真分析,验证了该方法运用于降雨雷达数值仿真的可实现性。文中对主要对大量粒子构成的雨团在空间均匀分布和随机分布两种情况进行了详细的阐述分析。