随着计算电磁学和计算机技术的不断发展,复杂电大尺寸目标的电磁特性的分析显得越来越迫切,快速分析电大尺寸目标和各种复杂结构的雷达散射截面(RCS)有着重要的意义。同时日益深入发展的地球遥感探测、矿藏勘探等也迫切的要求分析半空间环境下的目标电磁散射计算,由此人们也提出了目标与环境的一体化建模,这给通信和对地目标探测带来了新的发展契机。本文首先研究了自由空间中金属目标的散射问题,针对快速多极子方法遇到的低频问题,提出了采用UV-MLFMA混合方法,我们引入了中间区的思想,中间区即在原矩量法作用区域中分离出一部分区域,采用UV方法来计算,远场作用区仍然采用快速多极子来计算,使得计算过程中计算时间和内存的消耗大大降低。同时将该方法引入到分析舰载、车载天线系统的辐射问题中,分析计算时间大为缩短,同时内存需求也大为减少。本文还进一步将UV-MLFMA方法应用到分析有耗半空间上方金属目标的散射问题中,基于实镜像技术的多层快速多极子近场格林函数值变化比较剧烈,实镜像方法会出现很大的误差,一般采取增大最细层组的尺寸,在较远的区域拟合格林函数来减小拟合带来的误差,然而这又将导致近场区的扩大,内存增加和计算量增大等问题。本文采用UV-MLFMA方法,同样引入了中间区的思想,使得分析过程中计算时间和内存需求大为减少,提高了计算效率。以上所述的方法虽然单频点计算时提高了算法的计算效率,但是对于目标的宽频带特性,需要每次填充和求解线性方程组,消耗大量的时间。所以本文还介绍了基于物理参数模型估计的Active Learning方法和MBPE方法,采用Active Learning方法对三维导体目标的频空二维散射特性进行插值分析,实现了快速扫频扫角。同时将MBPE方法应用到近场阻抗矩阵和MSAI预条件矩阵的插值构造中,快速分析了微带电路频率响应和超宽带天线的辐射特性。