高频电磁波在海面上远距离传播过程中,地球曲率、地表电参数分布的不均匀性、低层大气折射指数随高度的变化、随机粗糙海面、地海交界混合路径及岛屿等复杂传播环境会对其传播特性产生很大的影响,电波传播特性的变化给远距离通信、高频雷达等相关应用带来了许多问题,如信号不稳定、信号衰减、信号中断等。因此具体地研究高频电磁波在复杂环境下传播特性具有十分重要的意义。以往对于该问题的研究,用解析方法难以处理多路径和混合路径传播问题,而用数值方法一般是将三维问题退化为二维问题进行处理,这样给计算带来了很大的误差。为解决这些问题,本文将传统的二维算法扩展到三维,使用三维下的滑动窗时域有限差分算法对电磁波在复杂环境下的传播问题进行了分析,实现了对高频电磁波远距离传播特性的计算。为了只进行一次传播过程的模拟计算就可以获得宽频带信息,计算时采用时域脉冲作为辐射场源。由于三维算法存在所需要的存储量大、计算速度慢的缺点,采用了补偿数值色散对电磁波影响的方法扩大了网格采样空间,极大地加快了计算速度。为了减少运算量,文中引入了表面阻抗的概念,使用表面阻抗边界条件处理介质交接面的场强计算问题,对表面阻抗在三维FDTD中的具体应用进行了系统地研究。文章利用上述计算方法实现了对高频电磁波在复杂环境下远距离传播问题的分析计算,研究了复杂环境(如海陆交错、岛屿障碍物)对高频电磁波传播特性的影响。计算了岛屿大小、电参数、形状对在海面上传播的高频电磁波在岛屿附近传播特性的影响情况。另外还计算了高频电磁波在海面上传播过程中遇到岛屿遮挡及越过岛屿后继续向前远距离传播的传播特性。当电磁波遇到岛屿时,岛屿对电磁波发生散射,散射波和传播场相互叠加,使传播场产生了较大的附加衰减。散射波所带来的附加衰减大小受到岛屿大小、电参数、形状等因素的影响。然后随着传播距离的增加,岛屿散射对传播场的影响越来越小,使传播场越来越接近没有岛屿遮挡时的入射场。仿真结果与理论分析相符,该算法可以有效地解决电磁波在复杂环境下的传播问题。