半空间上方目标与环境复合电磁散射特性的研究,在目标探测与识别、雷达成像、资源探测、天基遥测遥感等方面有着广泛的应用。与自由空间中目标电磁散射的计算方法不同,半空间情形需要考虑界面反射的照射波、目标与背景的相互耦合,其散射特性与自由空间情形差异较大。本文系统地研究了分层半空间上方目标瞬态电磁散射计算方法。主要包括分层有耗半空间界面时域反射和透射系数、半空间上方任意取向偶极子的时域远场快速计算、半空间情形时域有限差分（Finite Difference Time Domain,FDTD）方法、时域弹跳射线（Time Domain Shooting and Bouncing Rays,TDSBR）方法的改进等。主要内容如下:（1）分层有耗介质界面时域反射和透射系数的计算。在目标与半空间复合电磁散射的瞬态算法中,获得界面的时域反射和透射波是问题的关键。首先,采用时域传输模式方法给出了界面两侧均为有耗介质界面的时域反射、透射系数;其次,给出了基于时域反射和透射系数递推公式的分层有耗介质总时域反射、透射系数;然后,推导了分层电、磁有耗及其单轴各向异性介质的时域反射和透射系数。所提方法几乎为解析算法,计算精度高、物理含义明确,为分层半空间上方目标瞬态散射计算时入射波引入及瞬态远场外推奠定了坚实的基础。（2）半空间上方任意取向偶极子的时域远场解析表达式的推导。半空间上方目标的电磁散射问题,总可以等效为半空间上方电、磁流辐射问题。而电、磁流的辐射问题又可以等效为电、磁偶极子的辐射问题。为了避免使用复杂的半空间格林函数,提高半空间上方偶极子辐射场的计算效率,文中在半空间上方任意取向偶极子频域远场解析表达式的基础上结合傅里叶变换得到其时域远场解析表达式。实现了半空间上方任意取向偶极子瞬态辐射场的快速计算。数值结果说明了该方法的有效性和正确性。（3）基于FDTD方法的目标与分层半空间瞬态复合散射特性算法研究。传统的半空间上方目标的电磁散射计算大多数采用一体化建模,消耗了大量计算资源。为了提高计算效率,本文中的FDTD计算区域仅包含目标本身。FDTD方法中的入射波包括直接入射波和半空间界面的反射波。根据等效原理,采用FDTD连接边界分别沿着入射波方向和半空间反射波的方向把入射波引入到计算区域,然后提取FDTD外推边界上的等效面电磁流,采用半空间上方偶极子的时域远场的公式,计算得到半空间上方目标的复合瞬态散射场,结合傅里叶变换可得到目标的宽带散射特性。（4）基于解析积分TDSBR方法的复合目标瞬态散射算法研究。针对电大尺寸目标的电磁散射计算,本文提出了一种基于解析积分的TDSBR方法。与传统的TDSBR方法相比,本文方法可以明显减少射线管数量,在保证计算精确度的前提下提高电大尺寸目标电磁特性的计算效率。然后考虑了有耗半空间情形下电大尺寸目标的瞬态散射场,改进了有耗半空间TDSBR算法。在射线跟踪时,采用时域反射系数可计算时域反射场,跟踪结束后提取目标表面时域电流,利用半空间上方偶极子时域辐射场解析式计算分析目标的瞬态电磁散射特性。