地海环境与目标电磁散射问题的研究对于复杂环境中目标的探测与识别具有重要的现实意义和应用前景。在实际情况中,目标所处环境往往是复杂多变的,而不同地海环境都有其独特的散射机理,使得对目标进行散射特性分析时,都必须考虑周围环境对目标的影响。因此,本文基于多层快速多极子方法对沙地环境、近海岸交界分区域复合环境与目标的电磁散射进行了系统地研究,主要研究工作如下:1、介绍了复杂目标模型的建模与网格剖分方法,建立多种沙地环境的几何模型,并对局部沙地环境的电磁散射特性进行研究。利用蒙特卡罗方法生成具有高斯谱和指数谱相关性的随机粗糙面,并在此基础上建立具有双尺度特性的类高斯纹理沙地和沙波纹式纹理沙地模型,接着建立基于风成沙波纹物理机理的Nishimori-Ouchi模型,为后续的电磁散射特性研究提供了背景模型;同时实现了一种与入射波频率有关的沙地复介电常数模型;接着从不同角度分析了大尺度类高斯纹理沙地、小尺度理想沙地表面、纵向沙丘以及横向沙丘的电磁散射特性。2、研究了典型沙地环境与复杂目标的电磁散射问题。阐述了复合模型中背景尺寸的选取方法以及复合模型的建模方法;接着分析了极化方式、入射角度、含水量、频率等因素对不同形态沙波纹面散射特性的影响;然后结合目标对沙波纹面与坦克的复合散射从多个角度进行了讨论;进一步分析了更为实际的介质沙面与坦克的复合情形,并与导体面情形下的复合散射进行比较,结果表明,由于介质面的透射效应对入射波产生损耗,使介质面情形下的复合散射在全角度均有所减弱,尤其对强耦合区域影响更大。3、研究了近海岸分区域复合背景与目标的电磁散射问题。基于PM谱建立粗糙海面模型,然后利用加权反正切函数对海面与双尺度沙面的交界区域进行平滑过渡处理,从而建立近海岸交界分区域复合背景模型;实现了海水的介电常数模型;接着分析了这种复合背景的电磁散射特性,结果表明近海岸复合背景具有其独特的散射特性:包含沙面的漫反射特性以及海面的镜面散射特性,同时还分析了入射角、边界形状、统计参数等因素对复合背景散射特性的影响;最后从金属介质混合结构的散射特性出发,分析了复合背景与目标的复合散射特性随目标高度、所处背景、入射角度、沙面控制参数以及海面风速等不同因素下的散射情况。