低频地波信号因其传输稳定、衰减小、绕射能力强、传播距离远等特点而被广泛应用于远距离导航、授时和通信等方面。然而,受到传播路径地形起伏变化、地物非均匀分布、大气环境空时变化等因素的影响,使得实际低频地波信号的传播速度、方向和相位等有别于真空中的情况。研究复杂环境下低频地波传播特性的高精度快速预测方法是提高低频地波导航授时系统精度的关键。现有的时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain Method,FDTD)能够模拟实际信号的传播过程,但长距离应用时存在数值色散误差大、计算机消耗过大等问题;时域伪谱方法(Pseudo-spectral Time-Domain Method,PSTD)能够处理电大尺寸电磁计算问题,但对复杂结构及媒质突变问题处理困难。针对上述问题,本文提出一种“FDTD+PSTD”频域空域结合的数值预测方法,通过将传播区域进行划分,结合FDTD方法与PSTD方法各自优势,实现低频地波传播性能的高精度、快速预测。具体研究内容包括:首先,从FDTD和PSTD的基本理论出发,推导了两种算法的实现过程并进行了仿真验证,对比分析了各算法的特点;其次,针对低频地波传播问题,分析了 FDTD方法与PSTD方法应用于该问题的可行性与存在的问题;再次,基于上述分析结果,提出“FDTD+PSTD”频域空域结合的数值预测方法,从区域划分、结合模式、场量迭代方式、网格剖分、分界面处场量传递等方面进行系统研究,仿真验证了不同地面模型下混合算法的有效性;最后,将混合方法进一步应用于天线近场效应研究,仿真分析了地面条件对天线辐射特性的影响。仿真结果表明:在保证一定的预测精度下,计算相同区域时混合算法比FDTD在计算速度上快3～4倍,而在内存占用上则少1～2倍;同时,近场区地面条件对天线的辐射特性及相位中心将产生较大的影响。本文研究成果将为长距离、大面积低频地波传播性能的高精度预测及其工程实现提供技术支撑。