目标与通常为粗糙面的复杂环境之间的复合电磁散射问题是计算电磁学中一项极具挑战性的课题,在微波遥感等诸多领域具有重要的理论意义和工程应用价值。在诸多计算电磁学方法中,高频方法以其高效性和精确性一直受到广泛的关注和研究。本文围绕高频方法,特别是弹跳射线法（Shooting and Bouncing Ray,SBR）针对粗糙面和目标复合电磁散射问题进行研究。本文的主要工作和创新点可以归纳为以下几个方面。（1）针对SBR中kd-tree构建时间过长的问题,提出了基于点的kd-tree构建方法（Point-based Kd-tree Construction Method,PKCM）取代传统的基于面的构建方法,通过降低kd-tree的构建时间来提高了SBR整体的计算速度。在SBR中,为了提高计算效率,在射线追踪之前引入了kd-tree对空间进行自适应划分以提高面元的搜索效率。为保证自适应划分的性能,在kd-tree构建过程中采用了Surface Area Heuristic（SAH）函数来确定每一次划分时的空间最佳分割位置。由于SAH函数以面元信息为未知量,因此需要全局搜索并计算出所有分割位置的SAH函数值,导致kd-tree的构建十分耗时。在这种情况下,本文提出了PKCM,通过使用顶点信息来替代面元信息作为SAH函数中的未知量,简化了SAH函数值的计算并大幅度降低了空间最佳分割位置的搜索范围。仿真结果证明,PKCM的kd-tree构建时间约为传统构建方式的10%。（2）针对高频方法对于介质问题求解精度不足的情况,将体等效原理应用于高频方法,提出了体等效弹跳射线法（Volume Equivalent Shooting and Bouncing Ray,VESBR）,精确分析了空间中存在介质时的电磁散射问题。传统的高频方法是在平面波照射无限大金属平板情况下的电磁散射理论结果基础上发展而来。尽管基于面等效原理,传统高频方法可以精确求解金属结构和薄介质金属复合结构的电磁散射问题,然而其在计算面等效源时未能充分考虑介质体内电磁波的传播和贡献,对于如厚介质情况的电磁散射问题不适用。基于体等效原理,VESBR全面考虑了介质体内电磁波的传播情况和介质体内极化电流和极化磁流的贡献。为全面分析电磁波在空间中的传播,基于电磁波沿直线传播的基本假设,在忽略电磁波的波动性而只考虑其粒子性的情况下,推导出了适用于平面波照射于所有类型介质边界面情况的反射波和透射波传播分析公式。为快速计算由体等效原理引入的体积分,基于高斯定律,VESBR将射线管内的体积分转换为射线管外表面上的面积分之和。仿真结果证明,对于纯介质结构、任意厚度单介质金属复合结构、分层介质结构等复杂目标的电磁散射问题,相较于全波方法,VESBR在保证足够精度情况下具备高效性。（3）基于VESBR,提出了动态体等效弹跳射线法（Dynamic VESBR,DVESBR）,对舰船于海上航行的电磁散射问题进行了高效精确求解。当舰船于海上航行时,海面因海风等因素的影响会进行动态演化,舰船也会进行运动,从而不同时刻整个场景的几何模型都不相同。此外,由于舰船存在吃水深度,因此舰船半嵌入海面时,无法构建一个整个场景的闭合包围面以使用面等效原理进行分析。通常情况下,海面和舰船的几何模型是独立构建的,且海面几何模型为粗糙面模型。为保证能够在使用面模型来对体等效源贡献进行分析,DVESBR在VESBR的基础上推导出了体等效物理光学法（Volume Equivalent PO,VEPO）。此外,为保证正确的边界条件,传统CEM方法必须通过几何模型处理来消除交叠部分的多余影响。在DVESBR中,通过采用一种新的分离型射线追踪策略,实现了使用射线追踪来去除交叠部分的多余影响,因此无需在动态场景中时刻处理几何模型。在这种情况下,DVESBR实现了对目标半嵌入粗糙面中的三维电磁散射问题的求解,并能够快速求解动态场景的电磁散射问题。仿真结果证明了DVESBR对于粗糙面与目标复合电磁散射问题求解的高效性和精确性。本文以SBR为框架,针对粗糙面及目标复合场景电磁散射问题高频方法求解过程中需要考虑的几个关键问题进行了分析,提出了诸多方法用以克服电大尺寸场景的求解效率较低、空间存在介质时高频方法精度下降、目标半嵌入介质粗糙面中难以处理等困难,实现了粗糙面及目标复合静态和动态场景的高效精确计算。