随着战场侦察与探测技术的发展,对地面目标特别是地面隐蔽目标的探测与识别已经成为一个重要发展方向。目前,对地面目标的低频宽带散射研究还处于发展阶段,缺乏系统的研究。本文针对地面目标的低频段宽带散射问题,从色散媒质散射算法、地面目标散射建模以及实验验证三个方面开展了相关工作。由于本文研究宽带散射,因此在众多的计算方法中采用了适于时域宽带计算的时域有限差分法(FDTD)作为主要算法。针对色散媒质,FDTD方法需要进行一些特殊处理,本文介绍了目前常用的几种处理方法以及吸收边界条件,并将几种方法基于C语言编程实现了对地下/地面目标的散射计算。针对近年来出现的一些新的时域算法,本文进行了重点研究。时域伪谱法(PSTD)是近年来出现的一种高阶精度方法,理论上每个波长划分两个网格即可实现宽带计算。本文验证了该方法在电大尺寸目标散射中的应用。并进一步结合理论上可节省33%内存的R-FDTD方法,提出了R-PSTD方法,可以进一步减少内存与计算需求,提高了仿真电大尺寸目标的能力。基于交替方向隐式(ADI)技术的FDTD方法也是近来出现的一种时域算法,该方法时间步长不受Courant稳定性条件限制,在计算精度允许的范围内可以增大时间步长。本文纠正了文献中关于三维问题稳定性的推导,率先提出将该方法应用在三维散射计算中,给出了具体实现过程中的一些关键技术。并进一步将该方法扩展应用到色散媒质,详尽推导了二维和三维情况下的迭代公式以及改进的Berenger-PML吸收边界条件在色散媒质ADI-FDTD中的具体实现过程。为提高计算地面目标的散射计算精度,采用锥形平面入射波代替均匀平面波,降低了地面截断边缘的绕射。首次将二维随机起伏表面应用到FDTD计算当中,给出了二维随机起伏表面的具体产生方法。研究了地面目标散射的复合激励法,提出了加入入射波的高效方法。分析了地面目标的散射机理与散射分量的组成,提出了一种节省内存的地面目标散射建模方法。在与文献比较,验证计算与建模方法正确的基础上,系统计算了地面多种简单几何体目标的宽带多极化多角度单站/双站散射。针对复杂目标,应用奇偶点判别法实现了对地面目标面元模型的自动剖分,并计算了M1A1主战坦克、载重卡车以及导弹发射车等复杂目标的宽带多极化多角度单站/双站散射。最后,分析了地面目标散射室内测量的可行性,将地面目标散射引入到室内紧凑场进行。在1.8GHz-5.8GHz频段分别测量了沙土、粘土以及混凝土三种材质地面上导体长方体和圆柱体的宽带后向散射。将仿真结果与测量数据进行了比较,当接近垂直地面入射时两者符合较好。进一步验证了算法与建模的正确性。