对流层散射通信主要利用对流层的湍流对于电波的散射特性实现电磁波的远距离传输,在野战条件下是除了卫星通信和微波通信外的另一种重要的高可靠性通信手段。本文从声波扰动对流层的基本机理出发,利用相干声波激励对流层产生的相对介电常数起伏“人工不均匀体”实现电磁波的有效传输,使得散射超视距传输模式的“凭借”机制可以人为控制,散射超视距传输模式的性能和参数不再完全依赖自然湍流,从而有效提升散射通信传输信道的可靠性,提升散射通信的稳定性。它是机器学习理论、计算几何学、晴空大气人工变态以及电大尺寸问题的计算电磁学几个研究方向高度交叉融合的创新体。本文从理论建模和散射实验两方面对其进行探究,主要进行了以下工作:首先,进行相干声波扰动下对流层模型建立及其散射计算。根据对流层散射链路几何关系、声波干涉理论和平面声源阵列原理建立相干声波扰动条件下相对介电常数起伏“人工不均匀体”的理论模型,完成了“人工不均匀体”形状、尺寸和分布的可视化描述;采用机器学习的聚类算法按照一定的介电常数的差异对建立的“人工不均匀体”模型进行三维空间区域分解;采用计算机图形学的相关算法计算得到每个子区域的三角面元剖分的外包络面;对雷达收发波进行射线离散,并使用加速算法实现射线与“人工不均匀体”内部每个子区域外包络面相交的判别,进一步使用射线追踪法来计算“人工不均匀体”的散射特性(雷达的接收特性);分析声源系统核心因素对散射结果的影响,结果表明增大声源功率和减小声源阵元的间距,场强模值会随之增加,在一定范围增加声源频率和声源阵的子源个数,场强模值会增加,超出范围时场强模值反而会降低。其次,进行相干声波扰动局部大气的散射实验设计与探究。在微波暗室内进行散射实验进行设计、完成与分析,首先对声源系统的结构进行设计,并讨论声源系统核心参数对“人工不均匀体”归一化介电常数起伏的影响。在此基础上,对实验方案进行完善,开展相关散射实验,将实验数据与理论计算结果进行了比对,得到了较为满意的结果,同时本文还对误差进行了分析。