海面的电磁散射研究不仅在军事国防领域的雷达制导、目标探索等方面都担当着重要的角色而且在民用等领域也愈加受到重视。海面的雷达回波(海杂波)通常会将利益目标的回波信息淹没掉,所以研究复杂条件下海面散射特性有着重要的意义。本文应用优化加速后的迭代物理光学(IPO)法初步讨论了低掠角下三维含卷浪(Overturing Wave)海面的电磁散射特性,分析了海尖峰形成机理,为三维含卷浪海面模型的建立及应用高频算法求解含卷浪问题提供了解决思路。本文首先对海面的基本特征参数进行了介绍,给出了几种海谱模型并讨论了由海谱反演海面的基本方法。介绍了加入风速影响的改进虚拟现实场景中的一维卷浪模型,该模型能够与相同风速下风浪场海面浪高与波长统一,并给出了其模型的仿真结果。其次讨论了高频近似算法物理光学法(PO),分别将导体情况与介质情况的公式进行了推导,并给出算例及验证;然后基于物理光学法讨论了处理导体与涂覆有耗介质的腔体及角反射器散射问题的迭代物理光学法。随后应用IPO法处理了海面电磁散射问题,并进行了优化处理,将迭代物理光学法的雅克比循环迭代改进为前后向(Forward Backward:FB)迭代,并引入欠松弛算法,得到带有松弛因子的前后向迭代物理光学(FBIPO)法公式。为进一步提高其运算效率,考虑了OpenMP技术,进行计算机的CPU并行加速,构建了整体性能较高的并行方案,有效地减小了迭代过程的时间消耗。最后,讨论了三维含卷浪海面模型的仿真建立,将特定风速下的三维卷浪模型前后附加PM谱生成的三维海面使之更接近实际海况,介绍了含卷浪海面模型构建的具体思路;将前文中经过优化处理后的迭代物理光学法应用到此模型中,讨论了电磁波在低掠角入射下卷浪从产生到坍塌形态下海面的散射特性。因为卷浪形成后类似一个腔体结构,可以将其等效为一个谐振腔,应用IPO方法处理腔体问题模式来处理海面含卷浪部分。当掠射角度逐渐减小时,卷浪的谐振腔作用越来越明显,与卷浪形成初期的散射特性完全不同,后向回波明显增强,并且后向回波HH极化明显大于VV极化,出现海尖峰现象。卷浪坍塌后,破碎区域会产生白冠现象,文中将卷浪破碎后卷入空气形成的海水与气泡混合的海面结构进行海水介电常数修正处理,并讨论了卷浪破碎区应用修正等效介电常数海面的散射特性。