微波电路逐渐向小型化、高度集成化发展,且工作频率越来越高,使得微波电路的设计与分析都必须考虑电子器件的非期望辐射和相互耦合所产生的电磁效应。目前在微波电路设计阶段,全波求解器能够准确预测集成元件、封装组件和系统的电磁响应。因此,本论文以麦克斯韦旋度方程为基础,搭建了用以分析电磁场与电路协同仿真的全波求解器,不仅能够分析周期结构与非周期结构的场路协同仿真,而且还能够分析微波有源器件和无源器件。与此同时,本文充分利用时域不连续伽辽金方法的非共形网格建模,以及块对角质量矩阵特性而允许高度并行化的技术优势,将时域不连续伽辽金方法应用于多尺度和非线性电磁特性分析问题上,并提出一系列加速方法,以提高分析效率。论文主要工作概括如下:本文第一部分主要介绍了时域伽辽金方法的基本理论。详细论述了基于麦克斯韦方程组的时域不连续伽辽金方法基本原理,包括半离散格式的公式推导、典型时间离散格式的实现方式及其优缺点分析、四面体基函数的选取、数值通量的引入以及边界条件的应用方案。本文第二部分主要研究了场路协同仿真的时域不连续伽辽金建模技术。提出了基于任意高阶时间导数的局部时间步进技术,将线性电磁场区域与非线性场路耦合区域分开,极大地提高了算法的效率。本文第三部分主要研究了空间映射算法在场路协同仿真时的运用。首先提出了利用蝙蝠优化算法快速提取半导体真实物理模型参数,其次为了提高分析精度,提出了基于半导体物理模型的场路协同仿真技术,同时引入空间映射技术对该多物理场耦合方法进行加速,实现对微波器件的准确、高效分析。