全文围绕FDTD法,以提高分析精度为目标,分别沿FDTD自身算法完善和针对复杂形体建模仿真两个方面展开了研究,所作的工作可以概括为:1.对使用非均匀网格剖分技术引起反射波的原因进行了深入分析,并结合曲线坐标系下的FDTD算法提出了三维直角坐标系下非均匀网格中的FDTD改进算法,在减少网格反射、改善波的传播特性和提高计算精度上均优于传统的FDTD算法;2.首次将网格波阻抗(MWI)的定义拓展到非均匀网格领域,推导出一维、二维非均匀网格中的网格波阻抗表达式,从而可以利用它来估算非均匀网格剖分技术引起的反射系数,通过算例验证其具有很好的精确度;3.推导出非色散各向同性时变媒质中的FDTD差分迭代式,并系统分析了各个媒质参数(ε,μ,σ,s)时变时媒质中电磁波的传播特性;根据推导出的多层媒质匹配条件对Mur、PML边界进行了相应的改进,以满足时变媒质分析的需要;提出了时变媒质局部吸收负载,并对其应用进行了阐述;文中首次对置于时变媒质中的微波元器件如微带线、定向耦合器和滤波器进行分析,结果表明其工作性能变差,已无法正常工作;4.将曲线坐标系下的时域有限差分法拓展到非色散的各向同性非均匀媒质中,结合应用提出了减小曲线坐标系下网格反射误差的网格剖分技术和按场量对准原则的子域连接法,并给出圆柱坐标系和曲线坐标系间的子域连接法迭代式;5.综合利用曲线坐标系、圆柱坐标系、旋转坐标系和子域连接法对双绞传输线进行了精确建模,可以对线间和线外设置激励源进行分析;该文在设置不同形式和极化的激励源时,对双绞线的电磁兼容特性进行分析和预测,并与平行双线特性比较,表明双绞线在绝大部分场合都表现出良好的抗干扰性;6.首次使用FDTD法对波导缝隙天线阵中基本辐射单元进行了精确分析,得出其谐振时缝隙中的电场分布、谐振长度、归一化电导和散射系数等特性与波导尺寸、壁厚、缝宽和偏置之间的关系,同时在曲线坐标系下对缝隙圆头造成的效应进行了研究,得到的结果与Stegen的测试结果非常接近,充分表面了FDTD分析这种复杂形体的准确性;7.系统的研究了波导缝隙天线阵中基本耦合单元(包括偏置直缝、中心斜缝和偏置斜缝)的谐振长度、散射参数等特性与波导尺寸和缝隙位置等多因素之间的关系,还首次针对耦合缝隙圆头效应进行了精确分析,发现其变化规律与辐射缝隙的圆头效应规律相反,谐振长度降低;同时以小型耦合系统为例对网络综合法进行了原理验证,为高性能波导缝隙天线阵的设计提供有力参考.以上所有内容均在该文的相应章节中加以叙述.