本文的目的即在于对上面提到的三个问题进行研究。主要内容包括： 为了加快FDTD方法的仿真速度并增大FDTD方法能解决问题的规模，本文编写了基于消息传递机制(MessagePassingInterface,MPI)的并行FDTD方法软件包。该软件包可应用于诸如散射问题、辐射问题、波导问题等多种问题的仿真计算。本文还为并行FDTD程序编写了完全匹配层(PerfectlyMatchedLayer,PML)吸收边界条件。并行FDTD程序的正确性和效率在文中得到了验证。进一步地，本文使用并行FDTD程序求解了电大尺寸问题。 为了找到一种用于参数优化设计的有效算法，本文研究了粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PSO)。粒子群算法已经被相关研究人员证明是一种非常有效的优化算法。本文通过分析人类行为的一种基本模型，提出了一种自适应PSO算法。通过标准测试函数验证，这种自适应算法在PSO以及二进制PSO(BinaryParticleSwarmOptimization，BPSO)中被证明是高度有效的。 基于以上研究，本文最终将BPSO与并行FDTD算法结合，形成BPSO-PFDTD联合算法。我们将BPSO-PFDTD算法应用到了散射目标设计和天线设计中。设计结果充分证明了BPSO-PFDTD算法的有效性及其广阔的应用前景。