时域有限差分(Finite Difference Time Domain Method,FDTD)是一种广泛应用与电磁场仿真计算的数值方法。经过三十多年的发展已经成为一种成熟的数值方法,应用范围越来越广。目前,该方法在天线、微波器件、散射、电子封装等方面有着卓有成效的应用。有许多FDTD相关的论文和研究成果相继发表。由于使用FDTD分析具体问题时建立模型和编写程序复杂,许多公司已经开发出了基于FDTD方法的电磁场数值仿真软件。这些软件在界面、模型建立和参数定义等方面操作简单。 本论文结合电磁场的基本理论和一款基于FDTD的电磁场仿真软件,针对软件在计算矩形波导S参数时提供的数据与实际工程需要之间的差异,提出了一种基于坡印亭矢量,结合该软件输出的稳态场数据,通过计算坡印廷矢量和截面功率流提取波导的S参数。通过比较不同计算时间步、空间步长、负载、吸收边界等对本提取方法的影响,验证了基于坡印廷矢量计算波导S参数的方法,并对一个实例进行了数值计算。计算结果与其他软件的结果有着吻合比较好。本方法可用于圆波导、同轴线等类似结构中截面S参数的提取。本文利用了该方法,对一种以水为吸收介质的衰减器、波导和三销钉调配器进行了仿真设计。其中三销钉调配器在仰韶—Ⅰ微波化学实验系统中得到了应用,结果比较理想。 总体来说,从本文从事的工作看,基于坡印亭矢量和时域有限差分法计算波导截面S参数的方法具有可行性。针对BJ—22波导的计算结果与其他频域软件的结果比较接近。下一步要做的工作是对水负载的计算结果进行实验的验证,并对设计的BJ—9实验系统进行改进。