采用电磁仿真技术，提前评估PCB的电磁兼容设计是否合理，当对PCB进行电磁兼容测试时，减少其电磁干扰不满足GMW 3097标准的情况出现。首先对PCB进行3D电磁场仿真，再与高速串行计算机扩展总线标准模块内芯片的通用模拟电路仿真模型的电路仿真动态链接，进行场路协同仿真。实验验证表明，该仿真方法的精度在6 dBμV之内，满足PCB加工工艺的误差和实验测试的不确定度，符合仿真精度要求。通过该仿真方法评估PCB的电磁干扰强度以及优化PCB的设计，将高速串行计算机扩展总线标准模块上的33 Ω电阻替换为磁珠后，该PCB在1.6 GHz处的电磁干扰强度降低了13.4 dB。根据CISPR 25标准规定的1-m法进行测试，PCB的电磁干扰变为?3.4 dBμV，低于GMW 3097标准要求，从而验证了该措施的有效性。

针对复杂电磁环境下器件多物理效应机理研究需求，研发了半导体多物理效应并行计算程序JEMS-CDS-Device。介绍了JEMS-CDS-Device的架构设计与实现技术。程序基于非结构网格并行框架JAUMIN实现，采用有限体积法（FVM）离散，使用牛顿法全耦合求解“电-载流子输运-热”问题。程序采用“内核＋算法库”形式架构，支持2维和3维非结构网格、千万自由度问题并行求解，支持物理方程、离散算法、材料物理模型等的扩展开发。

斜注管是返波振荡器的一种，通过电子注的倾斜，电子距离慢波结构更近，高频场更强，耦合阻抗和互作用效率更高，显著增加输出功率。对带状注斜注管的互作用系统进行了设计，并首次将双排齿慢波结构应用于斜注管。利用电磁模拟软件和3D粒子模拟软件对设计的斜注管的色散曲线和场分布进行了分析，并对其注-波互作用进行了模拟，可以得到大于100 mW的输出功率以及50 GHz的调谐带宽。输出功率在370.5 GHz频点处处达到峰值2.3 W，电子注电压7.0 kV，注电流120 mA，聚焦磁场1.0 T。

针对飞行器全球卫星导航系统接收机易受静电放电干扰的问题，研究了机体表面电晕放电与机务维修火花放电对接收机的干扰效应。分析了静电放电的时频域特征，使用针球电极与高压源组成的模拟器开展了电晕放电对接收机的前门耦合实验，证明了电晕脉冲产生的辐射场对接收机无明显干扰效应。基于人体金属ESD模型开展了火花放电对接收机的干扰效应实验，发现浪涌电流易导致接收机串口转换芯片电位波动，读写程序主循环卡死，应针对串口端进行静电阻抗器防护。

为了实现X波段超宽角扫描，提出一种新型的紧耦合阵列天线单元设计，并结合等效电路分析优化天线参数。采用集成式Marchand巴伦馈电，可以实现偶极子与巴伦共基板印刷，进而减小天线的重量与成本。阵列口径上方加载垂直寄生覆层及水平单层电介质板，两者共同作用以改善宽角扫描时阻抗变换。仿真结果表明该天线可实现X波段（8～12 GHz）E面80°、H面70°的扫描角，且有源驻波比小于3。该天线结构简单紧凑，易于加工制作。

提出了一种求解传输线方程的高精度龙格-库塔（RK）方法。此方法在空间上采取高阶泰勒展开，提高了对空间微分的近似精度，减少了数值色散所带来的误差。与传统的时域有限差分法（FDTD）方法相比，在每波长采样数相同时，RK方法的计算精度更高。同时，根据Taylor模型，对外界平面波激励源进行离散，成功利用RK方法对外部场激励传输线进行求解，扩大了龙格?库塔方法在求解传输线方程时的应用范围。通过编程对平面波辐照下无限大地平面上的单导体与双导体的算例分别应用FDTD方法与RK方法进行了计算，验证了RK方法的正确性。结果表明同等计算条件下RK方法的计算精度更高。

实验研究发现，射频滤波器在连续波和超宽带脉冲条件下其带外传输性能基本一致，但在带内某些频段，超宽带脉冲环境下滤波器的传递函数远大于1。此外，滤波器在超宽带脉冲下的时域响应还出现了脉冲振荡特征。针对这些现象，从滤波器的非线性无源互调和Q值效应的两个方面，分析了滤波器在超宽带脉冲作用下的响应机理，初步解释了上述现象。此外，通过不同辐射场强下的测量结果可知，滤波器无源互调还出现了非线性现象，使得测量结果的普适性受到一定限制。基于传递函数的预测结果表明，连续波测量结果的预测波形无论是从能量上还是从峰值功率上都明显小于实测结果。这些都反映出，滤波器在超宽带脉冲环境下的响应机理与在连续波环境下的响应机理明显不同，其预测结果也差异较大。也就是说，连续波测量结果不可用于超宽带脉冲的效应分析和评估。