本文针对复杂结构高功率微波天线的优化设计内存要求高、计算耗时长的缺点，提出了一套改进的并行优化算法，首次将并行FDTD与并行遗传算法相结合，并应用于实际天线设计，实现了更高的计算效率。 与传统“串行FDTD+并行GA”优化算法模式不同的是，本文采用了改进的“三维FDTD的一维并行算法”与“非阻塞式主从式小种群并行遗传算法”相结合的方式，对天线结构进行优化。通过两种高性能并行算法的结合，大幅度提高了天线优化设计的效率，使原本不可能采用普通算法实现的复杂天线的优化得以实施。 在三维FDTD的一维并行实现中，本文灵活运用MPI系列通信调用，对三维FDTD的一维并行程序进行了系列优化：确立了PML层对FDTD并行效率影响因子的计算方式，及PML负载平衡的网格分割公式；提出了改进的并行子节点间的数据传递方式——奇偶并行节点数据传递法；首次将MPI中的重复非阻塞通信方式引入到并行FDTD算法中，从多方面提高了三维FDTD的一维并行算法的通信效率。该算法的并行效率较传统的并行方法提高了大约6％。 在GA优化算法中，实现了非阻塞式、主从式、小种群遗传算法的并行，编写了一套可以动态分配计算任务的并行遗传算法程序，大大提高了整体遗传算法的搜索效率。 本套算法程序是在由16台微机组成的“元谋二号”Beowulf集群计算机系统上采用MPI并行开发环境实现的。采用该并行优化算法，得到了一种由同轴线馈电、工作在2.45GHz的、端射的新型高功率微波天线——同轴外罩圆锥喇叭天线，具有较理想的辐射特性。数值结果表明该并行优化算法的实效性。 该并行优化算法对复杂电磁结构的优化设计具有重要的现实意义。