高功率微波技术是20世纪70年代以来随着脉冲技术的发展而产生的一门新兴学科,是脉冲功率技术与等离子体物理学及电真空技术相结合的产物。同时,计算机运算能力和功能的不断强大推动了粒子模拟技术的发展。高功率微波器件研究专家对粒子模拟软件的需求也日益增强。借助粒子模拟软件可以大大缩短器件研制周期,节省大量的资金和人力资源;同时也能促进对理论的分析。国外一些国家早已加入到了开发研制电磁粒子模拟软件的历程,并取得了理想的成果。例如:美国MRC公司开发的MAGIC软件、俄罗斯的KARAT软件。我国的电子科技大学也于21世纪初开始开发电磁粒子模拟软件CHIPIC且取得了很好的成果。基于以上原因,本论文主要介绍了粒子模拟的相关理论知识,分析了粒子填充模块的算法思想及实现方法,分析了发射模块的机理及算法实现。其主要工作如下:1.给出了粒子模拟软件的相关理论,包括粒子模拟的基本思想、模拟中的基本问题和技巧、粒子模拟的步骤、诊断的方法。分析了粒子模拟的电磁算法的物理模型,介绍了电磁算法原理—时域有限差分法,以及给出了算法方程解的稳定性条件。2.详细介绍了粒子填充模块的算法实现思想。包括模块的功能、模块算法的分析、程序设计的处理方法等。在模块软件的编制开发过程中,进行了大量的模拟比对,结果与国外成熟的软件MAGIC基本一致。从而证明了该算法模块的正确性。3.阐述了等离子体填充器件的研究现状及研究成果,并对数值模拟中的填充等离子体方法进行了研究,获取了一些研究结果,这为进一步研究等离子体填充模拟工作提供了参考价值。4.对CHIPIC软件中的粒子发射模块进行了研究分析。其中主要分析了粒子的束发射和爆炸式发射方式,内容包括发射模块的功能介绍,语法参数,发射的机理及处理方法等。最后还给出了相应的模拟算例。