孔缝耦合问题是高功率微波应用和系统抗高功率微波加固以及电磁兼容系统研究的关键问题。本文采用基于时域有限差分方法的粒子模拟软件研究了微波脉冲与带孔阵矩形腔体、带介质窗口矩形腔体的耦合过程。本文首先模拟了微波脉冲与带介质窗口矩形腔体的耦合过程。分析了耦合过程中的场增强现象、腔体调制现象、频谱分离现象和脉宽展开现象;研究了影响耦合过程的微波脉冲的参数,包括载频、脉宽和极化方向。利用耦合函数分析了系统耦合共振峰和共振频率点以及系统内部耦合场的分布特性;讨论了入射场的极化方向对耦合函数的影响。详细分析了系统的共振效应,研究了腔体效应对耦合过程的影响;还讨论了影响介质孔缝耦合共振峰和共振频率点的因素:介质孔缝的长度和宽度。孔缝中填充的介质对微波耦合进入腔体的物理过程有重要影响,出现了一些新的现象。同样引起共振的情况下,孔缝中的介质对耦合场有明显的衰减作用,场增强现象和耦合进腔体的场要弱的多;介质孔缝可以看作一段小的填充介质的矩形波导,不同频率的电磁波在其中的传播速度差异变大,使得介质波导的脉宽展开现象更为明显;不同载频的入射波与介质孔缝耦合后的耦合波振荡场的极大值和极小值出现的时刻不同,入射波载频越大,群速度越大,在介质中传播的速度越快,耦合波振荡的极值出现得越早;由于孔缝填充介质的相对介电常数对介质孔缝耦合共振峰和耦合共振频率点有明显影响,随着孔缝填充介质的相对介电常数的增加,介质孔缝中心点的耦合共振频率减小,但共振峰的峰值基本上保持不变。当孔缝有介质时,原有孔缝耦合发生共振的频率计算公式已经不适用,通过大量的拟合研究,我们得到了介质孔缝耦合发生共振频率的新的计算公式,并与模拟结果进行了比对验证,发现二者符合的很好,频率计算公式的正确性得到了验证,这是本论文工作的主要贡献之一。然后,我们研究了微波脉冲与带孔阵矩形腔体的耦合过程和耦合特性。耦合过程中仍然出现场增强现象、腔体调制现象、频谱分离现象和脉宽展开现象。验证了孔阵中孔的面积、形状、数目、孔间距等因素对孔阵腔体内耦合场强和功率的影响等已有的结论。同时,我们得到了一些新的结论。微波脉冲与孔缝阵列矩形腔体的耦合过程中孔阵面上各个孔缝中心点均发生场增强效应,在平行于入射电场方向上排列的孔缝中,处在中心的孔缝场增强效应最弱,孔缝场增强效应由中心向两侧依次对称地增强;在垂直于入射电场方向上排列的孔缝中,处在中心的孔缝场增强效应最强,孔缝场增强效应由中心向两边依次对称地减弱。我们还讨论了孔缝孔阵中孔缝个数、间隔等因素对各孔缝中心点的场增强效应和腔体内的耦合场分布的影响:随着孔缝个数的增加,各孔缝中心点的场增强效应减弱,但腔体内的耦合场和耦合进腔体内的功率峰值增强;随着孔缝间距的增加,各孔缝中心点的场增强效应、腔体内的耦合场和耦合进腔体内的功率峰值都增强。