随着电磁理论的发展和计算机性能的不断提高，计算电磁学在最近几年得到长足的发展。其中时域有限差分方法(FDTD)是一种时域计算方法，在解决非均匀介质，任意形状和复杂结构电磁问题中非常突出。它的这些优点得到了越来越广泛的应用和重视。高功率微波(HPM)在国防、科学研究及民用领域的应用和需求的推动下得到了迅猛的发展。在高功率微波作用下，半导体器件的失效问题一直困扰着人们。高功率器件研究追求高的输出功率，向易于实际应用方面发展。计算电磁学为分析高功率微波器件以及半导体器件的失效机理提供了一条有效的途径。 本文采用Visual C++编程语言编程，设计高功率微波器件和分析高功率效应软件。如果介质的介电特性不随温度和时间变化，微波器件直接采用FDTD计算。如果介电特性会随着温度或时间变化，把反应时间分成很多小段，在每个小时间段内，把介质的温度，介电系数和电导率看成常数，用FDTD算法计算器件内的电磁场分布，再利用所得电磁场分布算出功率分布和每个网格点的温度分布来分析器件的高功率效应，最后用所得结果修改介质参数重复以上步骤。这个过程实际上是用时域有限差分法并结合蛙跳技术，联合求解Maxwell方程组和热传导方程。 为了验证软件的正确性，用本软件分析了两个实例。第一个实例是用遗传算法调用该软件分析设计了高功率微波同轴阻抗变换器。通过同轴线内导体的渐变，可以实现阻抗变换，内导体渐变可以采用多项式，余弦，指数等函数形式。用FDTD方法计算同轴线的反射系数，以同轴线内导体渐变段的长度和反射系统达到最小为目标，采用遗传算法优化渐变段的结构参数，在工作频率3GHz下，得到了反射系数0.015，渐变长度148mm的同轴线阻抗变换结