约瑟夫森结由于其独特的性质，在基础物理、地球物理、量子计算机、生物、医学、工业等领域有广泛的应用前景。利用约瑟夫森结或者阵列制备的微波辐射源和微波检测系统在许多领域得到应用。因此，约瑟夫森结的研究有重要的意义。　　本文通过计算机软件对约瑟夫森结进行仿真，并且通过一系列的实验研究了约瑟夫森结和阵列的I-V特性曲线、微波辐照性能等微波特性。仿真过程主要利用CST、MATLAB等软件。约瑟夫森结或阵列主要是利用Tl-2212高温超导薄膜制各完成的。同时也制备了Nb/Al-AlOx/Nb结构的约瑟夫森结。论文的主要包括以下内容:　　1、利用盒维度对Tl-2212超导薄膜进行表征。　　2、在MATLAB软件中，建立了电阻-电容．电感分流模型(resistive-capacitive-inductive shunted junction简称:RCLSJ)。模型计算了约瑟夫森结的稳定时间。在特定的辐照情况下，计算出由约瑟夫森隧道结电感、电容、偏置电流组成的三维参数的稳定时间的四维图相。通过统计方法对比约瑟夫森结模型在不同参数和使用条件下的稳定时间，并将确定稳定时间的方法推广到超导量子干涉器。　　3、利用在钛酸锶(SrTiO3，简称:STO)双晶基片上外延生长的Tl-2212薄膜制作双晶约瑟夫森结(bicrystal Josephson junction，简称:BJJ)。并且在双晶约瑟夫森结的实验中观察到夏皮罗台阶和亚谐波台阶。利用RCLSJ模型仿真了不同电容电感下的夏皮罗台阶和亚谐波台阶。仿真数据与实验数据符合的很好。较大的电容和电感诱导了亚谐波台阶的产生。　　4、将本征约瑟夫森结(intrinsic Josephson junctions简称:IJJs)与平面等角螺旋天线(planar equiangular spiral antenna简称:PESA)结合。对此进行了仿真和实验研究。首先，利用仿真软件对样品进行仿真找到反射系数最小的设计图。然后基于以上仿真，本文将最佳设计图制作于倾斜生长在斜切铝酸镧(LaAlO3)基片上的Tl-2212薄膜上。样品被置于F-P谐振腔中研究其毫米波特性，这里，F-P包括一个球面镜和一个平面镜。当微波辐照频率为37.4 GHz时，本征约瑟夫森结与微波达到最佳耦合，此频率仅与仿真频率相差0.004 GHz。另外，样品与微波的耦合情况通过调节样品中本征约瑟夫森结微桥与F-P谐振器中球形天线的极化方向之间的角度进行研究。结果显示，此角度在0-30度时耦合最强。实验与仿真符合的很好，说明本文的设计可以提高样品与微波的耦合效率。　　5、利用超导材料铌(Niobium，简称:Nb)和铝（Al）制作约瑟夫森结，将三个约瑟夫森结并联。在低温(4.2 K)中测量并联约瑟夫森结的电流电压曲线。本章利用RCLSJ模型对实验数据进行仿真，三个RCLSJ模型被并联起来，之间有电感连接。仿真数据与实验数据符合的很好，指出样品中的约瑟夫森结存在自谐振。在此基础上，仿真了临界电流不同对模型电流电压曲线的影响。同时仿真了约瑟夫森结串联的情况。