随着微波集成电路设计向高频、低压、低功耗、小尺寸的方向发展,更多功能被集成在一个系统、封装、甚至芯片之上,这使得具有分布参数的电磁结构与其他集总元件之间的互耦对系统性能的影响更加突出。现有的电磁计算软件普遍在电磁-电路混合仿真时存在困难。因此进一步改进电磁-电路联合仿真软件,对于在设计初期精确地估计电磁结构与集总元件之间的互耦对系统性能的影响具有重要意义。本文结合并发展了基于体等效原理的PEEC方法和基于面等效原理的PEEC方法,建立了包含导电性、电性及磁性媒质的PEEC模型。基于体等效原理的PEEC方法从包含束缚源的自由空间形式的麦克斯韦方程组出发,将媒质空间等效为含磁化电流、极化电流和极化电荷数值体等效源的自由空间。在源区剖分出等效电路网格,对不同类型的媒质导出了相应的PEEC模型,用磁化附加电容、磁化附加电阻及磁边界部分流控电流源表征磁性媒质的电磁效应。将PEEC法扩展到包含导电磁媒质的三维电磁结构的模拟。基于面等效原理的PEEC方法从等效性原理出发,建立了媒质分界面上等效源与空间电磁场分布的关系,用等效电路网格剖分媒质分界面上的等效电流源、磁流源、电荷、磁荷,导出了相应的PEEC模型,并将它们扩展到导电媒质表面,得到了导电媒质表面对应的非频变面等效PEEC模型。本文提出了一种用流控电流源表示各电流支路之间互感的新模型,取代了传统PEEC模型中的流控电压源,从而降低了模型的计算复杂度,提高了效率。文章最后,作者用基于体等效原理的PEEC模型模拟了趋肤效应、临近效应、磁化效应、涡流效应、磁介质的色散特性、以及导电磁媒质的导电率对片上磁增强型螺旋电感性能的影响。作者还用改进电流支路模型的时域PEEC方法模拟了二单元天线阵,实现了天线与外围电路之间的无缝连接,并仿真了非线性开关对天线阵的影响。