射频微波信号不仅可以用于无线通信,由于其电热效应在探测和医疗等方面也有十分广泛的用途,基于此的电磁无线功率汇聚以及其多物理场效应成为相关研究的关注点之一。本文首先对射频微波能量汇聚及其效应研究进行了论述。通过引入了时间反演理论,根据已有的宽带时间反演微波聚焦方法,对信号进行离散化处理,提出了空频离散微波功率汇聚方法。此方法与传统宽带连续的时间反演方法进行了比较分析,在保证聚焦效率接近的情况下,大大提高了系统的灵活性和可操作性。接下来在射频能量汇聚热效应方面,本文提出了高效射频-热能转换模型,充分利用汇聚电磁能量。这里采用无线能量传输理论,以LC谐振模型为基础进行无线能量吸收结构的设计,仿真和实验证实了这种结构的有效性。我们还用多物理场分析方法得到了该结构在外界电磁输入情况下的热效应,并把结构做到了厘米级别,在医用电磁波治疗方面有很好的应用潜力。进一步地,本文对大功率射频微波信号的多物理场效应进行了分析和仿真,获得了大功率微波部件电-热-力耦合特性。这里综合各物理场的基本理论,得到了各物理场其数学模型(偏微分方程组)以及它们之间的联系和规律,系统性地讨论了它们之间的场耦合关系,并建立电-热-应力约束条件下的大功率微波部件多物理场分析模型。通过仿真和实验验证了分析方法的有效性。