随着发射功率的提高和高灵敏度接收机的使用,无源互调现象(PIM:Passive Intermodulation)已成为阻碍卫星通信系统进一步发展的瓶颈。由于无源互调现象产生机理复杂,影响因素众多,目前对于PIM现象的研究绝大多数集中于实验测量,数值模拟尚处于起步阶段。本论文针对金属接触引起的PIM非线性现象,研究了基于时域有限积分的建模分析方法,实现了PIM现象的准确分析。首先,根据金属接触产生PIM非线性现象的机理以及电磁分析中场路耦合的思想,研究了时域有限积分算法中分布式集总元件的建模方法。其次,研究了PIM集总元件的加载方式和端口电压的提取算法,为数值分析PIM现象提供了可行的技术路径。最后,为实现非线性求解,本文在调研了多种牛顿迭代法的基础上,利用典型函数测试了它们的实际求解效率。并根据测试结果和求解需要提出了一种高效稳定的非线性方程求解方法,通过实际算例验证了此方案的有效性。为分析波导类器件产生的PIM现象,本文研究了波导端口激励技术。通过对波导端口结构和波导场分布特性的分析,提出了模式调制加载波导激励的技术方案。首先利用频域有限元算法提取波导内部的稳态场分布,再利用模式调制的方式在波导端口直接进行模式场激励,实现了高效的波导端口激励。通过数值分析典型波导器件,验证了PIM数理模型、非线性求解方法和波导端口激励算法的有效性。为获取更高效的计算效率,本文研究了时域有限积分算法基于GPU的并行化。首先,研究了GPU的统一编程模型及其软硬件架构,分析了GPU并行计算的实现思路；其次,分析了串行时域有限积分算法的计算流程,结合GPU并行计算特性和实际硬件环境,提出了并行策略；在此基础上,利用GPU的共享内存进一步提高了并行效率,数值结果验证了并行算法的高效性。