随着现代高频电路密度和速度的不断提升,互连结构的仿真技术对于芯片级、封装级以及板级电路设计变得愈加重要。使用纯粹的数值计算电磁理论或普通商用仿真软件来研究和仿真复杂互连结构电磁特性已经无法满足科研领域或尖端产品研制开发过程中对电磁分析方法的精度和速度要求。本论文论针对板级互连的典型结构——多层微波电路通孔结构进行深入研究,在保证精度的基础上将其拆分为内外子结构并分别独立建模分析,实现了一种仿真通孔结构电磁特性的快速通用算法。主要研究工作如下:通孔外部子结构的建模与改进的矩阵束矩量法计算。通过对三维曲面的扩张与离散,生成通孔外部结构表面对应的三角形网格,用节点及面元矩阵来描述通孔外部结构几何形体;选用RWG基函数和伽辽金法,基于离散网格模型,用矩量法求解外部结构表面电流分布;然后使用矩阵束法从分布电流中提取其主模,进而获得通孔外部结构相关参量。通孔内部子结构的建模与网络参数计算。使用含平行板效应的物理模型法建立通孔内部结构直观高效物理模型。方法以微波面电路理论为基础,引入平行板阻抗来刻画地层(或电源层)对通孔信号传输特性的影响,并用寄生电容来描述垂直通孔与金属层边缘间的耦合效应。完整通孔结构散射参数的计算及传输规律研究。基于内外结构独立建模分析方法,用微波电路级联的方式计算完整通孔结构的散射参数,通过与商用软件仿真及实验测试结果对比,验证算法的可靠性、精度及适用频段;另外,论文进一步深入探讨了通孔结构各物理尺寸、电路板边界、介质基板材料特性等相关物理参量对通孔结构电磁特性的影响规律。最后,基于上述通孔结构电磁特性快速仿真算法,开发了多层微波电路垂直通孔结构计算软件。论文简单介绍了软件的构架、各模块的计算流程,以及软件相关测试结论。与普通商用软件Ansoft HFSS(V.12)仿真结果的对比表明,软件计算精度与其相当,仿真效率约为其5倍。