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由于无源器件自身非线性特性导致的无源互调(Passive Intermodulation,PIM)问题严重影响着通信系统的正常工作，若不采取合理有效的抑制措施，PIM问题甚至会导致系统的瘫痪，因此非常有必要对PIM问题进行深入的研究。而对PIM问题的研究也是对非线性的研究，非线性按照机理又可以分为接触非线性与材料非线性。材料非线性PIM是由非线性特性导电材料媒质产生的，通过合理的选材可以降低或避免。接触非线性是由于具有非线性电流-电压特性的材料在接触过程中产生的，由于实际环境充满了例如受热变形、化学腐蚀、表面磨损等因素影响接触，这些因素都直接改变器件的PIM性能，而且无法避免。因此微波器件的金属接触非线性也是不可避免的，接触非线性也成为了PIM研究的一大难点。针对这一问题，本文通过理论推导、仿真分析以及实验测试等综合方法从机理上揭示PIM产生原因，并研究微波器件金属接触非线性问题。本文的主要内容为： 1.研究微波器件金属接触粗糙表面的建模、力学分析及其接触非线性I-V特性。首先通过WM模型建立金属粗糙表面的几何模型，然后通过有限元法建立其接触力学模型，研究复杂接触力学问题的分析算法以及接触表面塑性材料变形设置方法。同时还考虑微波器件工作环境中的温度与振动因素的影响，分析外界载荷、环境温度、振动对粗糙表面接触状态的影响。最后，分析了金属粗糙表面在接触时发生的微观物理效应，通过等效电路模型研究非线性I-V特性，并以此得到粗糙表面因接触导致的非线性电流。 2.研究微波器件的PIM功率电平计算方法。以同轴连接器和网状反射面金属丝网为例研究这两类具有代表性的微波器件PIM功率电平计算方法。首先对理想光滑表面的微波器件进行受力分析，然后根据PIM源性质的不同研究金属连接件在接触面两端压降计算方法，将光滑表面受力分析结果和压降带入等效电路模型求解非线性电流。最后，通过时域频域转换计算同轴连接器的 PIM功率电平；通过远场散射获取金属丝网时域电场强度，再将其转换为频域场强，由频域场强计算PIM功率电平。 3.通过同轴连接器PIM测试实验验证理论模型，并研制PIM分析软件。利用便携式PIM测试设备多次测量同轴连接器在不同力矩和载波信号下的PIM功率电平，将理论计算结果与实验值对比验证PIM分析模型的准确性，并为工程实践提出指导建议。为了简化PIM分析流程，将繁琐的PIM分析步骤进行集成，并通过Matlab编程平台研制了PIM分析软件。