目前,乳腺癌已经取代肺癌,成为全球第一大癌,传统针对乳腺癌的治疗手段（放疗、化疗、激素治疗等）均有比较严重的副作用,而微波热疗相较于其他治疗手段而言微波热疗有着适用性广、副作用小、对健康组织伤害低的突出优点,被称为肿瘤治疗届的“绿色疗法”,该方法通过多个辐射器聚焦将固定频率的电磁波定量输送到肿瘤部位,将电磁能转换为热量沉积在肿瘤部位,使肿瘤部位温度升高至41.5℃,健康组织温度保持在正常范围。然而肿瘤目标位置往往并不固定,如何利用一种辐射器通过改变馈电方式来治疗多个部位的肿瘤,成为了一种新的挑战。在此研究背景下,本文借助数值仿真和图像处理等方法对近场阵列天线聚焦治疗乳房内部不同部位肿瘤方案展开研究,主要研究内容包括以下三个方面:第一,设计了一款工作在915MHz下的17阵元的阵列天线,对乳房模型、外部环境和天线阵元进行了建模,并利用HFSS仿真电磁场对天线阵元参数设计和布阵方式进行了仿真优化,通过添加去离子水缩小天线尺寸,优化天线和皮肤的距离、天线的特氟龙鞘套的长度等参数,将天线各阵元的回波损耗优化至-10d B以下。并在实验条件下对天线各阵元的回波损耗进行了测量,实验结果表明天线各阵元在915MHz下的回波损耗均在-10d B以下,可以达到使用要求。第二,对17阵元阵列天线的馈电相位和功率进行了优化,通过改变不同阵元的馈电方式将阵列天线的SAR场和温度场聚焦在乳房不同部位,得到了电磁场中心聚焦在乳房俯仰角和方位角不同位置的33种馈电方案,并利用COMSOL软件对馈电方案的温度场分布进行仿真验证,仿真结果表明通过控制不同阵元的馈电相位实现了在乳房内部多处形成温度场在41.5℃以上区域的目标。第三,设计了一款针对17阵元阵列天线治疗乳腺癌肿瘤的图像匹配软件,通过对模拟的肿瘤图像和仿真的天线温度场位于不同部位的图像进行滤波、二值化等处理将肿瘤位置、大小、形状等信息与治疗区域的位置、大小信息做匹配。提供了为不同位置处不同大小、不同深度的肿瘤提供17阵元阵列天线的馈电方案。第四,为了验证17阵元阵列天线的加热效果,对阵列天线进行了体膜热疗实验。实验采用9通道微波源通过上位机控制微波源输出信号的相位和功率为阵列天线各阵元馈电,并用体膜模拟乳房组织,加入感温变色材料查看治疗效果,整个实验过程中采用蠕动泵对去离子水循环降温。实验结果表明在不同的馈电方案下,实际加热区域与数值仿真得到的温度场保持一致。