微波热疗法是目前一种治疗肿瘤较常用的方法，可用于治疗肝癌、乳腺癌和皮肤癌等多种疾病，在临床中已有广泛应用，较之手术与放化疗，具有副作用小、操作性强、安全有效等优点。由于肿瘤组织和正常组织电特性的巨大差异，导致肿瘤细胞吸收微波能量的能力极强。不仅是电特性，肿瘤组织含水量大，血流不畅，导致其在治疗过程中散热慢，在正常细胞受到影响前到达肿瘤细胞消融温度，达到治疗癌症的目的。本文主要针对乳腺癌热疗天线进行研究和探索，通过理论设计、仿真、优化与实验，验证了乳腺癌热疗法的可行性，包括热疗天线设计加工、人体乳房组织模型配制、天线反射系数测量和热疗疗效实验验证。热疗天线不同于普通的天线，治疗所需的热效应主要考量天线的近场特性，需通过SAR值分布来分析。因此，天线反射系数和SAR值分布的研究是整个论文的核心与重点。首先，本文设计了一种可工作在频率2.45GHz下、用于乳房浅表层肿瘤非侵入式的热疗天线（削尾式微带螺旋天线），通过三维电磁仿真软件HFSS（基于有限元法）进行天线的设计和优化，将得到的十组数值结果进行SAR值分布比较，选择一组SAR值分布比较对称，且辐射能量集中在螺旋天线中央的设计方案进行加工测试。通过对天线进行削尾处理，反射系数在频率2.45GHz下进一步降低。其次，本文设计了一种工作频率在2.45GHz，用于乳房组织深处肿瘤消融的侵入式热疗天线（双锥袖套天线）。引入顶部双锥结构，加大了天线顶部的SAR值分布，适用于天线的有损介入；引入袖套结构，降低了天线的后向辐射，并且天线的SAR值分布不会随插入组织深度发生改变。两种结构对天线的反射系数均有影响，合理的优化取值可降低双锥袖套天线在频率2.45GHz下的反射系数。再次，通过对乳房组织电特性的研究，配制人体乳房组织的液体模型，利用模型对天线反射系数进行测量。为了验证组织模型配方，取真实猪乳房组织进行反射系数的测量比对，实验验证了反射系数数值仿真结果和模型配方。最后，在人体乳房组织模型中进行天线的热疗实验。通过精确测温仪器得出温度随时间变化的情况，间接验证了天线SAR值分布的仿真结果。在现有条件下，本文完成了乳腺癌热疗从理论分析到实验室验证的多方位研究，设计出两副针对乳腺癌治疗的热疗天线，配制出可用于天线反射系数测量和热疗实验的人体乳房组织模型，并完成了与真实猪乳房组织反射系数的测量比对，通过热疗实验验证了数值仿真结果，为今后乳腺癌热疗的深入研究提供了参考和依据。