消化道疾病如今是一种全球性多发疾病,能够采用有效的检测方式对该类疾病进行预防和治疗显得尤为重要。无线胶囊内窥镜在实现消化道组织的全面、无创检测等方面具有显著优势,受到了越来越多的关注。而天线作为无线胶囊内窥镜与体外设备进行通信的关键部件,其性能的优良程度直接关乎到通信质量的好坏。由于胶囊天线在穿过人体消化道时需要经历电磁特性各异的有耗组织,且在这个过程中其位置和姿态也具有随机性,这些因素都可能导致体内外设备间发生通信故障,因此对其开展相关研究具有重要的价值和意义。本论文由广东省科技计划（No.2015B010101006,No.2014A010103014,No.2017xm057）、国家自然科学基金（No.61372008）等项目资助,研究用于生物医疗的无线胶囊内窥镜天线,主要的研究工作有:（1）宽带圆极化无线胶囊内窥镜天线。考虑到在人体消化道工作过程中,胶囊位置和姿态改变会造成极化失配等问题,设计了一款具有宽频特性的圆极化胶囊天线。天线由两对交叉偶极子臂和两个矩形的耦合贴片构成。通过在偶极子臂上引入蜿蜒路径,使得天线尺寸减小。每对偶极子臂由四分之三圆环形状的相位延迟线连接,从而产生90°相位差,通过加载矩形贴片进一步优化了天线的圆极化特性。通过将天线与胶囊内表面共形的方式起到了节省空间的作用,其尺寸为18×15×0.254 mm~3。天线最终实现了38.5%（2.31–3.41 GHz）的–10-d B阻抗带宽和37.5%（2.36–3.45 GHz）的3-d B轴比带宽,均覆盖了所工作的2.4–2.48 GHz的ISM频段。由于可摄入式的无线胶囊内窥镜除了进行数据通信以外,还会执行无线能量传输等功能,而由于工作环境的不断变化要确保设备的鲁棒性。因此,本文提出了一款用于数据通信以及无线能量传输的双频宽带无线胶囊内窥镜天线。（2）双频宽带无线胶囊内窥镜天线。通过在贴片上加载四个矩形槽以及在贴片内加载两个C形缝隙的方式,引入了多个不同的谐振模式,使得天线能够覆盖915-MHz和2.45-GHz两个ISM工作频段并实现宽频特性,对应阻抗带宽分别为46.0%（0.82–1.31GHz）和48.2%（1.89–3.09 GHz）,最大增益分别为–24.4 d Bi和–35.1 d Bi。与上一天线类似,该天线通过与设备共形的方式节省设备内部空间,其尺寸为π×（5.4~2-5.3~2）×11mm~3。文中进行了相关参数分析,评估了不同胶囊外壳材料、厚度以及电子元件等因素对天线性能的影响,并进行了实物制作和验证。此外,对天线进行了链路预算的分析。由于人体环境复杂多变,而前两个天线仅实现了单一的辐射状态,其辐射通信范围有限,对于抵抗胶囊设备的旋转和位置变化带来的影响仍然具有一定局限性。所以本文设计了一款具有准各向同性辐射方向图的可重构无线胶囊内窥镜天线。（3）辐射方向图可重构的无线胶囊内窥镜天线。天线采用复合结构,由两个共形臂和一个PIFA结构组成,通过探针加载和引入弧形电流路径的方式实现了天线的小型化,在共形结构上加载PIN二极管实现了两种不同状态的重构。天线的不同状态在空间中呈现不同的辐射特性,且两种状态均工作在915-MHZ ISM频段,阻抗带宽均为0.88–0.95GHz（7.6%）。两种状态的辐射方向图在经过重构后可实现空间中辐射较弱区域的互补,在所创建的单层人体组织模型中呈现准各向同性的辐射性能,最大增益为–17.9 d Bi,且增益变化范围仅为4.5 d Bi。文章对天线的工作原理进行了介绍,对关键参数的影响和电磁兼容特性进行了分析,并对SAR值和通信距离进行了评估。本文提出的无线胶囊内窥镜天线具有节省空间、圆极化、鲁棒性高和辐射方向图可重构等优点。希望能通过本文的相关研究,为无线胶囊内窥镜天线的设计提供参考。