随着电子科学技术的发展,电磁波已得到广泛的应用,现在的生存环境中到处充斥着电磁波。定量的研究电磁波对生物体的影响显得十分迫切。横电磁波小室(Gigahertz Transverse Electro Magnetic cell, GTEM Cell)具有工作频率宽、应用方便、能产生均匀电磁波等特点,可以很好地满足生物电磁学的实验研究应用。本文首先简要介绍了横电磁波小室的发展概况,然后从理论上分析了横电磁波小室的过渡接头特性阻抗的计算,并利用高频电磁仿真软件CST设计了一个宽频带横电磁波小室过渡接头,其结构简单、适用频带宽、插入损耗小等优点。本文利用一种简单有效的方法计算横电磁波小室主传输段特性阻抗,确定主传输段尺寸后,利用基于有限积分法的CST进行特性阻抗优化,较好的改善了小室的传输特性。本文设计的Ka波段横电磁波小室上限适用频率为40GHz,经测试发现回波损耗在35GHz时为-20.288dB,30-40GHz时基本在-10dB左右。测试区域的±3dB场均匀区域面积约为2.97*3.49cm2。分析了横电磁波小室内的两种高次模：“基本”模和“非基本”模,芯板上的电流分布情况。然后利用在小室内的芯板上开纵向窄槽切断横向电流来达到抑制小室内的“非基本”高次模的目的。为了验证该方法,在CST中进行建模仿真验证,发现利用该方法可将横电磁波小室体积扩大将近一倍。为解决横电磁波小室体积与上限适用频率这一矛盾起到了一定借鉴作用。最后以本文设计的Ka波段横电磁波小室组成的毫米波辐照系统为实验平台,对水稻种子分三批次,进行了不同辐射功率和辐射时间的辐照实验来研究毫米波生物非热效应。实验发现毫米波辐射对稻种的非热效应是存在的,且不同的辐射功率和不同的辐射时间对发芽率均为抑制作用。