植入式无线医疗设备是生物医学领域发展史上一种新的诊疗模式,它伴随着微电子技术、无线通信技术、以及生物医疗技术的迅猛发展而产生。由于摆脱了空间和时间上的限制,降低了医疗成本和医疗时间,植入式无线医疗设备在个体医疗保健方面的市场需求非常强劲,而植入式天线作为无线通信系统的载体,是无线医疗设备中非常关键的器件之一。因此,研发具有高性能的植入式天线对未来无线医疗行业的发展具有非常重要的实用价值。本论文在当前对植入式天线设计的基础上,结合小型化、宽频带、多频段、安全性与生物兼容性等需求,以进一步减小天线尺寸、提高天线稳定性、以及实现天线的高速数据传输为目的对植入式天线进行研究与设计。主要内容及贡献如下:（1）双频段植入式天线的小型化宽频带研究提出了一款具有宽频带特性的双频段植入式PIFA天线。通过在PIFA接地面的馈电点和短路引脚之间加载开口槽,激励出了新的谐振频点,然后利用相邻谐振频点合并形成宽频带技术,实现了PIFA在医疗植入通信服务（Medical Implant Communication Services,MICS）频段的宽频带特性;同时该方法延长了接地面上的电流路径,降低了工作频率,使天线实现了小型化。解决了植入式天线由于带宽较窄而对工作环境极其敏感的问题。结果显示,基于PIFA结构的双频段植入式天线的最终尺寸仅为49.5 mm3,在皮肤凝胶模型和猪肉组织中测试工业、科学和医疗（Industrial Scientific Medical,ISM）频段的带宽分别为6.9%和13.9%,测试MICS频段的带宽分别为38%和50.7%,该天线实现了良好的工作性能。（2）胶囊天线的宽频带研究提出了一款带宽增强的胶囊IFA天线。通过在IFA接地面上加载开口槽延长接地面上的电流路径,使之与天线的工作波长相比拟,有效改善了IFA的阻抗匹配;当开口槽位于馈电点和短路引脚之间时,引入了新的谐振频点,然后利用相邻谐振频点合并形成宽频带技术,实现了IFA的宽频带特性。解决了胶囊天线由于需要在介电特性差异较大的消化道内工作极易发生频移的问题。实验结果显示,基于蜿蜒“F”结构的胶囊IFA在中心频率为433 MHz的ISM频段的仿真带宽达到100%,在新鲜猪肉组织中的测量带宽也达到70.2%。与之前的文献相比,该天线具有很好的稳定性,且增益相对于大多数已经发表的胶囊天线也比较满意。此外,针对植入式天线生物兼容性材料的选择,提出了对天线性能影响较小的参考方法。（3）用于高速数据传输的超宽带（Ultra-Wideband,UWB）胶囊天线研究提出了一款基于简单对称双环结构的UWB胶囊天线。通过在馈电回路中心添加馈电贴片并改变馈电方向,有效展宽了天线的阻抗带宽;然后在短路环的中心引入LC负载（即短路贴片）并用高阻抗线与短路环连接,激励出了一个新的谐振频点,进一步展宽了低频段带宽,实现了胶囊环天线的UWB性能。为胶囊天线的高分辨率图像数据及其高速率传输需求提供了保障。实验结果显示,基于对称双环结构的胶囊天线在中心频率为2.45 GHz的ISM频段的测量带宽到124%,增益峰值也达到-12.6 d Bi。与之前的文献相比,该天线的带宽和增益等明显优于其他内壁胶囊天线,非常适合用于高速数据传输的无线内窥镜系统。