本文主要设计了三种工作在60GHz毫米波的近场辐照系统,仿真分析了系统辐照区域的SAR值分布均匀度,对模型进行了优化改善,从而获得了更好的辐照均匀度。为了更高效的研究生物电磁效应,以辐照装置便于进行大批量重复实验且不易受周围电磁环境影响为出发点,首先设计了基于基片集成波导的近场辐照系统,通过对基片集成波导的基本理论分析,选择合适的波导尺寸,在XFdtd电磁仿真软件上进行建模仿真分析,采用亚网格技术设置精度更高的网格尺寸,利用共形算法再次优化模型网格mesh,根据模型中心对称的特性,将模型简化为四分之一模型,有效的提高了仿真效率,最后对培养皿底座厚度优化分析,获得辐照区域的SAR均值为1.56?10^-4 W/kg,其比吸收率（SAR）的相对标准偏差（RSD）为74.5%。然后设计了基于扼流圈天线的近场辐照系统,在之前对扼流圈远场辐照系统的基础上提出多级扼流圈封闭式结构,将其应用于近场辐照,并对单级和对多级扼流圈天线辐照系统在辐照距离上进行了详细的仿真分析对比,研究结果表明基于多级扼流圈天线结构的辐照系统在近场辐照上更具有优势,得到优化结果SAR均值为1.61W/kg,其RSD降低到44.1%。最后设计了基于径向波导的近场辐照系统,首次提出尝试将径向波导应用于近场辐照系统,对其底面模型进行优化,依次分析了系统的馈线长度,馈源顶部金属加载单元对辐照区域SAR值分布的影响。分析发现培养液细胞单层的SAR值大小分布随着半径呈规律性波动变化,尤其在中心区域波动最为剧烈,整个分布方式呈圆环状,首次将印制电路板（PCB）底部覆铜应用于提高辐照区域SAR值均匀度,通过在PCB板底层覆圆环状的金属,分析其对SAR值分布影响,进而调整覆层的形状,层层递进式优化,取得最佳结果,整个优化流程条理清晰,效果明显,得到最终结果SAR均值为1.90 W/kg,其RSD降低到18.7%。