糖尿病是人类健康的重大威胁。当代社会,糖尿病发病率越来越高,产生巨大的经济负担和社会问题。目前糖尿病还没有根治的方法,一般通过频繁针刺取血的方式来进行监测,进而实现控制。相比于有创或微创的方法来说,微波无创血糖监测技术具有无创、无痛、不易感染、安全无辐射等优点。本文以人体耳垂为研究对象。耳垂的生物组织结构相对简单,血液含量充足,表面相对平整,而且位置便于测量,适合长期监测。微波无创血糖检测是根据微波信号经过葡萄糖浓度不同的耳垂后的信号差异来分析评估血糖水平,具有良好的可行性。基于开端同轴探头法测量了200 MHz-10 GHz范围内的不同浓度的葡萄糖水溶液的介电特性。通过拟合实验数据,本文提出一组单阶德拜参数,数据拟合的均方根误差小于0.32。该参数可以有效呈现实验结果的规律性,可以精确推导出给定浓度的葡萄糖水溶液的介电特性。本文基于时域有限差分算法建立了耳垂的二维、三维电磁模型以及天线收发结构。基于三维层状耳垂建模和频域信号的分析,研究了微波法检测血糖水平的可行性,介电特性对频谱结果的影响,血液量和血液分布位置对微波接收信号的影响。进而,本文提出了一种使用扩散限制凝聚分形技术构建该耳垂模型中血液结构的方法。它能良好地模拟出血液分布的连续性,随机性和均匀性,为后续研究提供了更准确和复杂的模拟环境。文中基于扩散限制凝聚分形生成的血液结构占脂肪空间的50.14%,与预期的50%相比,误差仅为0.14%。本文将基于德拜模型的辅助微分方程与时域有限差分结合来处理生物组织的色散特性,提高仿真结果的准确性。基于三维耳垂色散模型和宽带信号的收发模拟,发现在4-6 GHz频带范围内,S21的相位与葡萄糖浓度之间存在良好的线性依赖性关系。在此基础上提出了基于S21相位评估葡萄糖水平的方法,分析了它的可行性和优越性。