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乳腺癌是危害女性健康的常见恶性肿瘤疾病，其发病率居女性恶性肿瘤的第一位，早期检测被认为是降低其死亡率的重要途径，乳腺癌成像技术己成为当前国内外医学影像学研究的一个焦点。目前乳腺癌常规成像技术如X射线成像，超声成像等均存在各种局限性，而微波频段下正常乳房组织和恶性肿瘤组织的电磁特性差异明显(远大于现有成像技术所利用的特性差异)，这种差异为微波近场检测乳腺癌提供了物理基础。
本文基于长方形物理模型，采用时域有限差分法进行仿真，系统地研究了乳腺癌的超宽带微波成像方法。根据乳房组织的实际特点，采用了适合该方法的乳腺癌共焦成像算法，并给出成像结果。结果表明，该方案可以有效地探测直径小于10mm的早期乳腺肿瘤。针对长方形物理模型中存在的几个问题，进一步讨论了加入耦合媒质减小皮肤反射信号来提高成像效果，信号频率的选取问题，肿瘤不同位置的成像效果，最后采用多发射天线的方法解决了深肿瘤成像分辨率低的问题，为实际成像系统打下一个良好的基础。
由于长方形模型作为早期乳腺癌检测模型具有一定的局限性，并且和实际模型相差较大。本文重新将乳房设计为半圆模型，并对共焦成像算法进行了改进，最终给出成像结果。此外，进一步探讨了有乳腺导管和小叶等具有随机不均匀性的乳房组织中的超宽带微波早期乳腺肿瘤成像，成像结果表明本文提出的超宽带微波乳腺肿瘤成像检测方案和共焦成像算法在随机不均匀性达10％的乳房组织中仍可有效成像。