乳腺癌已成为城市女性的第一杀手,其早期诊断对控制和降低乳腺癌患者的死亡率具有决定性意义,因此,乳腺癌的早期诊断技术成为目前国内外乳腺癌研究的一个重点。其中,超宽带微波乳腺癌成像检测因其高成像分辨率和高成像对比度日益受到重视,有望成为安全实用的早期乳腺癌常规检测手段。本文基于半球状乳房模型采用时域有限差分法数值仿真,系统地探讨了乳腺癌超宽带微波成像方案。根据乳房探测成像的实际特点,首先,文中考虑采用收发天线分离的方式,以期降低系统对收发共用的超宽带天线设计的苛刻要求,接着,文中探讨了探测天线的配置方案,并开发了适合该方案的早期乳腺癌成像共焦算法,给出了成像结果。结果表明,采用该方案可以有效地探测直径小于10mm的早期乳腺肿瘤。 针对早期乳腺癌检测成像的实际要求,文中还研究了在超宽带天线与乳房间采用耦合媒质对成像分辨率的影响并提出了耦合媒质的选取原则,指出采用介电常数高于9.0的耦合媒质即可在早期乳腺癌超宽带微波成像检测中获得必要的高分辨率。针对实际乳房中可能存在不同位置上多个肿瘤的情况,提出了面向半球状乳房模型的收发天线配置方式,并尝试了“多视”的成像方案,仿真结果表明使用该成像方案可有效地降低漏检率。此外,我们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,成像结果表明本文作者提出的超宽带微波早期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。