由于传统生物医学成像方法中存在着难以避免的问题,微波成像技术开始兴起,尤其是微波断层扫描成像技术方面的研究逐渐受到人们的关注。为了进行微波断层扫描成像实验,本文设计了一套中心频率为2.45GHz,能实现对待测物体在水中进行成像的数据采集系统。本文首先对微波成像特别是微波断层扫描成像技术的发展历史、国内外研究现状做了简单介绍,论述了设计合适的数据采集系统的必要性。随后阐述了本文系统的设计方案,其主要特点是:以往的成像系统都是将待测物体放置于盛有与其介电常数接近的溶液(一般是水)中,而天线则放置于容器之外。本文中设计的实验需要将天线浸入水中,紧贴待测物体,减小了信号在容器壁处产生的反射,能有效提高成像精度。本文的主要工作如下:1.根据传输线长线理论,对传输线中的微带线的工作原理进行了分析。基于微带线体积小、重量轻、频带范围宽、易于集成等众优点,决定使用微带结构设计电路系统,为后面的工作打下理论基础。2.利用ADS软件设计了单刀双掷和单刀八掷开关。设计的单刀双掷开关在中心频率2.45GHz处反射最小,S11小于-30d B,插入损耗小于1.2d B。设计的单刀八掷开关在中心频率2.45GHz处,S11小于-20d B的带宽有400MHz,插入损耗在2.0~2.92GHz都小于4d B;除了第三条支路的隔离度接近25d B,其余各支路与第二条支路间的隔离度均远大于40d B。仿真结果达到了设计要求。3.设计了微波整流电路,包括低通滤波器和整流电路。设计的微波整流电路在输入功率为48.440m W时,具有最高的整流效率为72.0%。当电路工作在中心频率2.45GHz时,整流效率高于60%的输入功率范围为11.690~72.460m W。4.对加工完成的开关电路、微波整流电路分别进行了测试。开关电路、微波整流电路的测试结果与仿真结果基本一致,达到了设计指标的要求。5.对参与设计的水中喇叭天线进行了仿真与优化,测试了天线的S参数与远场性能。测试结果显示,能够在水中进行天线信号的发射与接收。这证明了天线的设计原理是正确的。