利用频段在10GHz以下、带宽达数GHz的超宽带微波信号进行早期乳腺癌探测,可以实现高分辨率成像,保证必要的探测深度,并提供所需的探测灵敏度,故而超宽带微波成像技术在早期乳腺肿瘤的近场探测成像中广受重视,并有望成为安全实用的早期乳腺癌常规检测手段。面向未来超宽带微波肿瘤探测应用,本文研制了超宽带探头,搭建了一套超宽带微波成像实验系统,并进行了近场目标超宽带微波成像以及目标响应特性提取的初步实验研究。论文首先简介了超宽带微波用于早期乳腺肿瘤探测的物理基础,分析了早期肿瘤探测成像对超宽带微波系统的要求。在此基础上,设计并试制了三款结构紧凑的超宽带微波探头,实测结果表明,它们均具有超宽带工作特性,可工作于1.36GHz-20GHz的超宽带微波频率范围内,能满足包括早期乳腺癌检测在内的超宽带微波近场探测成像的要求。其中一款探头采用收/发天线组合结构,更便于系统校准。然后,基于已有的超宽带脉冲源、高性能采样示波器,配以自行研发的超宽带收/发组合探头、脉冲触发与数据采集控制模块,研制了一套超宽带微波近场成像实验系统。通过改变探头的位置,采集多组在不同发射角度下的目标回波信号,对信号进行分析处理,去除直达波等环境因素影响,利用微波共焦成像算法进行目标成像。对嵌于聚氯乙烯泡沫中直径为10mm的片状金属目标的成像结果表明,本成像系统能给出目标大小和位置等信息,所使用成像方案具有较高的可行性,为下一步研制应用于早期乳腺癌检测的超宽带微波成像系统奠定了基础。最后,尝试利用实验系统对金属目标的探测数据及与金属目标同等大小的肌肉和脂肪组织目标的探测数据,依据改进的Prony方法提取它们的特征奇点,并且与仿真信号提取的目标特征奇点作了比较,结果表明不同目标,不同位置处目标的特征奇点值不同,从而达到目标识别的目的。