微波成像是当今电磁学中应用性很强的前沿性研究课题,它是利用微波技术、电子技术和数字图像处理技术等的综合高科技探测手段。微波成像也是一种无损检测技术,它是根据被测物体外部的散射场检测到的散射数据重建物体内部的复介电常数图像的一种技术。在成像时首先用低功率的微波场照射被测物体,然后检测被测物体的散射场,进而进行成像研究。与超声、X射线等传统的测缺技术不同,微波检测不是依据材料的密度而是电磁特性,因而穿透能力强,同时在微波频段,各种材料的电磁变化比其他物理性质对受检试件的缺陷更为敏感,这是微波检测的优越性所在。微波成像技术正处在发展阶段,微波成像技术的未来取决于微波检测技术的改进和微波成像算法的完善。 本课题的主要工作为微波成像算法的研究。微波成像算法在微波无损检测中起着至关重要的作用,也是无损检测中的关键部分。电磁散射是微波成像算法的基础,也是电磁理论研究的重要内容之一。文中首先介绍了电磁散射的研究方法,并且重点介绍了应用比较广泛的几种数值计算方法;微波成像也就是从散射体外部测量得到的散射场来重建散射目标的结构图,从而可以不必接触和破坏散射体本身就可以得到人们感兴趣的有关信息,极富实用价值,因此广大微波工作者一直在致力于高效、准确的重建算法的研究。研究至今,已经有很多的微波成像算法被开发出来并且被利用,本文就目前应用比较广泛、有代表性的几种成像算法做了比较详细和深入的介绍,对比介绍了各种成像算法的优缺点和适用范围。最后,在现有算法的基础上,我们提出了基于有限元和局部形状函数法的迭代算法,该算法可以对高对比度、较大尺寸目标进行成像,并且成像结果不受迭代初值的影响。文中还利用该算法对仿真数据和实测数据进行成像,结果验证方法的有效性。