电磁波的波束衍射是电磁波领域里重要研究课题之一。分析求解电磁波波束的衍射分布需要精确测量电磁波的场强分布和相位分布。受限于当前技术水平,测量高功率场分布的仪器主要测量场强分布,很少测量电磁波的相位分布。为获得相位分布,最常见的方法是相位重建算法,该算法可以基于场强信息求解相位信息。本文按照电磁场衍射理论,结合相位重建算法,研制出一套算法软件可以对平面波波束的场强分布数据进行处理。该软件包含三个功能:通过角度修正的算法校准传播方向;通过相位重建的迭代算法求出场分布的相位信息;通过矢量叠加原理分析出其馈源结构的各个模式含量。本文通过模拟仿真和微波加热-红外测量实验来验证算法软件的可行性。通过电磁仿真软件建立的小孔衍射模型,将建模的仿真结果导入研制的软件里进行运算,求解出来的相位信息与馈源的模式含量和仿真结果作对比,相位重建结果的标量拟合度达到98.74%,矢量拟合度达到96.01%,而模式含量结果的拟合度达到99.99%。微波加热-红外测量实验利用红外仪测量被微波炉加热的待测样品的温度场分布,将数据代入算法软件求解,相位重建结果的标量拟合度达到98.12%,矢量拟合度达到96.28%。此外,本文针对微波近场扫描显微系统开发了点扫描、线扫描和面扫描一体化的软件控制程序。为进一步提高近场微波扫描的电特性分布图像的清晰度,结合数字图像处理理论设计了一个可以增强图像质量的方案,该方案利用点扫描求出映射曲线,基于映射曲线将模糊图像反演到清晰图像,极大提高了图像清晰度。