脑中风伤残率、死亡率、反复发作概率较高,很大程度上伤害人类身心健康,会导致病患家庭、国家经济负担过大。微波探测脑出血的原理是微波经过被测组织会出现电磁波的反射、散射及吸收,根据肿瘤组织与健康组织之间电磁参数存在明显差异,可以利用不同位置出血、不同出血量的散射信号幅度和相位变化量对脑出血进行研究。本文主要对应用于微波探测脑出血小型化宽带定向单极子天线单元、利用微波散射法对脑出血进行仿真探测、及模拟实验成像等三个方面做了相关研究。论文的主要工作内容如下:1、微波探测脑出血的天线单元研究。首先设计了一款工作频段为0.99～4.5GHz宽带全向单极子天线,采用半椭圆形贴片与阶梯型矩形贴片相结合构成的渐变辐射元结构,以及接地板采用缺陷地结构,使天线表面处电流路径得以延长,进而使天线达到宽带、小型化特性。最后在全向单极子天线背面加载金属反射板,以实现天线定向辐射特性,进行加工测试,实测结果和仿真结果吻合良好,天线实测阻抗带宽为1.08～3.28GHz、最大实测增益为7.28d B。通过对宽带定向单极子天线在DUKE头模型中SAR值进行仿真分析,人脑中最大SAR值为0.412W/kg,远小于我国电磁辐射安全标准,为后续利用微波检测技术对脑出血进行仿真分析以及模拟实验提供依据。2、出血性脑中风的微波探测仿真研究。利用小型化宽带定向单极子天线组成6单元天线阵列,等间隔放置在天线支架上,围绕在DUKE头模型周围,对不同位置出血、不同出血量情况下检测到的散射信号幅度、相位差变化以及电场强度分布进行了仿真研究。研究结果表明:小脑灰质位置出血以及D位置5ml出血量下检测到后向散射信号幅相变化整体上比前向散射信号幅相变化明显;E、F位置出血以及10ml、20ml出血量情况下天线1反射信号幅度、相位差变化整体比其他天线反射信号较大,并且散射信号相位差变化比幅度差变化大10倍。3、出血性脑中风的微波探测模拟实验研究。利用仿生头模型、天线支架、小型化宽带定向单极子天线、射频开关、矢量网络分析仪搭建脑出血探测模拟实验平台。分别利用6单元、模拟12单元天线阵对头模型中不同位置出血以及10ml、20ml出血量情况进行实验测试,矢量网络分析仪采集时域反射信号幅值数据,最后利用共焦成像算法对该数据进行反演成像。结果表明:不同位置出血以及10ml、20ml出血量情况下:模拟12单元天线阵的成像结果比6单元天线阵的伪影更少,目标更聚焦,图像分辨率更高。