植入式电子设备的发展和应用给医学诊断和治疗提供了更多可能,它能对患者的健康状况进行远程监测,甚至还能代替功能受损的器官继续工作,逐渐成为一种重要的医疗手段。植入性电子设备被植入人体后,不仅要保证机体健康,还要在机体内正常工作,这就需要借助医学影像技术保证其处于合适位置并稳定工作。目前,医学影像技术日益成熟,不同的技术有各自的应用场景。微波成像技术具有成本低、安全等特点,逐渐受到人们的关注。根据电磁波在远场区和近场区的差异,微波成像可以分为近场微波成像和远场微波成像,近场微波成像穿透性强,但传输距离受限,成本也高。本文采用远场微波成像方法,利用单发单收的机制采集信号,获取目标物信息。考虑到在安全范围内使用微波对人体几乎不会有伤害,本文设计了结构简单的远场微波成像系统,在S波段对近似生物组织金属植入物的成像方法展开研究。本文的主要工作总结为以下几点:(1)基于电磁理论搭建了远场微波成像系统,为了排除周围电磁波的干扰,设计了实验暗室,采用固定发射天线、在扫描区域移动接收天线的方法采集数据,阐述了成像原理。(2)基于设计的远场微波成像系统探索了不同实验条件对成像质量的影响,通过对数据的处理与分析得出成像质量与系统中实验变量的关系,进而确定实验参数,不断完善实验平台。还探索了不同性能的发射天线对成像质量的影响,根据实验结果在现有条件下选择了一个天线作为系统的发射天线。(3)远场微波成像存在衍射极限,微波频率为3.5GHz时理论极限分辨直径为4.3cm,本文在微波频率为3.5GHz,灵敏度为-85d Bm的条件下分别对边长为2cm的菱形金属和直径为2.5cm的金属圆环进行成像。由于实际系统辐射源散射等原因,即使金属目标物尺寸小于成像极限分辨直径也观察到了结果。实验结果表明,该远场扫描方法能在不涉及复杂算法的情况下获得金属目标物的位置和形状信息。(4)用琼脂制备仿生组织胶,利用以上远场微波成像系统对放有方形金属物体(边长为2cm)的琼脂培养皿进行了扫描实验,对数据处理后获得了金属目标物的位置信息。实验结果初步验证了该成像系统用于探测仿生组织金属植入物的可行性。综上,本文的实验系统可以有效获得金属目标物的状态信息,该研究能为植入式医疗设备的探测提供一种思路。