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。 本课题的主要工作有微波成像算法研究与改进、ANSYS仿真成像、建立微波水分模型和微波测湿装置的成像等几个部分。对现有的空域重建算法进行改进，通过实验验证改进算法的优劣；利用有限元仿真获得了不同被测对象的测量数据，并选用ω-κ成像算法成功地实现墙体模型内漏水位置分布的图像重建工作；对混凝土实验块进行测试，并利用测量得到的散射数据进行成像研究，得到的成像结果较为满意。 本文总共分六章内容。第一、二章对课题来源、传统水分测量方法、微波水分测量原理和传感器进行了论述，为后续研究打下基础。第三、四、五章是论文的核心部分。在第三章中，从基本的Maxwell方程出发，推导出散射问题的积分方程，并对几种典型的微波成像算法进行探讨，对现有算法加以改进；第四章将有限元软件ANSYS在微波无损检测中的应用研究进行了分析，并给出由仿真数据重建图像的结果；第五章用MATLAB软件构建微波反射式湿度分布检测模型。最后，对本文的结论及微波无损检测技术的良好的应用前景进行了展望，同时对今后的研究工作提出了几点建议。