Microwave and Millimeter Wave Sensors for Biomedicine: Applications and Physical Foundations
Mikrowellen- und Millimeterwellensensoren für die Biomedizin: Anwendungen und physikalische Grundlagen
6 LPunregelmäßigDEwird nicht mehr angeboten
Voraussetzungen
Empfohlen, im Wortlaut
Kenntnis des Stoffes der Module aus der Experimentalphysik
Inhalte
Mess- und Schaltungstechnische Grundlagen für hochfrequente (HF) Sensoren • Streuparameter • HF Leitungen: Eigenschaften und Modelle • Antennen als Nahfeld- und als Fernfeldsensor • Resonatoren • Elektrische Interferometer • Transceiver • Vektor Netzwerk Analysatoren (VNA) und LeistungsdetektorenDielektrische Eigenschaften von Materialien in der Biomedizin • Dielektrische Eigenschaften von Gemischen (binär, dispers) • Dielektrische Eigenschaften von Zellen • Effektive Permittivität von geschichteten Materialien • Dielektrische Phantome zur Emulation von menschlichem GewebeIntegrierte HF Sensoren für die Biomedizin • Colpitts-Oszillator zur Klassifizierung von Plaque in Arterien • Offene Koaxialleitung mit VNA als dielektrischer Sensor • Metamaterial-Resonator zur Messung von Alkoholkonzentration • Interferometer als Zytometer • On-Chip Transducer mit integrierter Mikrofluidik für Lab-on-Chip • Millimeterwellen Transceiver für die Gasspektroskopie • Reflektometer zur Dehydrierungsmessung der HautInhalt Praktikum • Kennenlernen der Design- und Simulationssoftware ADS (Keysight) • Entwurf von leitungsbasierten dielektrischen Sensoren auf Leiterkarten im Millimeterwellenbereich • Messung von flüssigen Materialien mittels selbstentwickelter Sensorik und Auswertung auf Basis dielektrischer Modelle • Vergleichsmessungen mit einem Dauerstrichinterferometer • On-Wafer Messungen von bestehenden integrierten Sensoren und Auswertung
Lernziele
Die Studierenden sind mit den grundlegenden Konzepten der Mikrowellen- und Millimeterwellensensorik in der Biomedizin vertraut. Sie können ihre breit gefächerten Kenntnissse aus dem Grundstudium auf ein aktuelles Gebiet der Forschung und Entwicklung anwenden und fokussieren. Darüber hinaus haben die Studierenden Sozialkompetenzen wie Kooperationsfähigkeit, sowie weitere individuelle Kompetenzen wie Sorgfalt, Ausdauer, Neugierde, Eigeninitiative, Frustrationstoleranz etc. gefestigt.
Prüfungsleistung
• Mündliche Prüfung 30-45 Minuten
Literatur (5)
- Pozar, D. M. (2009). Microwave engineering. John Wiley & Sons.
- Razavi, B. (2008), Fundamentals of microelectronics. Wiley.
- Razavi, B. & Behzad, R. (1998). RF microelectronics (Vol. 2). New Jersey: Prentice Hall
- Niknejad, A. M. & Hashemi, H. (Eds.). (2008). mm-Wave silicon technology: 60 GHz and beyond. Springer Science & Business Media
- Vander Vorst, A., Rosen, A., & Kotsuka, Y. (2006). RF/microwave interaction with biological tissues (Vol. 181). John Wiley & Sons.
Bemerkungen
• Studiengang Physik B. Sc.: Wahlpflichtmodul im Komplex „ Physikalisches Vertiefungsfach“. • Studiengang Physik M. Sc.: Wahlpflichtmodul im Komplex „Nebenfach“.
Quelle: Modulbeschreibung der BTU · abgerufen 15.10.2026Original