А.Г. Гудков1, С.Г. Веснин2, В.Ю. Леушин3, И.А. Сидоров4, В.Г. Тихомиров5, М.К. Седанкин6,
С.В. Чижиков7, Р.В. Агандеев8, В.Д. Шашурин9

1–4,6–9 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

5 СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, Россия)

8 ООО «НПИ ФИРМА ГИПЕРИОН» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Ключевыми элементами многоканального многочастотного радиотермографа являются HEMT-транзисторы, переключатели и малошумящие усилители. Поскольку элементная компонентная база, реализованная на HEMT гетероструктурах, обладает невысокими коэффициентами шума, такие гетероструктуры возможно использовать при изготовлении гибридных и монолитных малошумящих усилителей радиотермографа.

Цель. Исследовать основные элементы монолитных интегральных схем (МИС) СВЧ, применяемые в радиометре: транзистор, малошумящий усилитель, переключатель и пассивные элементы, а также процесс объединения в радиометрическом комплексе принципов многоканальности, многочастотности и миниатюризации.

Результаты. Рассмотрен процесс создания и приведены результаты разработки прототипов радиотермографа, описан постепенный переход от радиометра на обычной элементной базе к гибридному исполнению с использованием МИС СВЧ.

Практическая значимость. Процесс постепенного создания прототипа многоканального многочастотного радиотермографа от одноканального к многоканальному и от одночастотного к многочастотному подтверждает результаты их практического использования. Получение информации о внутренних температурах и динамике ее изменений в нескольких точках тела одновременно и во времени, а также на различной глубине позволяет перейти к динамической микроволновой термотомографии внутренних тканей и органов, проводить оценку их состояния под влиянием различных нагрузок и функциональных проблем. Комплексное решение поставленных задач позволяет перейти к развитию перспективного метода диагностики различных заболеваний.

Гудков А.Г., Веснин С.Г., Леушин В.Ю., Сидоров И.А., Тихомиров В.Г., Седанкин М.К., Чижиков С.В., Агандеев Р.В., Шашурин В.Д. Микроминиатюризация многоканальных многочастотных радиотермографов (часть 2) // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. T. 77. № 7. С. 55–68. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202307-04

1. Гудков А.Г., Веснин С.Г., Леушин В.Ю. и др. Микроминиатюризация многоканальных многочастотных радиотермографов (часть 1) // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. T. 77. № 5. С. 48–63. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202305-04.
2. Popovic Z., Momenroodaki P., Scheeler R. Toward wearable wireless thermometers for internal body temperature measurements // IEEE Communications Magazine. Oct. 2014. V. 52 (10). P. 118–125.
3. Novichikhin E.P. et al. Detection of a local source of heat in the depths of the human body by volumetric radiothermography // RENSIT. 2020. V. 12(2). P. 305–312. DOI: 10.17725/rensit.2020.12.305.
4. Gudkov A.G. et al. Studies of a Microwave Radiometer Based on Integrated Circuits // Biomedical Engineering. 2020. V. 1–4.
5. Чижиков С.В., Соловьев Ю.В. Элементная база МИС СВЧ для микроволновой радиотермометрии // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2020. Т. 12. № 2. С. 48–57. DOI: 10.18127/j22250980-202002-06.
6. Chizhikov S.V., Solov’ev Yu.V., Gudkov A.G. Application of developed MIC LNA in microwave radiometry equipment // Journal of Physics Conference Series. 2020. 1695(1):012161.
7. Tikhomirov V.G. et al. Monolithic transistor switch for microwave radiometry // 8th International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures «Saint Petersburg OPEN 2021». BOOK of ABSTRACTS. 2021 P. 492–493.
8. Tikhomirov V.G., Gudkov A.G., Agasieva S.V., Yankevich V.B., Popov M.K., Chizhikov S.V. Research of low noise pHEMT transistors in equipment for microwave radiometry using numerical simulation // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1695. № 1. 012150.
9. Ridley B.K., Ambacher O., Eastman L.F. The polarization-induced electron gas in a heterostructure // Semiconductor Science and Technology. 2000. V. 15. № 3. P. 270–271.
10. Foutz B.E., Otleary S.K., Shur M.S. et al. Electron Transport in the III–V Nitride Alloys // MRS Online Proceedings Library. 1999. V. 572. P. 445.
11. Bernardini F., Fiorentini V., Vanderbilt D. Polarization-Based Calculation of the Dielectric Tensor of Polar Crystals // Physical Review Letters. 1997. V. 79. № 20. 3958.
12. Гудков А.Г. Комплексная технологическая оптимизация медицинской техники на всех этапах ее жизненного цикла // Биомедицинская радиоэлектроника. 2012. № 5. С. 51–61.
13. Gudkov A.G. Complex technological optimization of microwave devices // 17th International Crimean Conference – Microwave and Telecommunication Technology. CRIMICO. 2007. P. 521–522. 4368833.
14. Гудков А.Г. Радиоаппаратура в условиях рынка. Комплексная технологическая оптимизация. М.: Сайнс-Пресс. 2008.
15. Gudkov A.G. et al. Application of complex technological optimization for monolithic microwave circuits designing // 2008 CriMiCo – 18th International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology, Conference Proceedings. 2008. 4676491. P. 535–536.
16. Гудков А.Г. Методология комплексной технологической оптимизации параметров СВЧ-приборов на основе гетероструктур // Нанотехнологии: разработка, применение. 2019. Т. 11. № 2. С. 5–25. DOI: 10.18127/j22250980-201902-01.
17. Sedankin M.K. et al. Development of patch textile antenna for medical robots // 2018 International conference on actual problems of electron devices engineering (APEDE). 27-28 Sept. 2018. Saratov. Russia. P. 413–420.