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Modulnummer:
| 11801
- Modul nicht mehr im Angebot ab SS 2022 |
| Modultitel: | Mikrowellen- und Millimeterwellensensoren für die Biomedizin: Anwendungen und physikalische Grundlagen |
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Microwave and Millimeter Wave Sensors for Biomedicine: Applications and Physical Foundations
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| Einrichtung: |
Fakultät 1 - MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik
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| Verantwortlich: | -
Prof. Dr. rer. nat. habil. Fischer, Inga Anita
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| Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
| Dauer: | 1 Semester |
| Angebotsturnus: |
sporadisch nach Ankündigung
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| Leistungspunkte: |
6
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| 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. |
| 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 Leistungsdetektoren
Dielektrische 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 Gewebe
Integrierte 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 Haut
Inhalt 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
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| Empfohlene Voraussetzungen: | Kenntnis des Stoffes der Module aus der Experimentalphysik |
| Zwingende Voraussetzungen: | |
| Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
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Übung
/ 2 SWS
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Selbststudium
/ 120 Stunden
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| Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - 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.
Übungsmaterialien, Messequipment und Simulationssoftware werden zur Verfügung gestellt. |
| Modulprüfung: | Modulabschlussprüfung (MAP) |
| Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | - Mündliche Prüfung 30-45 Minuten
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| Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
| Teilnehmerbeschränkung: | keine |
| Zuordnung zu Studiengängen: | - keine Zuordnung vorhanden
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| Bemerkungen: | - Studiengang Physik B. Sc.: Wahlpflichtmodul im Komplex „ Physikalisches Vertiefungsfach“.
- Studiengang Physik M. Sc.: Wahlpflichtmodul im Komplex „Nebenfach“.
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| Veranstaltungen zum Modul: | - Vorlesung: Mikrowellen- und Millimeterwellensensoren für die Biomedizin: Anwendungen und physikalische Grundlagen
- Übung zur Vorlesung
- Zugehörige Prüfung
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| Veranstaltungen im aktuellen Semester: | - keine Zuordnung vorhanden
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