ВВЕДЕНИЕ 4
1 Литературный обзор 5
1.1 Классификация методов измерения 5
1.2 Диэлектрическая проницаемость 6
1.3 Магнитная проницаемость 7
1.4 Методы измерения электрофизических свойств 7
1.4.1 Коаксиальная линия передачи 8
1.4.2 Метод объемного резонатора для измерения диэлектрической проницаемости 9
1.4.3 Измерение в свободном пространстве 10
1.4.4 Волноводный метод измерения 12
1.4.5 Конденсаторный метод 12
1.5 Соотношение Дебая 12
1.6 Фантомы биологических тканей 13
2 Решение задачи измерения диэлектрической проницаемости с использованием коаксиальной
ячейки 17
2.1 Математическое моделирование измерительной коаксиальной линии 17
2.2 Численное моделирование 20
2.2 Экспериментальная установка для измерения электрофизических свойств материалов 21
2.3 Эксперименты по измерению электрофизических свойств материалов в диапазоне от 10 МГц
до 15 ГГц 22
2.4 Создание материала с заданными электрофизическими характеристиками 23
2.5 Создание фантома биологических тканей 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 31
На сегодняшний день стоит проблема заболевания рака молочной железы. Самое распространённое среди женщин раковое заболевание. Широко известно, что чем раньше будет диагностировано данное заболевание, тем больше вероятность выздоровления пациента. На данный момент самый перспективный метод является радиоволновой метод диагностики, а для отработки метода нужно создавать искусственные фантомы груди, которые будут повторять электрофизические свойства реальных биологических тканей. При создании фантома необходимо измерять диэлектрическую проницаемость. Целью данной работы является разработка фантомов биологических тканей. В курсовой работе была разработана и протестирована методика получения электрофизических свойств материалов с заданными значениями.
Каждый материал обладает набором электрофизических свойств и параметров. Измерение диэлектрических свойств материалов в широком диапазоне частот используются во многих областях науки. Диэлектрическая проницаемость зависит от частоты, тем самым исследования электрофизических свойств в СВЧ диапазоне имеют большой практический интерес. В [1] описаны различные методы нахождения диэлектрической проницаемости. В литературе описано множество методов для нахождения параметров материалов в широком диапазоне частот. В работе рассмотрены различные методы измерения диэлектрической проницаемости материалов и способы их реализации в фантоме биологических тканей, имитирующих кожу и жир человека.
В результате исследований были изучены различные методы измерения диэлектрической проницаемости. Как самый удобный метод для измерения жидких и сыпучих материалов был выбран метод коаксиальной ячейки. Изучена теория создания композиционных смесей. После проведения литературного обзора, были определены требования к характеристикам фантомов биологических тканей. Были изучены электрофизические характеристики тканей, такие как кожа и жир человека. Разработана и протестирована методика получения смесей с заданной диэлектрической проницаемостью. Особенностью данной методики является возможность получения электрофизических характеристик с большой диэлектрической проницаемостью, имитирующих биологические ткани человека. Из полученных смесей можно создавать любые биологические фантомы. Данная бакалаврская работа является частью одной большой работы по созданию радиоволнового маммографа, которая ведется на кафедре радиофизического факультета Томского Государственного Университета. Разработанные фантомы будут использованы для тестирования создаваемого макета маммографа.
Автор работы выражает свою искреннюю благодарность Балзовскому Е. В. за предоставленную измерительную коаксиальную ячейку.
