Radiómetro de microondas en miniatura para dispositivos portátiles

Resumen

En este trabajo se presenta un nuevo circuito para un radiómetro de microondas en miniatura para dispositivos portátiles, que puede utilizarse para controlar la temperatura de los tejidos internos humanos durante la vida. A diferencia de los radiómetros portátiles en miniatura conocidos, los resultados de las mediciones del dispositivo propuesto no cambian cuando cambia la impedancia de la zona investigada. Se obtienen las correlaciones analíticas que relacionan el error de medición del radiómetro con los parámetros eléctricos de los componentes del dispositivo. Esto permite estimar la exactitud prácticamente realizable en la fase de diseño y seleccionar los parámetros óptimos del circuito para minimizar el error de medición.  Al elegir los parámetros óptimos del circuito, el error de medición no depende del coeficiente de reflexión de la antena ni de la temperatura de la parte de entrada del radiómetro.  Hemos desarrollado un prototipo de radiómetro de un solo canal, con unas dimensiones totales de 32 x 25 x 14 mm³, que se comunica con el PC a través de una interfaz USB. Una prueba de duración de 28 horas demostró que el dispositivo es muy estable, con una caída de temperatura máxima de 0.15 ̊ C, banda de frecuencia de funcionamiento 3400-4100 MHz, tensión de alimentación 5V, el consumo de energía del radiómetro en el modo de medición es de 210 mA a 5V, la constante de tiempo del radiometro sin promediar es de 0,6 seg, con una desviación estándar δ = 0,17 ̊ C, con un promedio adicional de 4 segundos δ=0,052 ̊ C, con un promedio de 30 seg.  δ =0,017 ̊ C, en presencia de reflejos en la entrada R²=0.25 , el error de medición de la temperatura de brillo de radio fue de 0,2 ̊ C, el error de medición fue de 0,15 ̊ C, cuando la temperatura del gabinete se modificó en 10 ̊ C. Tras introducir una fuente de alimentación autónoma y una comunicación inalámbrica con un smartphone, el radiómetro propuesto puede utilizarse como dispositivo portátil para controlar la temperatura de los tejidos internos durante la vida humana.