ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №3

УДК: 621.317.335.3; 537.868.3; 53.096; 53.083.2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ

ТЕМПЕРАТУРАХ В ПРОЦЕССЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

А.В. Коннов, Г.А. Белозеров, В.А. Сотсков

Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности –

филиал «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, 127422, Москва, ул. Костякова, 12

Статья поступила в редакцию 27 февраля 2026 г.

Аннотация. Рассмотрен новый резонансный метод определения диэлектрических свойств замороженных биологических тканей при температурах от –20 до –1°С в диапазоне частот 100–200 МГц в условиях фазовых переходов входящей в их состав вымороженной воды. Для проведения резонансных измерений разработана специальная резонаторная измерительная ячейка. Данный метод апробирован на примере водного льда, приготовленного из дистиллированной воды, диэлектрическая проницаемость которого хорошо известна. Проведены также измерения в диапазоне частот 100–200 МГц диэлектрических параметров спинки замороженной морской форели и проведено сравнение полученных данных с ранее опубликованными.

Ключевые слова: несовершенный диэлектрик, замороженная биоткань, диэлектрическая проницаемость, диэлектрические потери, тангенс угла диэлектрических потерь, фазовые переходы, электромагнитные волны, очень высокие частоты, резонаторная измерительная ячейка.

Финансирование: исследование выполнено в рамках Государственного задания ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН № FGUS-2025-0004.

Автор для переписки: Коннов Александр Викторович, konnov.alexander@mail.ru

Литература

1. Chaofan Guo, Arun S. Mujumdar, Min Zhang. New Development in Radio Frequency Heating for Fresh Food Processing: a Review // Food Engineering Reviews. – 2019. – 07 January. https://doi.org/10.1007/s12393-018-9184-z

2. Коннов А.В., Белозеров Г.А., Дибирасулаев М.А., Киреев Л.Б. Ультракоротковолновое отепление замороженных рыбных и мясных продуктов // Все о мясе. – 2022. – №5. – С. 21-25. https://doi.org/10.21323/2071-2499-2022-5-27-31

3. Ohlsson T., Htnriques M., Bengtsson N.E. Dielectric properties of model meat emulsions on frequencies 900 and 2800 MHz in relation to their composition // Journal of Food Science – 1974. – V.39. – P. 1153–1156. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1974.tb07341.x

4. Bengtsson N.E., Melin J., Remi K. and Derlind S.Sc. Measurements of the dielectric properties of frozen and defrosted meat and fish in the frequency range 10–200 MHz // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 1963. – № 14. – P. 592–604. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740140812

5. Wang S., Tang J., Rasco B., Kong F., Wang S. Dielectric properties of salmon ﬁllets as a function of temperature and composition // Journal of Food Engineering. – 2008. – V. 87. – Р. 236–246.

6. Tran V.N. and Stuchly S.S. Dielectric Properties of Beef, Beef Liver, Chicken and Salmon at Frequencies from 100 to 2500 MHz // Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. – 1987. – V. 22:1. – P. 29–33. https://doi.org/10.1080/08327823.1987.11688003

7. Venkatesh M.S. and Raghavan G.S.V. An overview of dielectric properties measuring techniques // Canadian Biosystems Engineering. – 2005. – V. 47. – P. 7.15–7.30.

8. Robinson D.A., Jones S.B., Wraith J.M., Or D. & Friedman S.P. A review of advances in dielectric and electrical conductivity measurement in soils using time domain reflectometry // Vadose Zone Journal. – 2003. – V. 2. – Р. 444–475.

9. Chen L.F., Ong C.K., Neo C.P., Varadan V.V., Varadan Vijay K. Microwave Electronics: Measurement and Materials Characterization. – New York: Wile, 2004. P. 549.

10. Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials // [Электронный ресурс]. https://www.keysight.com/us/en/assets/7018-01284/application-notes/5989-2589.pdf

11. Малышкина И.А. Основы метода диэлектрической спектроскопии. – М.: Физический факультет МГУ, 2012, C. 80.

12. Risman P.O. and Bengtsson N.E. Dielectric properties of food at 3 GHz as determined by a cavity perturbation technique. 1. Measuring technique // J. Microwave Power. – 1971. – V. 6(2). – P. 103. https://doi.org/10.1080/00222739.1971.11688788

13. Никольский В.В. Теория электромагнитного поля. – М.: УРСС, 2020, C. 400.

14. Grigoriev A.D., Salimov R.V., Tikhonov R.I. Modeling of Complicated Microwave Devices by RFS Code // Int. Сonf. APEDE 2012, Sept.19–20, Saratov, 2012. – P. 175–182.

15. ГОСТ 10007–80. Фторопласт-4. Технические условия. – Введ. 1981–07–01. – М.: Стандартинформ, 2008.

16. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды. – М.: Издательство Московского университета, 1974, С. 168.

Для цитирования:

Коннов А.В., Белозеров Г.А., Сотсков В.А. Определение диэлектрических характеристик замороженных биологических тканей в условиях протекающих в них фазовых переходов // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.3.12