Теоретически и экспериментально исследованы электродинамические свойства волноводных измерительных систем на основе закороченного отрезка волновода прямоугольного сечения, а также на основе открытого конца волновода и рупора. На основе метода Finite difference time-domain method (FDTD) разработана методика проведения вычислительного эксперимента для оценки точностных характеристик измерительных волноводных структур в заданном диапазоне комплексной диэлектрической проницаемости (КДП) и оценки применимости измерительных методов в медико-биологических экспериментах. С использованием системного подхода создан автоматизированный исследовательский аппаратно-программный комплекс для проведения медико-биологических экспериментов на базе волноводного метода измерения КДП. С использованием автоматизированного комплекса in vitro был подтвержден известный в фармакологии эффект потери способности эритроцитов крови человека реагировать на адреналин после проведения блокады их b-адренорецепторов. Впервые волноводным методом проведены измерения временных зависимостей реакции КДП эритроцитов крови человека на действие биологически активных веществ.