Научные группы кафедры ведут работы по следующим основным направлениям:
- разработка и исследование новых типов датчиков и резонаторов на поверхностных акустических волнах
Фильтры, резонаторы и датчики на поверхностных акустических волнах (ПАВ) известны уже почти 50 лет. Несмотря на почтенный возраст, они, пережив несколько локальных технических революций, все также остаются важным компонентом современной микроэлектроники и продолжают стремительно развиваться.
За последние 20 лет практически у каждого из нас постоянно присутствует хотя бы одно мобильное устройство, содержащее несколько устройств на ПАВ, или их аналогов на объемных акустических волнах (ОАВ). Научные работы кафедры ведутся как в направлении поиска новых многослойных комбинаций материалов, так и в изучении акустических волн в таких структурах для повышения эксплуатационных 
характеристик устройств на ПАВ и расширения направлений для их использования.
- разработка методов и устройств обработки биомедицинских сигналов для извлечения диагностической информации
Более 15-и лет на кафедре ОРТ успешно развивается научное направление, связанное с разработкой аппаратно-программных комплексов для медицинской диагностики. В рамках этого направления особое внимание уделяется решению прямых и обратных задач электрокардиографии и электроэнцефалографии: разрабатываются алгоритмы реконструкции эквивалентного электрического генератора сердца поверхностного и дипольного типов для диагностики нарушений проводимости и ишемии, алгоритмы реконструкции эквивалентных дипольных источников электрической активности головного мозга; проводится моделирование автоволновых электрических процессов в миокарде.
Также на кафедре ведутся работы по построению помехоустойчивых алгоритмов обработки биосигналов (в задачах электрокардиографии, электроэнцефалографии и др.) и по построению аналогово-цифровых модулей для получения и обработки биомедицинских сигналов с помощью одноплатных компьютеров на микропроцессорах и системах на чипе. Разрабатываются алгоритмы совместного анализа ритмов дыхания и сердца для повышения достоверности диагностики стрессовых состояний.
- разработка и исследование характеристик цифровых методов обработки сигналов лазерных и оптико-электронных измерительных систем
Работы в области цифровой обработки сигналов лазерных и оптико-электронных измерительных систем проводятся на кафедре уже более 25 лет в содружестве с кафедрой Физики им. В.А. Фабриканта МЭИ. За этот период времени выполнены разработка и исследование характеристик цифровых алгоритмов обработки сигналов лазерных доплеровских анемометров, гомодинных и гетеродинных виброметров, лазерных систем измерения поля скоростей светорассеивающих частиц в потоках жидкости и газа.
В настоящее время научная группа кафедры ведет работы в области применения вышеуказанных систем для решения задач прецизионной оценки пространственного положения объектов, а также задач оценки быстропеременных деформаций металлических изделий.
- разработка и исследование новых методов обработки сигналов в ультразвуковой дефектоскопии
На кафедре в содружестве с кафедрой Электроники и наноэлектроники МЭИ в течение более 20 лет разрабатываются методы и алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов для ультразвуковой дефектоскопии материалов и объектов со сложной неоднородной структурой, таких, как бетон, чугун, полимерные композиционные материалы.
Сложность дефектоскопии таких объектов вызвана сильным затуханием ультразвуковых волн, а также наличием специфической помехи – структурного шума, который возникает в результате отражения зондирующего сигнала от многочисленных неоднородностей объекта.
Структурный шум – это очень необычный случайный процесс, для исследования которого требуется нестандартный подход. Разработана статистическая теория структурного шума, исследованы его корреляционные характеристики. Результаты этих исследований позволяют разрабатывать эффективные алгоритмы обработки сигналов для дефектоскопии конкретных объектов.
В настоящее время при проведении прикладных научных исследований для решения задач ультразвуковой дефектоскопии широко применяется вычислительная техника и численное моделирование. Для проведения моделирования используются как собственные программные продукты, так и самые разнообразные пакеты прикладных программ.
- разработка новых методов обработки сигналов в дистанционной бесконтактной вибродиагностике
Дистанционная бесконтактная вибродиагностика находит многочисленные применения в самых различных областях: при контроле работы машин и механизмов, в спасательных операциях, медицинских и спортивных приложениях. Например, бесконтактный мониторинг вариабельности сердечного ритма и периодов дыхания является актуальной задачей в ожоговых центрах.
Вибрации являются результатом действия различных механизмов, аппаратов, живых организмов и прочих объектов. В большинстве случаев эти объекты функционируют циклически. Как правило, признаком исправного функционирования таких объектов является периодичность, в то время как нарушение периодичности может служить признаком наличия в системе дефекта. Например, хорошо известно, что нарушения ритма сердечной деятельности человека рассматриваться кардиологом как признак возможного заболевания.
В содружестве с ООО АФС 52 (г. Нижний Новгород) на кафедре разрабатываются радиоволновые методы обработки сигналов фазометрических комплексов, предназначенных для измерения малых перемещений. Для конкретных применений необходимо проводить адаптацию аппаратной части комплекса: как аналоговой, так и цифровой. Выделение конкретного сигнала на фоне других требует разработки алгоритмов обработки с последующей их реализации в форме пакетов прикладных программ.
Совершенствование аппаратуры и алгоритмов обработки сигналов открывает новые области применения дистанционной бесконтактной диагностики, а за ними и новые перспективы развития данного направления.
- разработка и исследование характеристик новых типов диэлектрических и металлодиэлектрических структур и формируемых ими волновых образований
Исследование физических явлений в диэлектрических и ферромагнитных структурах для создания новых классов устройств КВЧ диапазона проводится на кафедре более 50 лет. За это время накоплен большой теоретический и экспериментальный опыт исследования волновых процессов в диэлектрических и ферритовых структурах, получены многочисленные авторские свидетельства и диплом на открытие. В настоящее время проводятся исследования волновых образований в многомодовых диэлектрических волноведущих структурах.
В последнее десятилетие с появлением информации о явлении неизлучения в металлодиэлектрическом волноводе развивается направление, связанное с проектированием устройств на базе полуэкранированных диэлектрических волноводов различного назначения. 
Сочетание свойств диэлектрических и металлических волноведущих структур позволяют создавать уникальные по своим свойствам узлы элементной базы КВЧ диапазона. Наличие металлических пластин позволяет наиболее просто создавать управляемые устройства, что затруднительно в открытых системах.
- автоматизация радиоизмерений
На кафедре наработан большой опыт и постоянно развивается направление автоматизации радиоизмерений.
Автоматизация измерений в КВЧ диапазоне сопряжена с рядом сложностей. В первую очередь конструкции измерительных установок включают в себя и механические перемещения, и электрические измерения, что требует навыков работы как с измерителями электрических, так и измерителями механических величин.
На кафедре также проводятся работы по проектированию систем контроля и измерений для промышленных производств. Созданы системы измерения и контроля параметров источников питания в различных климатических условиях.
Большое внимание на кафедре уделяется разработке измерительных комплексов на базе ПК для выполнения лабораторных работ по курсам электротехнического и радиоэлектронного профиля.
За последние 5 лет сотрудниками кафедры опубликованы 2 монографии, 15 учебников, учебно-методических и методических пособий, более 70 статей в ведущих российских и зарубежных изданиях, из них более 20 в изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus.
Кафедра Основ радиотехники ежегодно организует и проводит 2 секции Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика":
- секция "Теоретические основы радиотехники",
- секция "Биомедицинская электроника".
Сотрудники, аспиранты и студенты кафедры принимают участие в различных Международных и Всероссийских научно-технических конференциях и симпозиумах. Среди них:
- IEEE International Ultrasonics Symposium;
- Surface Acoustic Wave Sensor Symposium;
- IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS);
- Symposium on Piezoelectricity, Acoustic Waves, and Device Applications;
- European Frequency and Time Forum (EFTF);
- Международная научно-техническая конференция "Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии – ФРЭМЭ";
- Международный Междисциплинарный Конгресс "Нейронаука для медицины и психологии";
- Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо);
- Международная конференция "Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)";
- Международная научно-техническая конференция "Оптические методы исследования потоков";
- Всероссийская конференция "Электроника и микроэлектроника СВЧ";
- Всероссийская Микроволновая конференция;
- Международная научно - методическая конференция "Информатизация инженерного образования" — ИНФОРИНО;
- INTERNATIONAL ACADEMIC FORUM "АМО – SPITSE – NESEFF"
и другие.
За последние 3 года по материалам 39-ти конференций, в которых приняли участие сотрудники, аспиранты и студенты кафедры, опубликовано более 150 докладов и тезисов.