[EN] The present thesis develops an efficient and optimized design for large waveguide slot-arrays. Specifically, RLSA antennas on radial guides and classic arrays on monomode rectangular waveguides are considered. Besides, the standard performance of this kind of antennas is improved by adding parasitic dipoles above slots. This novelty allows on the one hand to alleviate the known drawbacks of RLSA antennas with linear polarization (LPRLSA). On the other hand, the new elements enable radiation of circular polarization by rectangular waveguide slot arrays, conceptually limited to linear polarization. The attainment of the aimed objectives is accomplished by following a three-stage sequential methodology. Firstly, an efficient and rigorous analysis method for each structure under study is implemented. This aspect turns out to be essential due to the huge size of involved antennas. Then, efficient design and optimization algorithms are conceived and developed, which must be suitable for arrays formed by a high number of elements. Finally, the achieved results are validated by means of the fabrication and measurement of several prototypes. New LP-RLSA topologies proposed in this thesis provide a desired advance in their limited performance, without sacrificing their original low-cost concept. This progress becomes a reality thanks to the development of dedicated optimization algorithms. The achieved experimental results confirm such advance, thus postulating as a promising approach to the performance exhibited by CP-RLSA antennas. Concerning rectangular waveguide slot arrays, an exhaustive and versatile optimization process is applied. This thesis also comprises a deep study about the attainable bandwidth of this kind of antennas, including the well-known detuning technique. As a result, a frequency optimization method is proposed, which aims to maximize the specifications' compliance within a targeted frequency band. Every proposed algorithm is extended to account for circular polarization arrays, given by the inclusion of parasitic dipoles. This modification enables this antennas to cover a wider scope of applications. Fabrication and measurement of several prototypes, envisaged for an actual deployment of different systems, confirm the conclusions of theoretical analysis. / [ES] La presente tesis desarrolla el diseño optimizado eficiente de grandes agrupaciones de ranuras en guía. Específicamente, se contemplan las antenas RLSA sobre guía radial y las clásicas agrupaciones en guías rectangulares monomodo. Adicionalmente, el funcionamiento estándar de este tipo de antenas es mejorado introduciendo unos dipolos parásitos sobre las ranuras. Esta novedad permite por un lado aliviar los conocidos inconvenientes de las agrupaciones RLSA con polarización lineal (LP-RLSA). Por otro lado, los nuevos elementos posibilitan la radiación de polarización circular por parte de las agrupaciones de ranuras en guía rectangular, limitadas conceptualmente a polarización lineal. La consecución de los objetivos planteados se lleva a cabo siguiendo una metodología secuencial de tres etapas. En primer lugar se implementa un método de análisis eficiente y riguroso de cada una de las estructuras bajo estudio. Este aspecto resulta fundamental debido al gran tamaño de las antenas consideradas. A continuación, se conciben y desarrollan algoritmos eficientes de diseño y optimización, adecuados para agrupaciones con un elevado número de elementos. Finalmente, se validan los resultados obtenidos mediante la fabricación y medida de varios prototipos. Las nuevas topologías de LP-RLSA concebidas en esta tesis proporcionan un ansiado avance en sus limitadas prestaciones, sin abandonar su filosofía original de bajo coste. Este progreso se hace realidad gracias al desarrollo de algoritmos de optimización dedicados. Los resultados experimentales obtenidos confirman dicho avance, suponiendo un prometedor acercamiento a las prestaciones ofrecidas por las agrupaciones CP-RLSA. Las agrupaciones en guía rectangular, por su parte, son objeto de un exhaustivo y versátil proceso de optimización. Esta tesis también incluye un profundo estudio sobre el ancho de banda de este tipo de antenas, incluyendo la conocida técnica de desintonización. Como resultado, se propone un método de optimización frecuencial, el cual pretende maximizar el cumplimiento de especificaciones en una determinada banda de frecuencias. Todos los algoritmos propuestos son además extendidos a agrupaciones con polarización circular, gracias a la inclusión de dipolos parásitos. Esta modificación habilita a estas antenas para cubrir un mayor espectro de aplicaciones. La fabricación y medida de varios prototipos, concebidos para el despliegue real de diferentes sistemas, confirman las conclusiones del análisis teórico. / [CA] La present tesi desenvolupa el disseny optimitzat i eficient de grans agrupacions de ranures en guia. Específicament, es contemplen les antenes RLSA sobre guia radial i les clàssiques agrupacions en guies rectangulars monomodo. Addicionalment, el funcionament convencional d'aquest tipus d'antenes és millorat introduint uns dipolos paràsits damunt de les ranures. Esta novetat permet per un costat alleujar els coneguts inconvenients de les agrupacions RLSA amb polarització lineal (LP-RLSA). D'altra banda, els nous elements possibiliten la radiació de polarització circular per part de les agrupacions de ranures en guia rectangular, limitades conceptualment a polarització lineal. La consecució dels objectius plantejats es du a terme seguint una metodologia seqüencial de tres etapes. En primer lloc s'implementa un mètode d'anàlisi eficient i rigorós de cadascuna de les estructures baix estudi. Este aspecte resulta fonamental a causa del gran tamany de les antenes considerades. A continuació, es conceben i desenvolupen algoritmes eficients de disseny i optimització, adequats per a agrupacions amb un elevat nombre d'elements. Finalment, es validen els resultats obtinguts per mitjà de la construcció i mesura de diversos prototips. Les noves topologies de LP-RLSA concebudes en esta tesi proporcionen el anhelat avanç en les seues limitades prestacions, sense abandonar la seua filosofia original de baix cost. Este progrés es fa realitat gràcies al desenvolupament d'algoritmes d'optimització dedicats. Els resultats experimentals obtinguts confirmen el esmentat avanç, suposant un prometedor acostament a les prestacions oferides per les agrupacions CP-RLSA. Les agrupacions en guia rectangular, per la seua banda, són objecte d'un exhaustiu i versàtil procés d'optimització. Esta tesi també inclou un profund estudi sobre l'amplada de banda d'aquest tipus d'antenes, incloent la coneguda tècnica de desintonització. Com a resultat, es proposa un mètode d'optimització freqüencial, el qual pretén maximitzar el compliment d'especificacions en una determinada banda de freqüències. Tots els algoritmes proposats són a més estesos a agrupacions amb polarització circular, gràcies a la inclusió de dipolos paràsits. Esta modificació habilita a estes antenes per a cobrir un major espectre d'aplicacions. La construcció i mesura de diversos prototips, concebuts per al desplegament real de diferents sistemes, confirmen les conclusions extretes del anàlisi teòric. / Herranz Herruzo, JI. (2015). Análisis y optimización eficiente de agrupaciones de ranuras en guía [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59416 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[EN] Nowadays, due to the fast development of wireless communication systems, the need to have radiating elements has arisen. These elements allow an efficient radiation of electromagnetic waves that transmit the information among the different points of the system. Owing to this growing demand and based on certain requirements, several prototype antennas fabricated with planar technologies such as PCB "Printed Circuit Board" and LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic" are presented in this thesis. Every proposed prototype is presented as a solution for a project which requires an antenna with specific characteristics. Based on the requested specifications such as working frequency, bandwidth, polarization type, size and shape, the most appropriate design alternatives were selected. For satellite communications at 5.8 GHz, two types of antennas with circular polarization are proposed. The former is a square patch with a diagonal slot, the latter is a polarization reconfigurable antenna fabricated with LTCC technology. For the operation in Ku band at 17 GHz, slot arrays with substrate integrated waveguide technology were proposed, whereas for vehicular applications, monopole antennas were the better solution due to the restrictions in the form and space available for assembly. In addition, due to the growing interest in the applications operating at no licensed frequency bands, patch antenna arrays conformed in a cylindrical shape to operate at 2.4 GHz and 5.8 GHz, were designed. These arrays will be placed in UAVs. Each proposed design meets with the required specifications for the different projects such as: appropriate matching levels, radiation patterns according to the application, specific dimensions and material type / [ES] En la actualidad, con el rápido desarrollo de los sistemas de comunicaciones inalámbricos, se presenta la necesidad de contar con elementos radiantes que permitan la radiación eficiente de las ondas electromagnéticas que transportan la información. Ante la creciente demanda y en base a ciertos requerimientos, en esta tesis se presentan varios prototipos de antenas fabricados con tecnologías planares como PCB "Printed Circuit Board" y LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic". Cada prototipo que se propone, se plantea como solución para proyectos que requieren que la antena presente determinadas características. En base a las especificaciones solicitadas como: frecuencia de trabajo, ancho de banda, tipo de polarización, tamaño y forma, se buscaron las alternativas de diseño más apropiadas. Para aplicaciones satelitales a 5.8 GHz se proponen dos tipos de antenas con polarización circular: la primera que es un parche cuadrado con ranura inclinada y la segunda que es una antena reconfigurable en polarización fabricada con tecnología LTCC. Para operar en la banda Ku a 17 GHz, se propuso utilizar agrupaciones de ranuras en guía de onda integrada en sustrato, mientras que para aplicaciones vehiculares, los monopolos fueron las antenas que mejor se adaptaron a las formas y espacios disponibles para su montaje. Además, por el gran interés que han despertado las aplicaciones que operan en bandas de frecuencia que no requieren de permiso o licencia para su utilización, se diseñaron agrupaciones de antenas tipo parche conformados a una forma cilíndrica para operar a 2.4 GHz y 5.8 GHz. Estas agrupaciones serán ubicadas en vehículos aéreos no tripulados. Cada diseño propuesto cumple con especificaciones planteadas por las necesidades de los diferentes proyectos como: niveles adecuados de adaptación, diagramas de radiación acorde con la aplicación, dimensiones y material específico. / [CA] En l'actualitat, amb el ràpid desenvolupament dels sistemes de comunicacions sense fils, es presenta la necessitat de comptar amb elements radiants que permitisquen la radiació eficient de les ones electromagnètiques que transporten la informació. Davant la creixent demanda y en base a certs requeriments, en aquesta tesi es presenten diversos prototips d'antenes fabricades amb tecnologies planars com PCB "Printed Circuit Board" i LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic". Cada prototip que es proposa es planteja com a solució per projectes que requereixen que l'antena presente determinades característiques. D'acord amb les especificacions sol·licitades, com poden ser la freqüència de treball, l'ample de banda, el tipus de polarització, o la mida y la forma, es buscaren les alternatives de disseny més apropiades. Per aplicacions satel·litals, a 5.8 GHz es proposen dos tipus d'antenes amb polarització circular: la primera és una antena plana "patch antena" quadrada amb ranura inclinada y la segona és una antena reconfigurable en polarització fabricada amb tecnologia LTCC. Per tal d'operar a la banda Ku a 17 GHz, es va proposar utilitzar agrupacions de ranures en guia d'ona integrada en substrat, mentre que per aplicacions vehiculars, el monopols foren les antenes que millor s'adaptaren a les formes y espais disponibles per al seu muntatge. A més a més, pel gran interès que han despertat les aplicacions que operen en bandes de freqüència que no requereixen de permís o llicència per a la seua utilització, es dissenyaren agrupacions d'antenes planes conformades a una forma cilíndrica per operar a 2.4 GHz i 5.8 GHz. Estes agrupacions seran ubicades en vehicles aeris no tripulats. Cada disseny proposat compleix amb les especificacions plantejades per les necessitats dels diferents projectes com: nivells adequats d'adaptació, diagrames de radiació d'acord amb l'aplicació, dimensions i material específic. / Navarro Méndez, DV. (2015). NUEVOS SISTEMAS RADIANTES REALIZADOS CON TECNOLOGÍAS IMPRESAS [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54118