[en] The Millimiter Wave (mmW) frequency band, characterized by a high atmospheric attenuation and wide available bandwidth has become of big interest for high accuracy radar imaging applications. The continuous development of the Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) technology yields to the appearance of different commercial-off-the-shelf (COTS) radar transceivers at that frequency band, where the antennas are fully integrated into the chip. Lenses are being used to correct the phase front of those MMIC improving the directivity and therefore the operating range. Fully metallic geodesic lenses offer the attractive properties of common dielectric lenses without their material losses. In this master thesis, a specific water-drop geodesic lens antenna with focusing properties has been designed to enhance the radar imaging capabilities of the theTRA-120-002 transceiver working at the 120 GHz Industrial, Scientific and Medical (ISM) band. Different transitions for the antenna singular points have been studied to minimize reflections without increasing aberrations in the lens. An optimized design of a radiating flare is shown where corrugations are used to improve the antenna radiation pattern. A small feeding horn antenna with a bed-of-nails Electromagnetic Band-Gap (EBG) metasurface has been designed to maximize the energy transmission between the COTS transceiver and the lens. Finally, a glide-symmetric holey metasurface has been added to prevent leakage between the antenna plates due to manufacturing limitations. The results show that a fully metallic folded lens antenna with 5l radius can achieve directivities higher than 19.5 dB and side-lobe levels (SLL) between -10.5 dB and -9.2dB within the 119 GHz - 125.5 GHz band while having an image point located at 30cm from the antenna.

[es] La banda de frecuencias de ondas milimétricas (MMW), caracterizada por una elevada atenuación atmosférica y un gran ancho de banda disponible, se ha convertido de gran interés para aplicaciones de imágenes de radar de alta precisión. El desarrollo continuo de la tecnología de circuitos de microondas monolíticos integrados (MMIC) da lugar a la aparición de diferentes transceptores de radar comerciales (COTS) en esta banda de frecuencia, donde las antenas están totalmente integradas en el chip para evitar pérdidas en el sustrato. Las lentes se utilizan para corregir el frente de fase de estos chips mejorando la directividad y, por tanto, el rango de funcionamiento. Las lentes geodésicas, que pueden ser construidas utilizando sólo metales, ofrecen las propiedades atractivas de las lentes dieléctricas comunes sin sus pérdidas en el metarial. En este trabajo de fin de máster se ha diseñado una antena del tipo lente geodésica específica con propiedades de enfoque para mejorar las capacidades de imagen de radar del transceptor TRA-120-002 que trabaja en la banda ISM de 120 GHz. Se ha hecho un estudio de diferentes transiciones para los puntos singulares de la antena, minimizando reflexiones sin aumentar las aberraciones en la lente. En el trabajo se muestra un diseño optimizado de la apertura de la antena donde se utilizan corrugacions para mejorar el diagrama de radiación. Se ha diseñado también una pequeña antena de apertura con una metasuperfície de pines periódicos para maximizar la transmisión de energía entre el transceptor COTS y la lente. Finalmente, se ha añadido una metasuperfície basada en agujeros con simetría deslizada para evitar fugas entre las placas de la antena debido a posibles limitaciones en su fabricación. Los resultados muestran que se puede conseguir una antena de tipo lente de 5l de radio totalmente metálica con directividad superior a 19,5 dB y niveles de lóbulos secundários (SLL) entre -10,5 dB y -9,2 dB dentro de la banda de 119 GHz - 125,5 GHz mientras que la antena focaliza a 30 cm.