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Satellite, fifth generation (5G), and sixth generation (6G) mobile communication systems operating at micro- and millimeter wave frequencies are an essential pillar in advanced network architectures for high-throughput low latency services. The decisive factors for this current development were the significant technological advances accomplished over the last two decades, which meanwhile enable highly integrated, feature-rich, and cost-effective realizations of complete phased array transceiver topologies. Motivated through the today's trend for heterogeneous constellation types to provide truly global coverage, this contribution reviews the current state-of-the-art of electronically steerable antennas for terrestrial and non-terrestrial communication systems up to 100 GHz. First, the potential benefits and limitations of the most relevant technologies are contrasted and put into context with recent system architectures for adaptive beamforming. Their operating principles along with various experimental implementation and achievements providing advanced capabilities such as multi-band/multi-beam operation, polarization agility, and wide-angle scanning are thoroughly presented. Particular emphasis is laid on the review of direct radiating arrays, quasi-optical antenna configurations, and metasurface-based antennas., publishedVersion

Im Zeitalter der digitalen Kommunikation ist ein intaktes Stromnetz die Grundvoraussetzung für eine funktionierende Gesellschaft. Ein großflächiger Stromausfall ("Blackout") hätte den Ausfall sämtlicher Infrastruktur wie dem Mobilfunknetz oder dem Internet zur Folge. Um in einem solchen Fall dennoch eine Kommunikation über größere Distanzen zu ermöglichen, bedarf es einem autarken Kommunikationssystem. Neben Funkgeräten, welche lediglich eine sprachliche Kommunikation ermöglichen, wäre darüber hinaus auch die Übertragung von Daten oder Textnachrichten zielführend, um den Erhalt der Kommunikationsfähigkeit sicherzustellen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung bzw. Optimierung eines Funkdatensystems, welches die Möglichkeit bietet, Textnachrichten oder Dateien eines Computers, über größere Distanzen hinweg, zuverlässig zu übertragen. Hierfür werden zuerst notwendige Eigenschaften der Funkübertragung, sowie mögliche Störeinflüsse diskutiert, um diese im Rahmen der praktischen Implementierung berücksichtigen zu können. Anschließend wird das Systemverhalten in realer Umgebung messtechnisch validiert. Ein besonderer Fokus der Bachelorarbeit besteht darin, eine maximale Reichweite zu erzielen, indem die Zuverlässigkeit der Datenübertragung auch bei ungünstigen Empfangsbedingungen gewährleisten und die Übertragungsbandbreite dahingehend optimiert wird. Darüber hinaus soll eine Fehlerkorrektur implementiert werden, welche Datenübertragungsfehler detektiert und automatisch korrigiert. Um die Übertragung von Daten zwischen zwei Computern zu ermöglichen, ist im Gerät zudem eine Modem-Funktionalität zu implementieren, welche sich durch eine Software mit graphischer Benutzeroberfläche am Computer steuern lässt. Nach erfolgreicher Implementierung der Optimierungsverfahren, sowie der Modem-Funktionalität, wurden mithilfe von Messungen die Empfangseigenschaften des Gerätes charakterisiert. Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, dass die theoretisch evaluierte Reichweite der Funkverbindung in der Praxis nicht erreicht werden konnte. Der Grund liegt hierbei im Wesentlichen in der fehlenden Empfindlichkeit des verwendeten Funkmoduls. Durch Verwendung eines LoRa kompatiblen Funkmoduls könnte die Reichweite des Gerätes vermutlich noch deutlich gesteigert werden, während die benötigte Sendeleistung sogar reduziert werden könnte. Diese Tatsache bietet das Potential, das Gerät noch weiterzuentwickeln, um sogar ganze Kommunikationsnetzwerke mithilfe einer Vielzahl solcher Geräte zu realisieren. In the age of digital communication, an intact power grid is the basic prerequisite for a functioning society. A widespread power failure ("blackout") would result in the failure of all infrastructure such as the mobile network or the internet. In order to enable communication over long distances in such a case, a self-sufficient communication system is required. In addition to radio devices that only enable voice communication, the transmission of data or text messages would also be useful in order to ensure that the communication channel is maintained. This thesis deals with the further developments and optimizations of a radio data system which offers the possibility to reliably transmit text messages or computer files over larger distances. For this purpose, necessary properties of the radio transmission and possible interferences as well as their practical implementation are discussed. Subsequently, the system behaviour is validated in a real environment. A special focus of the bachelor thesis lies on achieving maximum range by ensuring the reliability of the data transmission even under unfavourable reception conditions as well as optimizing the transmission bandwidth with this intention. Furthermore, an error correction is implemented which detects and automatically corrects data transmission errors. To enable the transmission of data between two computers, a modem functionality is implemented in the device which can be controlled by software with a graphical user interface on the computer. After successful implementation of the optimization procedures and the modem functionality, the reception characteristics of the device was characterized through a series of measurements. However, it turned out that the theoretically evaluated range of the radio link could not be achieved in practice. The main reason for this was the reduced sensitivity of the used radio module. By using a LoRa compatible radio module the range of the device could probably be increased significantly while the required transmission power might be reduced. This finding indicates potential further developments of the device to even realize entire communication networks with multiple devices.

In this work, a novel multi-feed synthesis for holographic leaky-wave (LW) antennas is presented that considers the angular dependence of each pixel structure. This approach of combining multiple single-beam holograms minimizes the impedance error w.r.t. each individual impedance hologram. A multi-feed antenna with two feeding points at 20GHz is fabricated and measured using this new design methodology. The simulation and measurement results show a good agreement. The fabricated LW antenna has a gain of 21.7 dBi and 22.1 dBi and a side lobe level (SLL) of 9.0 dB and 9.6 dB for both feeds., acceptedVersion

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

Zivile Drohnen finden privat wie auch kommerziell zunehmend Verwendung und werden beispielsweise von Sicherheitsbehörden, als Lieferdrohne oder zur Inspektionen von schwer zugänglichen Objekten genutzt. Für einen benutzerfreundlichen und sicheren Betrieb greifen moderne Drohnen auf eine Vielzahl von Sensoren zurück. Aktuelle Systeme nutzen satellitengestützte Positionsbestimmung, barometrische Höhenmessung und zur Detektion der Umgebung Infrarot-, Ultraschall- und Kamerasensoren. Diese Arbeit stellt Untersuchungen zur Anwendung von hochauflösenden Radarsensoren an Drohnen als Altimeter, für die Kollisionsvermeidung und für die Kartierung der Umgebung vor. Radar-Altimeter können gegenüber der barometrischen Höhenmessung die Flughöhe über Grund messen und weitere nützliche Informationen, wie etwa das Vorhandensein von Vegetation, bereitstellen. Basierend auf durchgeführte Untersuchungen zur Detektion von Vegetation, zur Notwendigkeit eines Gimbals, zur Nutzung als Landeradar sowie Frequenz- und Bandbreitenbetrachtungen werden mehrere Konzepte und Umsetzung vorgestellt und die Vorteile gegenüber den aktuellen Sensoren gezeigt. Bei der zwei- und dreidimensionalen Umfelderkennung werden neben der Entfernung und der Geschwindigkeit zusätzlich die Raumwinkel Azimut und Elevation gemessen. Hierfür wurde ein mehrkanaliger Radarsensor mit austauschbarem Antennen-Front-End entwickelt, an dem je nach Anforderung unterschiedliche Antennensysteme montiert werden können. Mit hoher Entfernungs- und Geschwindigkeitsauflösung sowie einem großen Sichtbereich konnte bei der zweidimensionalen Umfelderkennung gezeigt werden, dass die Detektion von stationären, bewegten und schwachen Zielen, z.B. kleine Drohnen oder feine Teile der Vegetation möglich ist. Die direkte Geschwindigkeitsmessung als Alleinstellungsmerkmal der Radarsensorik konnte zudem genutzt werden, um aus der Zielantwort die Eigenbewegung der Drohne zu bestimmen. Um unter Berücksichtigung der limitierten Nutzlast von Drohnen bei der dreidimensionalen Umfelderkennung beide Raumwinkel mit hoher Trennfähigkeit und großem Sichtbereich abzudecken, wurde ein ausgedünntes Antennensystem mit niedriger Kanalanzahl entworfen. Das für die einzelnen Kanäle verwendete Antennenelement sowie die Optimierung des Antennensystems werden detailliert beschrieben und messtechnisch validiert. Für die Erstellung von Karten der Umgebung zur Selbstlokalisierung oder Wegplanung werden an Drohnen häufig zusätzlich Lidarsensoren montiert. Es konnte gezeigt werden, dass mit den Daten des bildgebenden Radarsensors für die Umfelderkennung hochauflösende zwei- und dreidimensionale Radarkarten erstellt werden können. Untersuchungen zur Genauigkeit der Radarkarten zeigen, dass die Kenntnis der Position der Drohne und nicht der Radarsensor ausschlaggebend ist. In Hinblick auf die limitierte Nutzlast von Drohnen konnte selbst mit den satellitengestützten Positionsdaten der genutzten Drohne ohne zusätzlichen Lidarsensor Karten der Umgebung mit einer Genauigkeit von 0,5m erstellt werden. Die in dieser Arbeit gewonnen Erkenntnisse zeigen, dass Radarsensoren einen großen Beitrag für den sicheren Betrieb von Drohnen leisten und neue Anwendungsmöglichkeiten für Drohnen bieten können.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

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Metallic nano-optical systems allow to confine and guide light at the nanoscale, a fascinating ability which has motivated a wide range of fundamental as well as applied research over the last two decades. While optical antennas provide a link between visible radiation and localized energy, plasmonic waveguides route light in predefined pathways. So far, however, most experimental demonstrations are limited to purely optical excitations, i.e. isolated structures are illuminated by external lasers. Driving such systems electrically and generating light at the nanoscale, would greatly reduce the device footprint and pave the road for integrated optical nanocircuitry. Yet, the light emission mechanism as well as connecting delicate nanostructures to external electrodes pose key challenges and require sophisticated fabrication techniques. This work presents various electrically connected nano-optical systems and outlines a comprehensive production line, thus significantly advancing the state of the art. Importantly, the electrical connection is not just used to generate light, but also offers new strategies for device assembly. In a first example, nanoelectrodes are selectively functionalized with self-assembled monolayers by charging a specific electrode. This allows to tailor the surface properties of nanoscale objects, introducing an additional degree of freedom to the development of metal-organic nanodevices. In addition, the electrical connection enables the bottom-up fabrication of tunnel junctions by feedback-controlled dielectrophoresis. The resulting tunnel barriers are then used to generate light in different nano-optical systems via inelastic electron tunneling. Two structures are discussed in particular: optical Yagi-Uda antennas and plasmonic waveguides. Their refined geometries, accurately fabricated via focused ion beam milling of single-crystalline gold platelets, determine the properties of the emitted light. It is shown experimentally, that Yagi-Uda antennas radiate light in a specific direction with unprecedented directionality, while plasmonic waveguides allow to switch between the excitation of two propagating modes with orthogonal near-field symmetry. The presented devices nicely demonstrate the potential of electrically connected nano-optical systems, and the fabrication scheme including dielectrophoresis as well as site-selective functionalization will inspire more research in the field of nano-optoelectronics. In this context, different future experiments are discussed, ranging from the control of molecular machinery to optical antenna communication., Nano-optische Systeme ermöglichen es, Licht auf der Nanoskala zu fokussieren und zu leiten - eine faszinierende Fähigkeit, die in den letzten zwei Jahrzehnten ein breites Spektrum an Grundlagen- und angewandter Forschung motiviert hat. Während optische Antennen lokalisierte Energie mit sichtbarer Strahlung verknüpfen, leiten plasmonische Wellenleiter das Licht in vordefinierte Bahnen. Bislang jedoch beschränken sich die meisten Experimente auf isolierte Strukturen, die durch externe Lichtquellen angeregt werden. Die elektrisch getriebene Lichterzeugung auf der Nanoskala reduziert den Platzbedarf dieser Systeme erheblich und ebnet so den Weg für optische Nano-Schaltkreise. Allerdings stellen sowohl die Lichtemission als auch die Kontaktierung der Nanostrukturen erhebliche Herausforderungen dar. In dieser Arbeit werden verschiedene elektrisch kontaktierte nano-optische Systeme vorgestellt. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Kontaktierung - nicht nur für die Lichterzeugung, sondern auch für die Fabrikation der jeweiligen Strukturen. In einem ersten Beispiel werden Nanoelektroden durch Anlegen einer Spannung selektiv mit molekularen Monolagen beschichtet. Dadurch können die chemischen und elektronischen Oberflächeneigenschaften von Nanoobjekten maßgeschneidert werden, was einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Entwicklung von optoelektronischen Nanosystemen darstellt. Darüber hinaus ermöglicht die elektrische Kontaktierung die Herstellung von Tunnelbarrieren mittels Dielektrophorese, was die Lichterzeugung in verschiedenen nano-optischen Systemen durch inelastisches Elektronentunneln ermöglicht. Hier werden zwei Strukturen diskutiert: optische Yagi-Uda-Antennen und plasmonische Wellenleiter. Ihre ausgeklügelten Geometrien, hergestellt aus einkristallinen Goldflocken mittels fokussiertem Ionenstrahl, bestimmen die Eigenschaften des emittierten Lichts. Es wird gezeigt, dass Yagi-Uda-Antennen das Licht gezielt in eine bestimmte Richtung abstrahlen, während plasmonische Wellenleiter das Schalten zwischen zwei propagierenden Moden ermöglichen. Damit demonstriert diese Arbeit das Potenzial von elektrisch kontaktierten nano-optischen Systemen und wird - in Kombination mit Dielektrophorese und selektiver Funktionalisierung - weitere Forschungen auf dem Gebiet der Nano-Optoelektronik anregen. In diesem Zusammenhang werden verschiedene zukünftige Experimente, von der Steuerung molekularer Maschinen bis zur optischen Antennenkommunikation, diskutiert.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed., Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern.

The defence will present a synthesis of R&D work of Marjorie Grzeskowiak to contribute to the design of passive RF, microwave and millimeter devices since her recruitment as Associate Professor at the end of 2000. The presented work focus on the industrial (RFID) and medical (ingestible capsule, traceability of surgical instruments) applications : RF antennas (2.4GHz, 5.8 GHz) allowing the systems to be standalone and/orreconfigurable.•Low loss transmission lines, transitions and filtrers on Silicon at 60GHz.•Classic inductive coupling, inductive coupling by magnetic resonance (125 kHz,13.56 MHz), complementary loops to allow a volume detection of the object tobe detected, but also its localisation and optimization of energy transfer to thisobject.

A hybrid thin film multilayer antenna for automotive radar is presented in this work. A 2×8 aperture coupled stacked patch antenna array is realized on a single layer printed circuit board (PCB) using a novel thin film based approach. Using a compact 180 ◦ phase difference power divider, inter-element spacing in a 2×2 sub-array is reduced. Measurement results show a 19% (67.9–82.5 GHz) impedance bandwidth and a wideband broadside radiation pattern, with a maximum gain of 15.4 dBi realized gain at 72 GHz. The presented antenna compares favorably with other multilayer PCB antennas in terms of performance, with the advantage of simpler manufacturing and robust design. The antenna can be employed in mid-range automotive radar applications., acceptedVersion

In questa tesi ho discusso sulle caratteristiche delle antenne per le teleco- municazioni partendo dal punto di vista storico, fino a riportare i recenti sviluppi nell’ambito delle più innovative ricerche sulle nanoantenne pla- smoniche. Nel primo capitolo è riportata una breve trattazione storica dell’anten- na, dalla scoperta del loro funzionamento, descrivendone il primo uso in ambito delle telecomunicazioni presentato da Marconi per la prima co- municazione transatlantica. Nel secondo capitolo vengono confrontate le antenne, in termini di strut- tura, caratteristiche fisiche e differenti tipologie, in modo da capire il per- chè conviene usare un tipo di antenna rispetto ad un’altra, presentando un confronto con le nanoantenne. Nel terzo capitolo, è descritta la teoria delle risonanze plasmoniche di nanoparticelle metalliche e i cambi delle proprietà tra le antenne e le na- noantenne. Infine vengono spiegati gli usi delle nanoantenne per svaria- te applicazioni, dall’uso per la spettroscopia ad usarle per dispositivi di emissione di luce.

International audience; This paper deals with the characterization of a 3D metamaterial structure to enhance the surface wave radiation of transmission antennas used with HF surface wave radars. The innovation is to use a corrugated surface with a negative effective permittivity to launch surface waves. In order to verify the predicted behaviour of this metamaterial antenna, near-field measurements were carried out at scale 1:100 in UHF band and scale 1:1 in HF band. Measurements at 1 GHz were performed on a small scale mock-up in a semi-anechoic chamber. The HF characterization was carried out outdoors thanks to an on-board measuring system on a Unmanned Aerial Vehicle (UAV) specially developed for this testing. The results are presented and allow to confirm the expected radiation of the system.

The design and production of RFID tags, particularly UHF, optimized for a given application has been and remains a driving force behind many R&D projects, both at the academic and industrial levels. Over the last decade, these developments have focused on two complementary visions, but quite different in terms of final objective. One favored the optimization of the tag antenna while the other focused on the performance of the RFID chip. In this thesis, we explore a new way to read very small tags for metallic objects, placed in a closed and entirely passive metallic environment. The work presented in this thesis is thus divided into two axes. The first one is dedicated to the study and development of solutions for the contactless transfer of RFID signals in order to feed RFID tags in a confined metallic environment. The second one is dedicated to the development of passive solutions to efficiently read miniature RFID tags placed on small metal objects. In both aspects of our work, practical considerations such as cost, integration and performance have been addressed in order to achieve a final solution that can be produced on a large scale for the industry.; La conception et la réalisation de tags RFID, notamment UHF, optimisés pour une application donnée a été, et reste un moteur de nombreux travaux de R&D, aussi bien au niveau académique qu’au niveau industriel. Lors de la dernière décennie ces développements se sont concentrés sur deux visions complémentaires, mais assez différentes en termes d’objectif final. L’une favorisant l’optimisation de l’antenne du tag alors que l’autre se concentrait sur les performances de la puce RFID. Dans cette thèse nous allons explorer une voie nouvelle qui vise la lecture de tags de dimensions très réduites pour des objets de nature métallique, placés dans un environnement métallique fermé et entièrement passif. Le travail présenté dans cette thèse se partage ainsi en deux axes. Le premier est consacré à l’étude et le développement de solutions pour transférer sans contact de signaux RFID dans le but d’alimenter des tags RFID dans un environnement métallique confiné. Le deuxième est dédié à la lecture des tag RFID miniature pour des petits objets métallique, à savoir le développement de solutions passives, permettant de lire efficacement des tags RFID miniatures placé sur des petits objets métalliques. Dans les deux aspects de notre travail, des considérations pratiques tel que le coût, l’intégration et la performance ont été évoqué dans le but d’obtenir une solution finale, que l’on peut produire à grande échelle pour l’industrie.

The design and production of RFID tags, particularly UHF, optimized for a given application has been and remains a driving force behind many R&D projects, both at the academic and industrial levels. Over the last decade, these developments have focused on two complementary visions, but quite different in terms of final objective. One favored the optimization of the tag antenna while the other focused on the performance of the RFID chip. In this thesis, we explore a new way to read very small tags for metallic objects, placed in a closed and entirely passive metallic environment. The work presented in this thesis is thus divided into two axes. The first one is dedicated to the study and development of solutions for the contactless transfer of RFID signals in order to feed RFID tags in a confined metallic environment. The second one is dedicated to the development of passive solutions to efficiently read miniature RFID tags placed on small metal objects. In both aspects of our work, practical considerations such as cost, integration and performance have been addressed in order to achieve a final solution that can be produced on a large scale for the industry.; La conception et la réalisation de tags RFID, notamment UHF, optimisés pour une application donnée a été, et reste un moteur de nombreux travaux de R&D, aussi bien au niveau académique qu’au niveau industriel. Lors de la dernière décennie ces développements se sont concentrés sur deux visions complémentaires, mais assez différentes en termes d’objectif final. L’une favorisant l’optimisation de l’antenne du tag alors que l’autre se concentrait sur les performances de la puce RFID. Dans cette thèse nous allons explorer une voie nouvelle qui vise la lecture de tags de dimensions très réduites pour des objets de nature métallique, placés dans un environnement métallique fermé et entièrement passif. Le travail présenté dans cette thèse se partage ainsi en deux axes. Le premier est consacré à l’étude et le développement de solutions pour transférer sans contact de signaux RFID dans le but d’alimenter des tags RFID dans un environnement métallique confiné. Le deuxième est dédié à la lecture des tag RFID miniature pour des petits objets métallique, à savoir le développement de solutions passives, permettant de lire efficacement des tags RFID miniatures placé sur des petits objets métalliques. Dans les deux aspects de notre travail, des considérations pratiques tel que le coût, l’intégration et la performance ont été évoqué dans le but d’obtenir une solution finale, que l’on peut produire à grande échelle pour l’industrie.

Nowadays, modern wireless communication systems that are operating at high frequencies in the microwave band, are massively emerging. To avoid compact architectures of electronic systems, we explore wireless communication between printed circuits integrated into the electronic systems. Several problems encountered in these systems are related to the effect of the environment on wireless communication and the protection against adverse effects. This requires new electromagnetic simulation techniques to describe the field and the system response in these environments. Along with the microwave experiments, random matrix theory (RMT) enables to theoretically study wireless communication in complex environment.This manuscrit is diveded in three main topics:On the one hand, an illustration of the situation where all the ingredients are implemented namely, a Printed Circuit Board (PCB) with transmission lines inside a cavity. I present an experimental study, which highlights the effect of the partially reverberating environment on the crosstalk of two printed lines, as well as the currents on these lines. The latter should be taken into account to guarantee the proper functioning of the PCB.On the other hand, a chaotic reverberating chamber (CRC) was designed to statistically analyze the behavior of the transmission inside a complex environment. The international standard fix several statistical criteria with which the RC have to comply. Fulfilling all criteria guarantees that the field inside the cavity is isotropic and the field components follow a bivariate Gaussian distribution. In the electromagnetic community, this is the so-called Hill’s hypothesis. This hypothesis is typically realized when the resonance overlap is large. I have experimentally studied several statistic properties of the electromagnetic response in a CRC. The effects of the modal overlap on the reflection and the transmission distributions have been analyzed. In addition to this, we have compared the experimental distributions to numerical predictions based on Random Matrix Theory. I also verified the relation between the mean frequency spacing of the maxima and the average decay rate of the cavity predicted by Schroeder and Kuttruff for a high modal overlap in acoustic rooms.Finaly, we have developed a new method to estimate the number of uncorrelated samples (NIS) in a CRC. We have suggested a perspective for NIS estimation based on the characteristic scale of maxima dynamics as a function of the stirrer angle.; De nos jours, nous assistons à une forte évolution des systèmes modernes de la communication sans fil, exploitant des fréquences très élevées, dans la bande des fréquences micro-ondes. De ce fait, pour éviter des architectures compactes des systèmes électroniques composant ces systèmes modernes, apparaît la nécessité d'envisager la communication sans fil entre les circuits imprimés intégrés aux systèmes électroniques.Les principaux problèmes rencontrés dans ces systèmes concernent l'effet de l'environnement sur la communication sans fil et la protection contre les effets indésirables. Cela exige de nouvelles techniques de simulation et de modélisation du champ EM dans ces environnements complexes, pour une prédiction de leurs comportements.Avec les expériences effectuées dans le domaine des micro-ondes, ces techniques seront possibles en se basant sur la théorie des matrices aléatoires (TMA), bien adaptée dans ces situations de milieu complexe.Les travaux effectués au cours de cette thèse présentent :Dans un premier temps, l'illustration d'un exemple d'une telle situation où tous les ingrédients sont présents (circuit imprimé, lignes de transmissions et cavité). Nous avons présenté une étude expérimentale, qui met en évidence l'effet de l'environnement partiellement réverbérant sur la diaphonie entre les lignes imprimées, de sorte que leurs courants ne soient pas négligés et doivent être pris en compte, pour la conception appropriée de circuit imprimé, garantissant leur fonctionnement.Dans un second temps, dans le but d'étudier et d'analyser statistiquement le comportement de la transmission à l'intérieur d'un milieu complexe, nous avons réalisé une chambre réverbérante chaotique (CRC), qui satisfait aux critères statistiques fixés par la norme internationale. Le critère principal exige d'avoir une uniformité et isotropie statistique du champ à l'intérieur de la CRC et que les composantes du champ suivent une distribution gaussienne bivariée. Dans la communauté de la Compatibilité d'Électromagnétique (CEM), on parle de l'hypothèse de Hill, typiquement réalisée quand le recouvrement modal est grand. Nous avons étudié expérimentalement plusieurs statistiques de la réponse de la CRC et les effets du régime de fort recouvrement modal sur les distributions de la réflexion et la transmission, puis nous les avons comparées aux prédictions numériques prévues par la TMA.Nous avons également vérifié la relation de l'espacement moyen entre les maxima de transmission prédite par Schroeder et Kuttruff pour un régime fort recouvrement modal, dans les salles acoustiques.Dans un troisième temps, nous avons développé une nouvelle méthode pour l'estimation de nombre d'échantillons non corrélés (NIS) dans une CRC. Puis nous avons suggéré une perspective pour l'estimation de NIS, basée sur l'échelle caractéristique de la dynamique des maxima en fonction de l'angle de brasseur.

Nowadays, modern wireless communication systems that are operating at high frequencies in the microwave band, are massively emerging. To avoid compact architectures of electronic systems, we explore wireless communication between printed circuits integrated into the electronic systems. Several problems encountered in these systems are related to the effect of the environment on wireless communication and the protection against adverse effects. This requires new electromagnetic simulation techniques to describe the field and the system response in these environments. Along with the microwave experiments, random matrix theory (RMT) enables to theoretically study wireless communication in complex environment.This manuscrit is diveded in three main topics:On the one hand, an illustration of the situation where all the ingredients are implemented namely, a Printed Circuit Board (PCB) with transmission lines inside a cavity. I present an experimental study, which highlights the effect of the partially reverberating environment on the crosstalk of two printed lines, as well as the currents on these lines. The latter should be taken into account to guarantee the proper functioning of the PCB.On the other hand, a chaotic reverberating chamber (CRC) was designed to statistically analyze the behavior of the transmission inside a complex environment. The international standard fix several statistical criteria with which the RC have to comply. Fulfilling all criteria guarantees that the field inside the cavity is isotropic and the field components follow a bivariate Gaussian distribution. In the electromagnetic community, this is the so-called Hill’s hypothesis. This hypothesis is typically realized when the resonance overlap is large. I have experimentally studied several statistic properties of the electromagnetic response in a CRC. The effects of the modal overlap on the reflection and the transmission distributions have been analyzed. In addition to this, we have compared the experimental distributions to numerical predictions based on Random Matrix Theory. I also verified the relation between the mean frequency spacing of the maxima and the average decay rate of the cavity predicted by Schroeder and Kuttruff for a high modal overlap in acoustic rooms.Finaly, we have developed a new method to estimate the number of uncorrelated samples (NIS) in a CRC. We have suggested a perspective for NIS estimation based on the characteristic scale of maxima dynamics as a function of the stirrer angle.; De nos jours, nous assistons à une forte évolution des systèmes modernes de la communication sans fil, exploitant des fréquences très élevées, dans la bande des fréquences micro-ondes. De ce fait, pour éviter des architectures compactes des systèmes électroniques composant ces systèmes modernes, apparaît la nécessité d'envisager la communication sans fil entre les circuits imprimés intégrés aux systèmes électroniques.Les principaux problèmes rencontrés dans ces systèmes concernent l'effet de l'environnement sur la communication sans fil et la protection contre les effets indésirables. Cela exige de nouvelles techniques de simulation et de modélisation du champ EM dans ces environnements complexes, pour une prédiction de leurs comportements.Avec les expériences effectuées dans le domaine des micro-ondes, ces techniques seront possibles en se basant sur la théorie des matrices aléatoires (TMA), bien adaptée dans ces situations de milieu complexe.Les travaux effectués au cours de cette thèse présentent :Dans un premier temps, l'illustration d'un exemple d'une telle situation où tous les ingrédients sont présents (circuit imprimé, lignes de transmissions et cavité). Nous avons présenté une étude expérimentale, qui met en évidence l'effet de l'environnement partiellement réverbérant sur la diaphonie entre les lignes imprimées, de sorte que leurs courants ne soient pas négligés et doivent être pris en compte, pour la conception appropriée de circuit imprimé, garantissant leur fonctionnement.Dans un second temps, dans le but d'étudier et d'analyser statistiquement le comportement de la transmission à l'intérieur d'un milieu complexe, nous avons réalisé une chambre réverbérante chaotique (CRC), qui satisfait aux critères statistiques fixés par la norme internationale. Le critère principal exige d'avoir une uniformité et isotropie statistique du champ à l'intérieur de la CRC et que les composantes du champ suivent une distribution gaussienne bivariée. Dans la communauté de la Compatibilité d'Électromagnétique (CEM), on parle de l'hypothèse de Hill, typiquement réalisée quand le recouvrement modal est grand. Nous avons étudié expérimentalement plusieurs statistiques de la réponse de la CRC et les effets du régime de fort recouvrement modal sur les distributions de la réflexion et la transmission, puis nous les avons comparées aux prédictions numériques prévues par la TMA.Nous avons également vérifié la relation de l'espacement moyen entre les maxima de transmission prédite par Schroeder et Kuttruff pour un régime fort recouvrement modal, dans les salles acoustiques.Dans un troisième temps, nous avons développé une nouvelle méthode pour l'estimation de nombre d'échantillons non corrélés (NIS) dans une CRC. Puis nous avons suggéré une perspective pour l'estimation de NIS, basée sur l'échelle caractéristique de la dynamique des maxima en fonction de l'angle de brasseur.

Radar sensors are an integral part of driver assistance systems. The performance of modern automotive radar sensors can be improved by incorporating multilayer wideband antennas in these systems. In this thesis, such wideband multilayer antenna array concepts for automotive radar sensors operating in the frequency range 76--81 GHz are investigated. The first two concepts investigated are based on a conventional multilayer PCB. A variable width grid array antenna is used for both designs, with the feed network being the difference between both concepts. For the first design, a two substrate layer PCB is used. The second design employs a three substrate layer PCB. A novel hybrid approach to design multilayer antennas is then introduced. Multilayer antennas are designed using single layer PCB and multilayer thin films attached to the PCB. The single layer PCB houses the complete feed network, whereas the radiating elements are realized on multilayer thin films. Two antenna concepts are presented as examples of this approach. The first is an aperture coupled stacked patch (ACSP) antenna array fed by a grounded coplanar waveguide (GCPW) feed network. A novel compact power divider is included in the feed network to reduce inter-element distance. The second concept is based on a novel antenna element, namely the stacked grid antenna (SGA). Feed networks with three different transmission line types are realized, namely the SIW, GCPW and MS, to create antenna arrays with the SGA to show the flexibility of antenna design. A comparison between the multilayer PCB approach and the hybrid thin film approach is then performed, using the investigated designs as the basis. The comparison shows that both approaches have their benefits. In terms of aperture efficiency, multilayer PCB antennas can achieve better results due to a completely buried feed network. However, it is shown that the hybrid thin film approach achieves similar wideband antenna performance as the conventional multilayer PCB approach, with added benefits of simple design, low cost manufacturing and increased robustness.

There is a growing demand for collaborative robots in order to improve the ef���ciency of industrial processes and to push Industry 4.0 forward. The challenge for these robots is the compliance of the safety regulations to protect human workers from injuries. Therefore, a large number of sensors for the close range (several centimeters up to some meters) around the robot are needed. For a protective cover around the robotic arms all sensors must cooperate and process their information together. This paper presents a close range proximity sensor based on a 160-GHz radar MMIC with a transition to two ���exible dielectric waveguides. On the low-loss waveguides, leaky-wave antennas with a large ���eld of view are distributed. This reduces the number of sensors and achieves a coverage area for one sensor of more than 2200 cm�� for a distance of 30 cm. For distances below 30 cm the sensor has blind areas. However, the expected extended targets like body parts can still be detected and the proximity sensor will stop the robot in the danger area. Additionally, the ���exible waveguide offers the possibility to place the antennas almost arbitrarily around the robotic arm. For a single target scenario it is even possible to determine the target position by multilateration with only one receive channel., publishedVersion

14th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), COPENHAGUE, DANEMARK, 15-/03/2020 - 20/03/2020; This paper presents a novel circularly polarized electrically small antenna that has been designed thanks to the Characteristic Mode Analysis (CMA). It is based on the energy compensation between two elements: a non-resonant dipole antenna and a chiral Metamaterial (MTM) in order to achieve a Circular Polarization (CP). First, the two elements are analyzed separately using CMA in order to analyze the physical behavior of both structures. Then, the inter modal coupling between the dipole and the MTM helix is studied between the different modes to propose a better understanding of the net stored energy compensation. The coupling between the two structures is through the magnetic and electric modes and it thus increases the overall efficiency. Circular polarization of the antenna is obtained through the chirality properties of the helix. The proposed antenna resonates at 2.35 GHz and has electrical sizes of $\lambda/15$, $\lambda/15$, and $\lambda/39$. The radiation pattern of the antenna is omnidirectional with a fair axial ratio for a circularly polarised antenna.

Radar sensors are crucial components of advanced driver assistance systems. In order to cope with the future requirements of highly automated and autonomous driving, today’s automotive radar sensors performance needs to be improved. This dissertation addresses the design and development of robust mm-wave antenna systems suitable for automotive radar applications. This study presents a microstrip antenna array with wideband and stable radiation performance. It proposes also an optimization strategy for finding the position of transmitting and receiving antennas in a MIMO radar while taking the angular resolution requirements into consideration. Finally, it analyzes the problem of the integration of the radar sensor in the vehicle and introduces the use of low-RCS antenna arrays to mitigate the multiple reflections between the bumper of the car and the radar sensor, when the latter is hidden integrated in the vehicle. Some low-RCS antenna designs are proposed and discussed.