ETD

• antenna array
• circularly polarized antenna
• dual circular polarization

The work presented in this Thesis was carried out within an industrial doctoral program developed in collaboration with the University of Pisa and Free Space S.r.l., focusing on advanced antenna systems for space sensing and biomedical applications. The research addresses the design and experimental validation of innovative antenna architectures that combine high performance, compactness, and reliability. The first part focuses on circularly polarized microstrip patch antennas, including Fabry–Perot, stacked, and metasurface-based configurations, optimized for enhanced gain, radiation efficiency, and low-profile integration within an array environment fully defined in the second part of the Thesis. This work is part of a project aimed at developing the receiving part of a bistatic radar system. The final part presents a broadband biconical dipole antenna for SAR measurements, ensuring stable performance for electromagnetic exposure assessments in compliance with international standards. Overall, the Thesis demonstrates how industrially driven research can translate advanced electromagnetic design into validated, application-ready antenna systems, connecting scientific innovation with practical engineering solutions.

Il lavoro presentato in questa Tesi è stato svolto nell’ambito di un dottorato industriale sviluppato in collaborazione con l’Università di Pisa e Free Space S.r.l., focalizzato su sistemi di antenne avanzati per applicazioni di sensing spaziale e biomedicale. La ricerca affronta la progettazione e la validazione sperimentale di architetture di antenne innovative che combinano alte prestazioni, compattezza e affidabilità. La prima parte si concentra su antenne patch microstrip a polarizzazione circolare, includendo configurazioni Fabry–Perot, stacked e basate su metasuperfici, ottimizzate per ottenere un guadagno elevato, un’alta efficienza di radiazione e un’integrazione a basso profilo all’interno di un ambiente di array completamente definito nella seconda parte della Tesi.Questo lavoro fa parte di un progetto finalizzato allo sviluppo della parte ricevente di un sistema radar bistatico. La parte finale presenta un’antenna dipolo biconica a larga banda per misure SAR, garantendo prestazioni stabili per la valutazione dell’esposizione elettromagnetica in conformità con gli standard internazionali. Nel complesso, la Tesi dimostra come la ricerca guidata da esigenze industriali possa tradurre una progettazione elettromagnetica avanzata in sistemi di antenne validati e pronti per l’applicazione, collegando l’innovazione scientifica con soluzioni ingegneristiche pratiche.