In dieser Arbeit wird ein neues Messkonzept für eine hochgenaue, radarbasierte Abstandsmessung mit geführter Wellenausbreitung vorgestellt. Die erreichte Abstandsgenauigkeit liegt im einstelligen Mikrometerbereich. Mit den entwickelten Methoden und Techniken werden die Haupteinflussfaktoren auf die erreichbare Genauigkeit charakterisiert, um eine systematische Auslegung und Optimierung des Systems bereits im Vorfeld zu ermöglichen.

In this thesis, new concepts of body-matched antennas for microwave medical applications were developed, where the antennas are placed directly on or in the human body. Two types of antennas were designed - on-body matched antennas for diagnosis and implantable antennas for data telemetry with the main focus of miniaturization yet maintained a high radiation performance. The applicability of the antennas was verified using a medical imaging system for the detection of hemorrhagic stroke. AbstractEnglisch = In this thesis, new concepts of body-matched antennas for microwave medical applications were developed, where the antennas are placed directly on or in the human body. Two types of antennas were designed - on-body matched antennas for diagnosis and implantable antennas for data telemetry with the main focus of miniaturization yet maintained a high radiation performance. The applicability of the antennas was verified using a medical imaging system for the detection of hemorrhagic stroke.

In vielen Bereichen der Industrie ist es notwendig, die Präsenz und Position von Objekten berührungslos zu erfassen. Dafür wird ein dreidimensional messender Radarsensor einschließlich entsprechender Verfahren zur Signalauswertung konzipiert und realisiert. Anhand exemplarischer Messszenarien aus dem industriellen Umfeld wird das Potential des Radarsystems zur dreidimensionalen Positionsbestimmung und Umgebungsabbildung erfolgreich nachgewiesen, wodurch neue Anwendungsfelder aufgezeigt werden.

The work focuses on the analysis of influences of motion errors on near-range SAR applications and design of specific motion measuring and compensation algorithms. First, a novel metric to determine the optimum antenna beamwidth is proposed. Then, a comprehensive investigation of influences of motion errors on the SAR image is provided. On this ground, new algorithms for motion measuring and compensation using low cost inertial measurement units (IMU) are developed and successfully demonstrated.

Ziel ist der Entwurf von monolithisch integrierten Leistungsverstärkern für den Frequenzbereich von 200 bis über 250 GHz. Dafür sind verlässliche und flexible Leitungs- und Transistormodelle notwendig. Sie werden erstellt und ihre Genauigkeit wird bis 325 GHz bestätigt. Es wird ein Verstärkerkonzept erarbeitet, das maßgeschneidert für den Frequenzbereich und die MMIC-Technologie ist. Es nutzt einen neuartigen Koppler, der kompakte Verstärker mit hoher Bandbreite und Ausgangsleistung ermöglicht.

Die Dissertation beschreibt Methoden und Techniken zur Realisierung eines vollintegrierten Radarsensors im Frequenzbereich oberhalb von 100 GHz. Der hohe Frequenzbereich ermöglicht die Integration von Antennen und einem Radar-IC in ein gemeinsames Chip-Gehäuse, da die Antenne durch die Wellenlänge im Millimeterbereich ähnliche Abmessungen hat wie der IC selbst. Durch diese Integration resultiert ein abgeschlossenes Hochfrequenzsystem innerhalb des Gehäuses.

Die vorliegende Arbeit beschreibt Methoden und Techniken zur Optimierung und Realisierung von verteilten magnetischen Transformatoren für deren Einsatz in Anpassnetzwerken von Monolithischen Integrierten Millimeterwellenschaltungen (engl. MMICs). Es werden Strategien für die Effizienz- und Bandbreitenoptimierung verteilter Transformatoren vorgestellt. Diese werden mit Hilfe einer optimierten Transformatorgeometrie verifiziert und anhand von zwei MMIC Leistungsverstärkern demonstriert.