El disseny d'antenes per als nous sistemes de comunicacions sense fil ha suscitat un creixent interès en els últims anys. El principal objectiu d'esta Tesi Doctoral és la proposta d'un mètode general de disseny d'antenes per a sistemes de comunicacions sense fil que proporcione una visió física del procés de disseny. Per a aconseguir este objectiu, es proposa l'ús d'un mètode basat en la descomposició modal del corrent en la superfície del cos conductor. Els modes tenen l'avantatge de proporcionar una visió més física del comportament radiant de l'antena, així com informació molt útil per a l'optimització de la geometria de l'antena i per a la selecció del mecanisme òptim d'alimentació i la seua localització.
En la Tesi es realitzarà una revisió dels diferents mètodes modals disponibles, així com dels paràmetres més importants a tractar quan es treballe amb solucions modals. A més, s'investigarà un mètode per a obtindre expressions tancades per als corrents superficials en objectes conductors plans oberts. Com es veurà, els objectes plans amb formes canòniques es poden interpretar moltes vegades com a deformacions d'objectes tridimensionals les superfícies dels quals coincideixen amb les d'alguns dels sistemes de coordenades curvilínies. D'esta manera, s'obtindran expressions tancades per als modes vectorials en un disc conductor circular i una tira plana infinita. Estes funcions es proposaran com a funcions base de domini complet en problemes més complexos que incloguen este tipus de superfícies planes.
Els modes de corrent definits a partir de les funcions d'onda vectorials són de naturalesa complexa, la qual cosa dificulta de vegades el seu ús per al disseny d'antenes. Al contrari, la Teoria dels Modes Característics proporciona una descomposició del corrent total en la superfície d'un cos conductor de forma arbitrària en un conjunt de modes reals, els diagrames de radiació del qual són ortogonals sobre la regió de la font i l'esfera infinita.
La Tesi aplicarà la Teoria dels Modes Característics per al disseny d'antenes. Les investigacions se centraran fonamentalment en l'efecte de la configuració d'alimentació i la seua localització sobre l'excitació dels modes. L'objectiu és proporcionar prototips finals d'antenes per al seu ús en sistemes sense fil reals, per a provar la utilitat del mètode proposat en un procés real de disseny. El mètode s'aplicarà a antenes per a diverses aplicacions: antenes de banda ampla, antenes per a sistemes UWB, antenes per a sistemes MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) i antenes per a terminals mòbils.