En los últimos años los sistemas de radar de banda ultra ancha han despertado un gran interés en aplicaciones como lo son: la imagenología vía microondas y en la caracterización de materiales a través de la medición de sus propiedades dieléctricas. Con respecto a los sistemas de imagenología vía microondas, en este trabajo de tesis se propone el uso de antenas con polarización circular en sistemas radar de banda ultra ancha para aplicaciones de imagenología vía microondas. Esto, con la finalidad de mejorar la resolución de dichos sistemas con respecto a sus capacidades de penetración y de poder distinguir entre dos objetos con valores de permitividad dieléctrica muy similares. Para demostrar que el uso de la polarización circular mejora la resolución de los sistemas de imagenología que emplean radares de banda ultra ancha, se propusieron e implementaron dos sistemas de imagenología; el primero es un sistema de visión a través de la pared y el segundo es un sistema para detectar y distinguir tumores cancerígenos. En relación a la caracterización de materiales orgánicos e inorgánicos a través de sus propiedades dieléctricas dentro de esta tesis, se realizó la medición de propiedades dieléctricas en el rango de UWB, empleando la técnica del espacio libre para una mezcla que se emplea para construir modelos que emulan las propiedades dieléctricas de los tejidos del seno. Por otro lado, para aplicaciones en la ingeniería en alimentos, se obtuvieron las propiedades dieléctricas del frijol y maíz mexicano, para su uso en aplicaciones post-cosecha como lo son la eliminación de plagas por técnicas de calentamiento empleando microondas y para determinar si el alimento se encuentra en los rangos de humedad permitidos por sus respectivas normas.