Méthodes Bayésiennes pour la caractérisation de propriétés radioélectriques
Pour mener à bien ses missions, le CEA le Ripault réalise des caractérisations électromagnétiques
de matériaux. Différents moyens permettent de réaliser ces mesures. Récemment une thèse a
porté sur l'application de méthodes bayésiennes à la cartographie micro-onde. Cette thèse a
permis de remonter à une cartographie d'impédance. La thèse proposée portera sur deux axes :
d'une part l'application de cette méthode de cartographie à des mesures de réflectivité
réalisées sur un banc de caractérisation en champ proche au travers d'études de confrontation
calcul/mesure, d'autre part la généralisation de la méthode à une cartographie des propriétés
radioélectriques d'un revêtement.
Cette thèse consistera à définir une approche permettant de confronter la performance de la méthode à des
caractérisation de revêtements réels. Le/la candidat(e) mettra en œuvre cette approche pour démontrer la
capacité du banc et de la méthode à remonter à l'impédance d'un revêtement, ainsi qu'à
l'incertitude associée à la mesure. Parallèlement, il/elle s'attachera à étendre la méthode Bayésienne
pour remonter à une cartographie des propriétés diélectriques ou magnétiques d'un revêtement.
Modélisation de l'électronique face à une impulsion électromagnétique
Les systèmes électroniques embarqués peuvent être soumis à des menaces électromagnétiques sévères (naturelles comme la foudre, artificielles comme l’exposition à des champs radio / radar, ou agressives d’origine militaire ou malveillantes) qui peuvent détériorer leur fiabilité et compromettre leur mission. Les systèmes électroniques ont ainsi des spécifications de tenue à des menaces, telles que les impulsions électromagnétiques (IEM) d’origine nucléaire haute altitude (IEMN-HA), ou de potentielles agressions électromagnétiques non nucléaires mais intentionnellement malveillantes. L’évaluation de leur vulnérabilité, et des performances des mesures de protection destinées à y pallier, impose de connaître les niveaux de susceptibilité intrinsèque des composants électroniques sensibles. L’évaluation prédictive du comportement des systèmes face à ce type d'agressions est un enjeu majeur tant vis-à-vis de leur sécurité, que pour la compréhension des phénomènes de défaillance.
Nouvelles architectures d’antennes MIMO compactes pour les communications en bande FR3
L’évolution des réseaux de communication sans fil cellulaire vers des infrastructures MIMO distribuées nécessite de repenser les structures d’antennes pour les adapter au traitement des signaux afin de garantir une connectivité optimisée, continue et robuste. Conjointement, l’utilisation d’une nouvelle bande de fréquence située autour de 7 GHz permet de repenser l’utilisation de concept d’antennes peu encombrantes pour augmenter la directivité des antennes, générer des multifaisceaux et les piloter angulairement tant au niveau du terminal utilisateur que des points d’accès radio appelés à se multiplier.
L’objectif de cette thèse est alors de développer une solution d’antenne compacte multi accès adaptée à une stratégie d'optimisation de formation de faisceaux mixte (analogique-numérique) capable des transmettre des flux distincts afin d'optimiser la transmission d’information à faible consommation énergétique. Elle s’appuie sur une approche originale de formation de faisceaux multiples associant les concepts de superdirectivté et de surface émettrice haut rendement. Des verrous conceptuels sont à résoudre en même temps que le développement d’outils d’analyse, modélisation et conception. La maitrise du couplage entre accès d’antenne MIMO sera un point particulièrement étudié ainsi que la maitrise de la consommation du système électronique complet nécessaire à la formation et au pilotage des multi-faisceaux.
Les travaux de recherche seront organisés autour des activités suivantes :
• Analyse de l’état de l’art scientifique et technique
• Développement d’outils numériques d’analyse, de conception et d’optimisation (de type décomposition en ondes sphériques, théorie des modes caractéristiques)
• Étude et évaluation par simulation électromagnétique d'architectures d'antennes pour la formation et le pilotage de faisceaux multiples (volume holographique basée sur le concept de superdirectivité, cellules unitaires canoniques, évaluation de l'électronique de commande). Une attention particulière sera portée à la maitrise du couplage entre les accès d’antenne.
• Conception d'un système d'antenne compact à faisceaux multiples orientables (cellules rayonnantes, commande RF économe en énergie, électronique optimisée en termes de consommation, fabrication et essais de prototypes)
• Fabrication et tests expérimentaux du système d'antenne à faisceaux multiples orientables électroniquement
Les travaux seront réalisés dans le cadre du projet EXCELL-FR3 financé par le PEPR réseau du futur (France 2030).