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Auteur
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Électronique
/ 15-07-2021
Ruiz-García Jorge
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Le travail de thèse porte sur le développement d’antennes à fort gain, légères et de faible profil pour des applications de type communications satellitaires pour des plateformes mobiles. Dans ce contexte, nous proposons l’utilisation d’antennes à métasurface (MTS), qui sont capable de fournir des gains élevés et d’offrir des capacités de reconfigurabilité dans la mise en forme et le pointage du faisceau d’antennes. Deux lignes de recherche principales caractérisent les résultats atteints dans cette thèse. La première porte sur l’étude de MTSs modulées rayonnantes, à travers lesquelles nous avons conçu deux prototypes d’antennes compactes à fort gain en bande K en polarisation linéaire ou circulaire. Ces deux modèles intègrent plusieurs sources et ont la capacité de balayer le faisceau en azimut et en élévation par commutation entre ports. La seconde ligne d’étude traite des formateurs de faisceau à base de MTSs. Dans ce cas, un nouveau type de lentille a été développé en collaboration avec l’université de Sienne ; la structure proposée surmonte les limitations présentées par d’autres dispositifs formateurs comme les lentilles de Luneburg planaires. En particulier, un nouveau concept de collimation en réflexion et à double couche est proposé ; il offre la possibilité de balayer le plan azimutal complet tout en conservant une grande compacité.
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Télécommunications
/ 04-06-2021
Abdo Ray
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Ce travail de thèse porte sur la caractérisation d’un mécanisme de diffusion électromagnétique particulier, qui se produit généralement lors de la mesure par un radar à visée latérale d’un volume diffusant semi-transparent situé au-dessus d’un sol. Une partie de l’onde incidente est ainsi rétrodiffusée vers le radar après avoir subi deux réflexions consécutives par le sol et par le volume de particules aléatoirement réparties dans l’espace. Contrairement au phénomène de double rebond sol-tronc d’arbre observé lors de la mesure de forêt, ce travail montre que le mécanisme étudié ici possède un caractère incohérent. L’imagerie radar mise en œuvre avec des résolutions spatiales arbitrairement fines ne permet pas de discriminer cette contribution de celle du sol, et empêche sa caractérisation, quel que soit le mode envisagé, 2-D, ou 3-D par tomographie SAR, et quelle que soit la configuration polarimétrique. Néanmoins, la méthode proposée, qui met à profit la similarité entre la réponse de ce type de double-rebond et la réflectivité en rétrodiffusion du volume, permet de restituer de manière fidèle la réflectivité polarimétrique directe du sol. Ces analyses et conclusions sont validées à l’aide de données acquises par mesure 3-D de scènes artificielles, qui reproduisent, à échelle réduite, des environnements naturels volumiques.
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Électronique
/ 19-05-2021
Pascual-Gracia Álvaro
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Cette thèse présente des réseaux d'antennes excités par des photodiodes pour la génération en continu d'ondes millimétriques. Les efforts de recherche sur la génération photonique menés au cours des vingt dernières années ont abouti à une méthode à fort potentiel. Le meilleur exemple en est la compatibilité avec les réseaux de communication à fibre optique. Néanmoins, la méthode offre une puissance d'émission plus faible que d’autres technologies. De plus, les antennes photoniques à gain élevé avec un faisceau orientable restent un point critique pour les télécommunications. Ce travail tente de résoudre les deux inconvénients précédents. D'abord, nous proposons une méthode pour augmenter la puissance d'émission en utilisant un réseau d'antennes intégré avec des photodiodes. Un plan de masse placé à proximité des antennes permet une adaptation d'impédance plus efficace, tandis que la configuration du réseau offre une combinaison de puissance. Aussi, nous avons conçu et prototypé deux réseaux d'antennes intégrés avec des photodiodes. Pour le premier, nous utilisons une antenne de type "leaky" pour obtenir une orientation de faisceau sélective avec la fréquence. Pour l'autre, nous proposons et démontrons la commutation de faisceaus photoniques comme un moyen pragmatique d'obtenir un faisceau orientable et hautement directif. À la suite de nos recherches, nous avons également développé un modèle théorique pour analyser l'impédance de balayage (scan impedance) dans des réseaux infinis de dipôles.
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Télécommunications
/ 09-03-2021
El Assal Aicha
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Ce travail de thèse porte sur la conception, la réalisation et la mesure d’absorbants microondes. Plusieurs types d’absorbant ont été étudiés dans la bande de fréquence allant de 0.75 GHz à 18 GHz. Il s’agit tout d’abord d’absorbants planaires à multicouches élaborés à partir de mousses époxy chargées avec différents pourcentages massiques (entre 0.0125 et 10 %) de fibres de carbone ayant des longueurs entre 100 µm et 12 mm. La performance d’absorption des multicouches a été optimisée, tout en réduisant leur compacité, grâce à un code MATLAB et à l’utilisation d’un l’algorithme génétique. La composition et l’épaisseur de chaque couche ont ainsi pu être optimisées, et ont conduit à la réalisation de plusieurs prototypes performants (absorption > 90%) de faibles épaisseurs (entre 50 mm et 98 mm), très faiblement chargés (<0.075 % de fibre) et présentant pour certains une très faible densité (0.06 g.cm-3). Par ailleurs, des absorbants à métamatériaux (MMs) ont été étudiés. Une nouvelle géométrie multi-résonante (nommée Vshape), présentant une multitude de pics d’absorption sur la bande de fréquence étudiée, a pu être proposée ; un calcul analytique du coefficient de réflexion, utilisant les propriétés effectives extraites, a été mis en place. La simulation, la mesure ainsi que le calcul analytique de ce MM montrent des résultats très concordants validant ainsi nos modèles. Finalement, un absorbant hybride, associant une couche fine de mousse époxy chargée en fibres de carbone au métamatériau, a été proposé pour élargir sa bande passante. Ainsi, un absorbant plan ultralarge-bande (avec un coefficient de réflexion < -10 dB entre 2.6-18 GHz) a ainsi pu être obtenu. Cet absorbant montre le meilleur compromis épaisseur / bande d’absorption / fréquence d’absorption présenté à ce jour dans la littérature.
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Électronique
/ 05-03-2021
Mahmoud Adham
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Le trafic mobile sans fil est en croissance exponentielle et pourrait atteindre 131 EB / mois d'ici 2024. Pour répondre à cette croissance et à cette demande, le domaine Térahertz (THz) disponible du spectre électromagnétique peut permettre d’établir des liaisons de données sans fil multi-Gbps. Le spectre de fréquences sub-millimétriques et THz offre également des opportunités uniques pour de nombreuses applications en médecine, spectroscopie ou encore en contrôle non destructif. Dans cette thèse, nous introduisons la conception de quatre réseaux d'antennes dans différentes technologies de fabrication pour travailler dans les bandes de fréquences millimétriques / submillimétriques.
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Électronique
/ 04-02-2021
Bantavis Petros
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Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception d'antennes de formation de faisceaux quasi optiques dans une technologie de guide d'ondes à plaques parallèles et trouvent des applications dans les missions de constellation de satellites. La technologie d'antenne qui a été est l’antenne à lentille Gutman à indice gradué dans une technologie PPW. Dans la première partie de la thèse, la lentille Gutman métallique à arc focal f= R / 2 a été analysée, conçue, fabriquée et testée expérimentalement. En outre, un GRIN Gutman lentille tout en métal plus compact avec un arc focal plus petit égal à f = R/2. 85 a été conçu. Les deux lentilles, tout métal Gutman fonctionnent en bande Ku et ont été comparés avec l’antenne à lentille GRIN Luneburg métallique. Ensuite, les lentilles diélectriques équivalentes, la lentille de Luneburg, la lentille Gutman avec un arc focal f = R / 2 et la lentille Gutman avec l'arc focal f = R / 2.85 ont été conçues en utilisant des couches diélectriques non dispersives. Une comparaison entre les antennes métallique et diélectriques a été présentée. La dernière partie de la thèse porte sur l'optimisation de l'antenne de lentille à ligne à retard continue métallique dans une technologie PPW. Une méthodologie de conception de la cavité transversale de la lentille a été proposée sur la base de l'inversion d'axe de l'ellipse avec une technique d'optimisation multi-objectif. L’antenne optimisée fournit un masque d'enveloppe isoflux et a un large champ de vision.
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Électronique
/ 15-12-2020
Sergolle Maëlle
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L’intégration d’antennes de communication directement au sein de parois structurales en matériaux composites de porteurs navals, terrestres et aériens permet de rendre la structure communicante tout en bénéficiant des qualités naturelles des matériaux composites : légèreté, insensibilité à la corrosion et rigidité mécanique. Ces travaux de recherche, menés dans le cadre du projet FUI STARCOM 2018-2022 (Systèmes et Technologies Antennaires de Rupture en matériaux COMposites), ont pour objet le développement de matériaux composites multifonctionnels aux propriétés électromagnétiques et mécaniques optimales. L’étude de leurs caractéristiques a permis de développer des solutions à la carte pour la fabrication de telles antennes. D’une part, l’évaluation des caractéristiques diélectriques des matériaux composites stratifiés de 100 MHz à 26 GHz, ainsi que l’évaluation de leurs propriétés mécaniques, ont permis de sélectionner les stratifiés adaptés à la fabrication des substrats et des radômes antennaires. D’autre part, l’étude des caractéristiques électriques des tissus conducteurs a permis d’évaluer leur capacité à être utilisés comme éléments antennaires (lignes d’alimentation, éléments rayonnants et plans de masse). Enfin, les matériaux sélectionnés ont été associés dans la fabrication d’antennes en matériaux composites fonctionnant en bande VUHF (100 – 500 MHz pour les communications navales militaires), en bande UHF (867 – 869 MHz pour les applications de type LoRa), et en bande S (2 – 4 GHz pour les communications terrestres civiles 5G).
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Electronique
/ 14-12-2020
Del Mastro Michele
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La demande croissante en systèmes de communication par satellite à large bande a conduit au déploiement de constellations de satellites en bande K/Ka et au développement de nouveaux terminaux pour les utilisateurs fixes et mobiles. Des exigences strictes sont imposées à l'antenne. L'antenne doit présenter un gain élevé (> 30 dB) et fonctionner en polarisation circulaire ou double polarisation sur un secteur angulaire couvrant tout le plan azimutal et un grand angle en élévation (jusqu'à 60°). L’objectif principal de la thèse est d’étudier l'analyse et la conception des réseaux « Continuous Transverse Stub » (CTS) à double polarisation. Les réseaux CTS se composent de longues fentes rayonnantes, de hauteur finie, reliés à un système d'alimentation en guide de plaques parallèles, en anglais parallel-plate waveguide (PPW), et rayonnant dans l'espace libre. Un réseau alimenté en parallèle sera considéré pour un fonctionnement large bande. L'idée à la base de la thèse est d'utiliser des réseaux CTS multimodale. Les réseaux CTS classiques adoptent le mode principal TEM (« Transerve Electromagnetic ») du guide PPW d'alimentation. Ici, nous proposons d’utiliser le mode TEM et le mode TE (« Transverse Electric »). Ces deux modes sont orthogonaux et, si correctement alimentés, peuvent générer une double polarisation.
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Électronique
/ 11-12-2020
Ströber Thomas
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La nécessité d'avoir un large secteur angulaire et la possibilité d'utiliser des plus larges bandes de fréquence dans les futures constellations de satellites ont créé de nouveaux défis dans la conception d’antennes. De plus, des solutions à bas coût sont nécessaires. L'objectif de cette thèse est d'étudier et de développer des antennes quasi-optiques en bande millimétrique offrant des performances de balayage élevées et une reconfiguration du faisceau pour répondre à les besoins cités au-dessus. Des modèles asymptotiques pour l'analyse des formateurs de faisceaux en guide d'ondes à plans parallèles en réception sont présentés. Il est démontré que ces modèles permettent la conception efficace de systèmes d'alimentation avec des exigences strictes en termes de couverture. Deux nouveaux formateurs de faisceau fonctionnant en bande Ka sont présentés. Le premier est une lentille en guide d'ondes à plans parallèles comprenant un système d'alimentation
en technologie gap waveguide qui permet un balayage mécanique rapide du faisceau. Le second correspond à un formateur de faisceaux à lentille réalisé en technologie PCB multicouche. L'outil numérique présenté est employé pour la synthèse des clusters superposés. Les deux solutions présentent des avancées importantes en termes de performances de balayage et réalisations faible coût.
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Electronique
/ 18-11-2020
Mihai Ilie-Valentin
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Les mesures de la surface équivalente radar (SER) sont généralement effectuées dans des conditions de champ lointain. Des grandes cibles, telles que des avions, des navires et d’autres grandes véhicules, ne peuvent pas être placées à l’intérieur d’une chambre anéchoïque, où le coût d’un tel site de mesure serait prohibitif. De plus, les transformations classiques du champ proche au champ lointain sont complexes, laborieuses et chères, et ne conviennent donc pas pour être utilisées dans le temps réel. Pour pallier ces inconvénients, on propose d’évaluer la SER dans la zone de Fresnel dans un environnement avec des multi-trajets. Une expression analytique du facteur d’extrapolation de zone de champ est dérivé ; analytique est dérivé; une technique rapide de calcul avec des intégrales de Fresnel est ensuite développée et des résultats expérimentaux sont fournis en utilisant trois systèmes d’antennes différentes : antennes Vivaldi, log- périodiques et cornets. Les mesures de la SER sont effectuées sur des cibles simples et complexes placées en environnement réel. La technique de moyennage en distance, la soustraction de couplage et le fenêtrage dans le domaine temporel sont proposées afin de réduire les effets de l’environnement. La SER est également évaluée à des angles d’incidence élevée en tenant compte de l’effet de la diffraction.
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