Offre de thèse à l’IETR de Rennes

Etude et conception d’antennes réseaux transmetteurs millimétriques
à reconfiguration par voie optique
Mots clés : Antennes reconfigurables, Ondes millimétriques, Optique-hyperfréquence, Lumière lente
Contexte et problématique : Les réseaux d’antennes reconfigurables comportent en général un très grand nombre de
modules élémentaires associant éléments rayonnants, déphaseurs et amplificateurs. Il s’agit de structures complexes et
coûteuses qui trouvent de multiples applications dans les domaines civils et militaires, sur les secteurs terrestres,
maritimes, aéronautiques ou spatiaux (télécommunications, systèmes radars, etc.). La reconfiguration du rayonnement
en 2D est très souvent requise (antenne à balayage de faisceau par exemple). Les circuits de polarisation et de
commande induisent de très fortes contraintes d’intégration et sont sources de pertes importantes.
Objectifs des travaux de thèse : l’objectif principal du travail est de coupler optique et micro-ondes pour autoriser la
polarisation et la commande individuelle des éléments du réseau par voie optique, et non plus par voie micro-ondes
comme cela est le cas actuellement. En plus de son immunité aux rayonnements électromagnétiques, de sa bande
passante élevée, de son faible poids et de son faible encombrement, une approche optique offrirait une
reconfigurabilité accrue et indépendante de la fréquence microonde utile. Les réseaux d’antennes considérés seront
des réseaux transmetteurs (transmitarrays). Ils sont particulièrement attractifs pour toutes les applications embarquées
ou mobiles (véhicules, avions, drones, trains, bateaux, etc.), avec des avantages indéniables en termes d’esthétique,
d’intégration, de discrétion, et d’aérodynamisme.
Présentation des travaux envisagés :
· Dans un premier temps, le travail portera sur l’étude numérique et expérimentale de la brique de base du réseau
transmetteur ; cette brique est appelée « cellule déphaseuse ». L’enjeu portera sur la définition de cellules
compactes et possédant une résolution en phase suffisante pour garantir de bonnes performances en rayonnement.
L’intégration de liaisons optique-hyperfréquences (incluant une source laser et une photodiode en réception) dans
ces cellules sera également étudiée. Les caractéristiques de cette liaison en termes de dynamique, de bande
passante et de bruit de phase hyperfréquence devront garantir une bonne fidélité de restitution du signal
hyperfréquence transmis.
· Une fois cette brique de base maîtrisée, il s’agira d’une part de définir l’architecture de l’antenne réseau
reconfigurable, puis de concevoir et caractériser ce réseau à partir des cellules unitaires conçues précédemment.
Un effort particulier portera sur le dimensionnement et la réalisation de la matrice de déphaseurs optiques.
· Parallèlement, le projet de thèse abordera un aspect plus fondamental. Ce dernier consistera à explorer les
possibilités de produire le déphasage hyperfréquence, non plus en modifiant le chemin optique comme
précédemment, mais en ralentissant la lumière dans une fibre dopée à l’erbium. Le mécanisme mis en oeuvre
reposera sur les oscillations cohérentes de population. Cette approche revêt un intérêt fondamental, notamment en
physique de l’interaction matière rayonnement, mais aussi un intérêt applicatif car elle ouvrirait la voie à la
réalisation de retards hyperfréquences accordables tout fibrés.
Informations pratiques :
· Ce travail est proposé conjointement par l’IPR (UMR CNRS 6251, Rennes, www.ipr.univ-rennes1.fr/) et l’IETR
(UMR CNRS 6164, Rennes, www.ietr.fr).
· Mode de financement : contrat doctoral, Université de Rennes 1 (financement acquis).
· Personnes à contacter pour candidater : Mehdi ALOUINI (IPR, mehdi.alouini@univ-rennes1.fr) et Ronan
SAULEAU (IETR, Ronan.Sauleau@univ-rennes1.fr).
· Modalité de candidature : adresser CV + relevés de notes récents. Lettre(s) de recommandation souhaitée (s).
· Date de début : septembre – octobre 2013.
· Date limite pour candidater : Fin avril – début mai 2013.

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