Métasurfaces Electromagnétiques à Modulation Spatio-Temporelle pour Systèmes de Communication Multifonctionnels et Durables

Description de l'offre : Les réseaux sans fil de nouvelle génération envisagent une densification sans précédent et une utilisation efficace du spectre de fréquences dans la gamme quasi-millimétrique (17-31 GHz). Ce contexte impose un besoin urgent de solutions en rupture pour minimiser le nombre de modules radio et leur consommation dapos;énergie. Des travaux pionniers ont récemment démontré quapos;une modulation temporelle et spatiale périodique des propriétés de diffusion d’un réseau d’antennes avec un espacement sous-longueur d’onde (métasurface), permet de dépasser les limites fondamentales des systèmes linéaires et invariants dans le temps. Ainsi, les métasurfaces modulées dans l’espace et le temps (STMM - Space-Time Modulated Metasurfaces) peuvent réaliser des fonctions qui nécessitent actuellement des circuits actifs et/ou des composants magnétiques, telles que la formation programmable de faisceaux indépendants à différentes fréquences et un comportement non réciproque en transmission et réception. L’objectif de cette thèse de doctorat est d’explorer les capacités théoriques des STMM et démontrer expérimentalement leur intérêt dans les applications. Des modèles numériques reliant les champs diffusés par une STMM, excitée par une source externe, à ses paramètres homogénéisés seront développés. Des procédures d’optimisation conjointe des lois de modulation spatiale et temporelle permettront de contrôler à la fois les spectres spatiaux et fréquentiels des champs rayonnés, tant dans la zone de champ lointain que dans celle de champ proche. Des prototypes d’antennes électriquement larges seront conçus en utilisant des diodes p-i-n pour contrôler la réponse des éléments de la STMM avec une faible consommation de puissance, en s’appuyant sur l’expertise du laboratoire dans le domaine des surfaces électromagnétiques reconfigurables électroniquement. Les prototypes optimisés pour obtenir la formation des faisceaux à gain élevé à plusieurs fréquences et un rendement d’ouverture améliorée seront testées expérimentalement afin d’évaluer le potentiel de cette technologie pour les applications futures.

Profil du candidat : M.Sc. in Electronics/Telecommunication Engineering or Applied Physics