Offre de thèse (CIFRE) : Étude d’antennes à déphasage mécanique pour des applications spatiales

Contexte

Au sein de la Direction Technique Ingénierie de l’Avion et des Emports à Dassault, le service EMIR (ElectroMagnétisme et InfraRouge) a pour mission principale de conduire les études dans le domaine de la furtivité et du rayonnement. L’accès Internet à bord d’un avion d’affaire peut s’effectuer uniquement à l’aide de liaisons SATCOM. Afin d’établir la communication entre l’avion et le satellite, on emploie de préférence des antennes réseau à grand gain.

Description

Le projet proposé par l’Institute of Electronics and Telecommunications of Rennes (IETR), UMR CNRS 6164 et la société Dassault Aviation vise à proposer et étudier de nouvelles topologies de dépointage du faisceau par des méthodes mécaniques inspirées de l’optique géométrique. Les travaux seront menés en bande Ka (aux alentours de 20 GHz-30 GHz) et comportera trois grandes phases :

  • Phase 1 : Etat de l’art et sélection de la technologie antennaire,
  • Phase 2 : Conception, réalisation et validation de la technologie retenue,
  • Etape 3 : Réalisation et optimisation des performances d’un démonstrateur final.

Toutes les informations à propos de la formation et des compétences requises sont disponibles dans ce document.

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PhD offer: Novel antenna architectures for high speed wireless at 300 GHz

Context

A more efficient use of the available spectrum does not suffice to reach the bandwidths (BWs) of several tens of GHz required by future wireless systems. Thus, the use of the 275-350 GHz frequency range is the key to enable ultra-large BW wireless, owing to the following advantages: a) it has not yet been allocated; b) it presents atmospheric attenuation windows, which enable mid-range links and small cell deployment; c) the short wavelengths favor integration and packaging; and d) THz links are less susceptible than optical wireless to air turbulence and humidity, fog, smoke, and rain.

The main challenge in THz wireless communications consists in designing low-profile high-gain antennas efficiently coupled to continuous-wave THz sources at room temperature, to compensate for the propagation loss. Moreover, appropriate radiation patterns must be tailored for the antennas according to the needs of each THz wireless system.

The carrier in the transmitter will be generated using optical heterodyning by mixing two optical wavelengths on a photodiode, which presents an output electrical signal in the THz range, equal to the wavelength spacing of the two optical tones. This photonic approach is particularly convenient for communications due to its wide bandwidth, tunability and stability. It also allows one to stablish a direct bridge between 1.55μm data flows in optical fibers and THz radio.

Description

First, we will investigate the efficient radiation of the photocurrent generated in the photodetector, overcoming the impedance mismatch between antenna and photomixer. Second, appropriate radiation patterns must be tailored for the antennas in each THz wireless system. Hence, we will pursue photoconductive antenna arrays with agile radiation patterns.

The candidate must have worked at least 12 months outside France during the last 3 years, as required by Britany Region.

All information about candidate profile and required skills can be found in this document.

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PhD offer: Ultra-Low-Profile Electronically Steerable Transmitarray Antennas for SATCOM applications at Ka-band

Context

High gain electronically reconfigurable antennas with beam-steering, multi-beam, and beam-forming capability are required in a huge number of emerging applications for radar, sensing,
and communication systems (civil and military) typically ranging from C-band (4-8 GHz) to D-band (110-170 GHz). Classically composed of one or more radiating surfaces operating in
transmission mode and illuminated by one focal source or a focal array, transmitarrays (also called discrete lenses) are a recent cutting-edge antenna concept. Transmitarrays are realized using multilayer printed circuit technologies compatible with the integration of active devices (diodes, MEMS, NEMS, semi-conductors, etc.). These devices can be used to control the electromagnetic field on the array aperture. In this way, electronically reconfigurable antennas with beam-steering and beam-forming capability can be implemented.

Description

The PhD work, carried out in collaboration with the University of Rennes I, CEA-LETI and IETR (University of Rennes I), aims to make major innovation in modeling and design of transmitarray antennas for application in Ka-band (28 – 40 GHz); more specifically, it will address the development of numerical tools for the design of ultra-low-profile transmitarray, and the
design and demonstration of several transmitarrays with advanced functionalities, such as dual polarization, multi-beam and electronic reconfiguration.

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PhD offer: Millimeter-wave technologies for biomedical electromagnetics : multi-physics microdosimetry

Context

Millimeter-wave (MMW) technologies are increasingly used for various applications. In particular, they have been used for high data rate communications [> 5 Gb/s] and 60-GHz technologies are expected to be integrated in the near future in the next generation mobile systems. Besides, it was suggested that MMW can be used for a number of biomedical applications, including remote monitoring of wounds and non-invasive detection of glucose levels. Recently, our research team has demonstrated the possibility of selective focusing of heating in cutaneous and sub-
cutaneous layers by means of MMW for thermal treatments. This opens a door to new potential applications of MMW in the field of biomedical electromagnetics, including selective targeting of skin cancers.

Description

The main purpose of this PhD research project, available at the Institute of Electronics and Telecommunications of Rennes (IETR), UMR CNRS 6164 in a close collaboration with experts from the Institute for Research on Environmental and Occupational Health (IRSET), Rennes, France, is to analyze EM field and temperature distributions at cellular level in order to gain an insight into local micro- and submm-scale phenomena occurring during exposure of the human body to MMW.

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PhD offer: Modeling and characterization of high-speed interconnects (antennas and transmission lines) at millimeter waves for automotive applications

Context

APTIV is a high-technology company that integrates safer, greener and more connected solutions for the automotive and transportation sectors. To fulfill the needs of our R&D center located in Epernon, France, we are looking for a candidate to prepare a PhD thesis on high-speed transmissions at millimeter waves.

Description

You will be recruited for 3 years as a researcher / R&D engineer at the R&D center of APTIV Connection Systems and will prepare a PhD thesis in collaboration with the Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR). This research work will be carried out both at IETR, Rennes, France and at APTIV Connection Systems, Epernon, France.

With the support of our R&D teams, you may interact tightly with various manufacturers to develop experimental prototypes. This research work will contribute to the development of computer-aided design tools for high-speed transmissions and interconnects at millimeter-waves for automotive applications.

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PhD offer: Fast and Accurate Iterative Physical Optics Approach for the Modeling of Electrically Huge Platforms

Context

The Iterative Physical Optics (IPO) is a High Frequency method for the electromagnetic analysis, which is inherently parallelizable, thus providing an unrivaled fast tool for the description of large platforms, prediction of RCS, antenna siting, etc. Since based on Physical Optics approximation, though augmented by its iterative scheme, IPO is an approximate method that is not capable to accurately describe effects like edge/vertex diffraction or creeping waves (Fock’s currents).

Description

To enhance IPO accuracy, this PhD programs aims to combine it with an exact method, i.e., the Electric Field Integral Equation (EFIE), which is cast in a similar iterative algorithm through a Calderon preconditioning.

The candidate will be equally hosted by IETR (Institut d’Électronique et de Télécommunications de Rennes, France) and LEA (Applied Electromagnetic Laboratory, Siena, Italy), during the timeframe of the PhD program.

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The main supervisors of the candidate will be:

 

 

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Offre de thèse : Approches optique-hyperfréquences pour l’imagerie polarimétrique et la physique de la dépolarisation lumineuse

Contexte

L’imagerie polarimétrique est une technique d’imagerie non conventionnelle qui consiste à mesurer l’état de polarisation de la lumière rétro-diffusée par un objet en tout point de l’image et à analyser le comportement polarimétrique des objets imagés. Ce type d’imagerie trouve des applications de plus en plus nombreuses, par exemple pour la microscopie (diagnostic/suivi de l’évolution de pathologies par exemple), le contrôle non destructif dans l’industrie et l’imagerie active pour la défense. Les méthodes usuelles nécessitent d’acquérir et traiter de multiples images (signaux multidimensionnels) dont doivent être extraites a posteriori les propriétés polarimétriques recherchées.

Description

Cette thèse est à pourvoir à l’Institut FOTON, Université de Rennes 1, CNRS Équipe DOP – Campus de Beaulieu, Rennes (foton.cnrs.fr).

Toutes les informations à propos de la formation et des compétences requises sont disponibles dans ce document.

Contact

Julien FADE, Institut FOTON
julien.fade@univ-rennes1.fr
Tél. 02 23 23 52 15

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Offre de thèses : Télédétection pour la caractérisation et la quantification de pollution marine – étude de la complémentarité radar / optique

Contexte

Les données de télédétection aéroportées et/ou satellitaires sont communément utilisées pour détecter, caractériser et quantifier des produits déversés sur la surface océanique. De façon opérationnelle, l’imagerie radar est habituellement employée dans une première phase de détection de la nappe formée par le produit à large échelle ; l’imagerie optique vient ensuite pour caractériser (nature) et quantifier (volume, épaisseur de la nappe) le produit détecté.

De part les caractéristiques physiques différentes entre les signaux électromagnétiques et les réponses spectrales dans le domaine optique, les informations recueillies au sein de la nappe sont différentes et complémentaires. Typiquement, l’étendue de la surface océanique identifiée comme couverte par un produit apparaît très différente entre l’imagerie radar et l’imagerie optique.

Objectif

L’objectif de ce travail de thèse à pourvoir au Centre ONERA, sera d’explorer la synergie entre les modes d’imagerie optique et radar pour la caractérisation et la quantification de produits déversés sur la surface océanique. Il s’agira en particulier d’exploiter les propriétés physiques de signaux acquis dans des longueurs d’ondes différentes pour estimer au mieux les caractéristiques de la nappe de pollution : épaisseur, fraction d’aire, nature / famille de produit et discrimination entre substance d’origine anthropique et naturelle.

Description

Toutes les informations sont disponibles dans ce document.

Contact

Gabriel SORIANO (Institut Fresnel – Marseille), directeur de thèse
Tél. : 0491288924
gabriel.soriano@fresnel.fr

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PhD offer: Low profile and broadband antennas for high speed wireless at 300 GHz

Context

A more efficient use of available spectrum does not suffice to reach the ultra-large bandwidths (BWs) required by wireless systems beyond 5G, and the use of frequencies in the Terahertz (THz) gap is the key to enable ultra-large BW wireless. The frequency range between 275 and 350 GHz is particularly convenient, owing to the following advantages: a) it has not yet been allocated; b) it presents atmospheric attenuation windows, which enable mid-range links and small cell deployment; c) the short wavelengths favor the design of on-chip antennas, integration and packaging; and d) THz links are less susceptible than optical wireless to air turbulence and humidity, fog, smoke, and rain.

One of the challenges in THz wireless communications consists in designing low-profile high-gain antennas efficiently coupled to continuous-wave THz sources at room temperature, to compensate for the propagation loss. Moreover, appropriate radiation patterns must be tailored for the antennas in each THz wireless system. For instance, directive pencil beams will suffice for point-to-point links, whereas small cells will demand a multi-beam system with broader angular coverage.

Description

This PhD offer is available at the Institute of Electronics and Telecommunications of Rennes (IETR), France.
All information about objectives and required skills can be found in this document.

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Dr. David GONZALEZ OVEJERO, IETR
david.gonzalez-ovejero@univ-rennes1.fr
Dr. Mauro ETTORRE, IETR
mauro.ettorre@univ-rennes1.fr

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Offre de thèse : Nouvelles procédures pour la mesure rapide et robuste d’antennes en champ proche et lointain

Contexte

Pour répondre à des besoins toujours plus exigeants en termes de bande de fréquence et de fonctionnalités (reconfigurabilité, multifaisceaux), la complexité des structures rayonnantes a
considérablement augmenté ces dernières années. Par conséquent, leur caractérisation est devenue de plus en plus difficile et coûteuse. De plus, de manière générale les fréquences de fonctionnement des antennes augmentent ce qui contribue à accroître le temps de caractérisation et rend l’acquisition précise de la phase difficile.

Objectifs

Cette thèse, à pourvoir à l’Institut d’Electronique et des Télécommunications de Rennes (IETR – UMR CNRS 6164, Université de Rennes 1), a pour objectif de proposer des procédures de mesure d’antennes plus rapides et plus robustes que les techniques existantes. Une solution récente a été appliquée avec succès pour accélérer la caractérisation des antennes en champ lointain. Elle est basée sur la représentation parcimonieuse du champ lointain en harmoniques sphériques scalaires. Cette approche prometteuse devra être étendue pour caractériser rapidement les antennes mesurées en champ proche sphérique. Par ailleurs, les techniques de caractérisation des antennes à partir de mesures sans phase du champ électromagnétique sont à la fois plus robustes aux incertitudes en positionnement de la sonde de mesure et moins coûteuses. Les récents progrès effectués pour résoudre les problèmes de reconstruction de la phase seront transposés à la problématique de la caractérisation d’antennes pour développer une procédure robuste de mesure d’antennes.

Description

Toutes les informations sont disponibles :

Contact

Benjamin FUCHS (IETR), directeur de thèse
benjamin.fuchs@univ-rennes1.fr
Gwenn LE FUR (CNES), co-encadrant
these@cnes.fr

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