CDD Chercheur en systèmes rayonnants sub-térahertz (H/F)

Missions :
Une utilisation plus efficace du spectre ne suffira pas pour atteindre des débits de l'ordre de 100 Gbits/s, tels que requis par les réseaux du futur au-delà de la 5G, aussi connus sous le nom de « 6G ». Des fréquences porteuses très élevées, au-dessus de 100 GHz, sont donc à l'étude [1], [2]. Plus précisément, la bande 275-350 GHz (déjà standardisée par l'IEEE [1]) exploite une fenêtre de transmission atmosphérique avec une atténuation inférieure à 10 dB/Km [2] et couvre une bande passante totale (BW) qui permet d'atteindre des capacités énormes avec des modulations simples.

Malgré cette fenêtre de transmission atmosphérique, la compensation des pertes par espace libre à ces fréquences imposent l'emploi d'antennes à très fort gain. Les solutions actuelles, majoritairement quasi-optiques (lentilles, réflecteurs), reposent souvent sur des concepts conservateurs et quasi exclusivement passifs, donc non adaptatifs; de plus, ces concepts conduisent à des front-ends radio si volumineux que leur intégration sur plateformes mobiles ou mobilier urbain peut devenir impossible.

Ce projet ambitionne d’apporter une solution de rupture face à ces deux enjeux. Il vise à explorer le potentiel des antennes à métasurface (MTS), excitées par onde spatiale [3], onde de surface [4], ou une combinaison des deux, pour la réalisation de peaux intelligentes ultrafines. Dans les trois cas, le défi consiste à déterminer une modulation d’impédance équivalente permettant de convertir l’onde — qu’elle soit spatiale ou de surface — excitée par la source, en un diagramme de rayonnement cible.

Néanmoins, les versions à fort gain et à faible profil souffrent d’une limitation majeure : leur bande passante (BP) est réduite. Nous nous appuierons sur notre expérience antérieure en matière d’antennes à métasurface à large bande [5] pour surmonter cette contrainte. Afin de dépasser les limites physiques du produit gain-bande passante des antennes MTS à port unique, nous explorerons des ouvertures MTS à nombre limité de ports d’entrée, permettant également la détection de l’environnement électromagnétique.

[1] “IEEE standard for high data rate wireless multi-media networks--amendment 2: 100 Gb/s wireless switched point-to-point physical layer,” IEEE Std 802.15.3d-2017, 1-55 (2017).
[2] T. Nagatsuma, G. Ducournau, and C. Renaud, “Advances in terahertz communications accelerated by photonics” Nature Photon., 10, 371–379 (2016).
[3] T. Thuroczy, O. Koutsos, R. Sauleau and D. González-Ovejero, "Modeling and Design of a Folded Transmitarray Antenna on Quartz for Radiometric Applications," IEEE Int. Symp. Antennas Propag. USNC-URSI Radio Sci. Meeting (USNC-URSI), Portland, OR, USA, 2023, pp. 1577-1578,
[4] D. González-Ovejero et al., “Additive manufactured metal-only modulated metasurface antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., 66(11), 6106-6114 (2018).
[5] M. Faenzi, D. González-Ovejero, and S. Maci, “Wideband active region
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