PEPS 2016 : un appel à projets axé sur la miniaturisation, l'intégration et la caractérisation des systèmes antennaires

Mots-clefs associés (liste non exhaustive) :
antennes miniatures, intégration, efficacité de rayonnement, liaisons radio, environnement électromagnétique, calibration automatique, faible consommation, formateurs de faisceaux, reconfiguration de réseaux, antennes peaux, antennes réseaux, mesure non invasive, mesure SER, mesure par inter-corrélation.
 

Objectifs :

• Cet appel à projets a pour ambition de faire émerger des solutions innovantes en soutenant des initiatives dont la prise de risque ne permet pas un financement par les canaux habituels, mais qui laissent espérer de potentielles ruptures avec l’existant. 
   
• Les projets PEPS doivent mettre en œuvre de nouvelles méthodologies ou de nouveaux concepts susceptibles de conduire à des progrès significatifs.


• Les candidats devront montrer que le projet aura un impact significatif sur les verrous décrits dans le texte ci-dessous. Les projets présentant un caractère multidisciplinaire sont encouragés.

Modalités :

Cet appel à projets est ouvert jusqu’au 27 avril 2016 à 12 heures.

L’appel à projets s’adresse à tous les laboratoires français susceptibles de contribuer à la thématique, sans nécessiter un rattachement au CNRS. Si nécessaire, les projets peuvent être déposés par des consortiums de plusieurs laboratoires.

Les résultats seront communiqués pendant la dernière semaine de juin.

Les projets dureront au maximum 1 an et seront financés à hauteur de 20 k€ au maximum.

Le démarrage des projets pourra avoir lieu en novembre 2016. 

Pour tous les projets portés par des laboratoires associés au CNRS, les notifications de crédits seront effectuées par le CNRS. Pour les autres laboratoires une autre voie de financement sera utilisée.

Les livrables demandés aux bénéficiaires seront la fourniture d’un rapport (document papier) et la participation à une réunion globale de fin de projet organisée par le CNRS et la DGA, au cours de laquelle sera présenté l’ensemble des projets. 

En fonction des résultats obtenus, ces projets PEPS auront vocation à être prolongés par des projets de recherche soutenus par les dispositifs de la DGA destinés à la recherche amont (thèses DGA ou programme ASTRID à l’ANR par exemple). 

Mode de candidature :

Retrouvez le formulaire de candidature et tous les documents nécessaires pour déposer un projet.
Les candidatures devront impérativement être déposées sur l’outil SIGAP (système d’information et de gestion des appels à projets) - dans la liste des appels à projets, choisir l’appel PEPS-DGA.

Pour plus d’informations sur le fonctionnement du logiciel SIGAP, une aide en ligne est mise à disposition sur le site de la mission interdisciplinarité.

Besoin d'un renseignement ?
peps-dga@cnrs.fr

Xavier Truel et Philippe Pouliguen (DGA) 
Michel de Labachelerie et Stéphane Bila (CNRS - INSIS)

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Miniaturisation, intégration et caractérisation des systèmes antennaires

L’objectif de l’appel à projet est d’explorer de nouveaux concepts permettant d’améliorer significativement l’intégration et les performances des antennes miniatures et des réseaux antennaires. Trois verrous considérés comme prioritaires sont décrits dans ce document.

Verrou 1 : Formation du rayonnement des antennes miniatures

La réduction de la taille des antennes est contrainte par les lois de la physique plutôt que par les avancées technologiques et ne suit donc pas la miniaturisation de l’électronique. Les inconvénients majeurs des antennes miniatures (typiquement inférieures à λ/10) sont les dégradations de l’efficacité de rayonnement, de la directivité et de la bande passante. Les propriétés de directivité des antennes électriquement petites sont peu étudiées car il est admis que les premiers modes sphériques susceptibles d’être excités efficacement par ce type d’antenne sont de type omnidirectionnel. Contrôler le rayonnement de ces antennes peut être cependant très utile pour optimiser des liaisons radio, réaliser du filtrage spatial ou réduire l'impact environnemental électromagnétique. Les caractéristiques des antennes miniatures étant très fortement dépendantes des supports d’intégration ainsi que de l’environnement proche ; i l serait également pertinent de développer des antennes insensibles à l’environnement. La recherche de techniques d’adaptation, de contrôle, de calibration et de réglage automatique des antennes miniatures à leur contexte de fonctionnement est une voie à étudier pour faciliter leur intégration et maximiser leurs performances en rayonnement.

Domaines scientifiques de la DGA potentiellement concernés : OAR et NANO

Verrou 2 : Antennes réseaux directives sur un large secteur angulaire

Les problématiques et limitations majeures des réseaux antennaires sont les phénomènes de couplage entre les cellules, l’apparition de lobes de réseaux et de directions aveugles, une consommation importante, des pertes dans le circuit de commande, ainsi qu’une faible directivité aux fortes incidences.
Un premier axe d’investigation portera sur l’amélioration des performances des réseaux à large couverture angulaire (jusque et au-delà de 60°). Pour remédier à la faible directivité des antennes réseaux aux incidences élevées, une étude des potentialités des nouvelles architectures de formateurs de faisceaux (large bande, multi bande, simple ou double polarisation) pourra être menée en tirant profit des nouvelles technologies d’intégration (ex : PCB multicouche et SIW, technologies céramiques, impression 3D et métallisation d’objets complexes 3D). Les concepts à base de BFN quasi optique, qui sont intéressants en bande Ka et au-delà, pourront aussi être analysés. Les techniques permettant de reconfigurer les caractéristiques des grands réseaux doivent être aussi étudiées (ex : matériaux agiles, intégration de composants à l’état solide, commande optique), au même titre que les techniques de dépointage fréquentiel. 
Un second axe d’étude s’intéressera à l’intégration sur le porteur. Pour des raisons liées à la masse, à la taille, à la consommation, à l’intégration, au nombre d’antennes, à la redondance nécessaire pour certaines fonctions, il est nécessaire d’optimiser l’architecture et la géométrie de l’antenne pour la rendre polyvalente. Dans ce contexte, l’apport potentiel des nouveaux concepts d’antennes peau s’intégrant parfaitement à la surface du porteur à l’aide de technologies spécifiques (ex : métasurfaces, réseaux transmetteurs, surfaces sélectives en fréquence), ou d’antennes réseaux à très faible profil, pourra être analysé. 

Domaines scientifiques de la DGA potentiellement concernés : OAR, NANO et MCE

Verrou 3 : Techniques de mesures non invasives et méthodes de compensation de l’environnement de mesure

Le caractère miniature des antennes se traduit notamment par de probables fortes perturbations de leurs propriétés électriques et de rayonnement par les techniques de mesure standards utilisant un câble coaxial d’excitation. L’analyse et la modélisation de ces perturbations constituent une activité de recherche peu développée. Elle pourrait cependant aboutir à la maîtrise de ces perturbations et permettre de les compenser pour retrouver les performances intrinsèques à l’antenne.
Le développement de techniques de mesure non invasives est d’un intérêt majeur pour la caractérisation d’antennes électriquement petites. La mesure en Surface Equivalente Radar (SER) constitue une voie ambitieuse avec de nombreux points durs à résoudre au niveau de la méthode et de l’instrumentation. La procédure nécessite de mesurer la SER d’une antenne pour plusieurs configurations de charge de manière à accéder aux modes de structure et de rayonnement de l’antenne. Un effort important reste à effectuer pour établir une relation entre les modes de structure et de rayonnement et les principales caractéristiques de l’antenne sous test (gain, efficacité, niveau de polarisation croisée, ROS, impédance, etc.).
L’emploi des cavités ou chambres réverbérantes représente une rupture technologique potentielle notamment sous l’angle des techniques de retournement temporel et d’inter-corrélation de bruit qui permettraient d’établir de nouveaux standards de mesure. Des travaux ont déjà été initiés sous l’approche du retournement temporel mais pas sous l’approche de l’inter-corrélation de bruit (qui a fait ses preuves dans le domaine des ondes sismiques). Le principe d’inter-corrélation repose sur le fait qu’à partir de la corrélation du champ reçu sur deux antennes, on peut retrouver la réponse impulsionnelle entre les deux antennes réceptrices. De nombreuses questions se posent tant d’un point de vue applicatif (expérimentation, extraction du signal de l’objet sous test, etc.) que d’un point de vue théorique (convergence et fluctuations de la fonction de corrélation dans le cas d’un milieu diffusant mais d’un faible nombre de sources).

Domaines scientifiques de la DGA potentiellement concernés : OAR et I2R