1-ANTENNES, COMPOSANTS ET CIRCUITS POUR SYSTÈMES ET RÉSEAUX DE TÉLÉCOMMUNICATIONS

• Cet axe de recherche concerne l’analyse et la conception d’antennes, de composants et de circuits passifs et actifs micro-ondes. Selon le domaine d’utilisation, ces dispositifs peuvent être réalisés soit en technologie guide d’ondes soit en technologie planaire.
• Cette étude nécessite la modélisation électromagnétique de ces dispositifs par des méthodes numériques rigoureuses (MoM, MEF, MDF, méthode concept d’ondes,…).
• Parmi les composants rencontrés en particulier dans les liaisons entre grandes antennes (technologie guide d’ondes), on trouve les polariseurs et les filtres. La conception de ces composants nécessite l’étude des discontinuités entre parois métalliques.
• En technologie planaire, les antennes conventionnelles sont remplacées par les antennes imprimées en raison de leurs faible poids et des perspectives techniques qu’elles ouvrent : balayage électronique, contrôle et commande d’alimentation, possibilités de fonctions multiples.
• Les applications potentielles sont nombreuses en télécommunications.
  Cette technologie imprimée est pratiquement indispensable lorsque les antennes doivent être de très faibles dimensions. De plus, elle permet une intégration facile des antennes avec diverses structures.
• Les recherches de base de l’équipe portent sur l’élément rayonnant, sa polarisation et son alimentation. Elles sont élargies au couplage entre éléments. Elles s’orientent vers l’introduction de composants et circuits passifs et actifs pour réaliser des antennes intégrées.
• L’étude des antennes pour terminaux mobiles suivant plusieurs standards de télécommunications constitue un de nos principaux objectifs. Des études sous logiciels de simulation sont effectués.
• Récemment, des recherches ont été orientées vers des matériaux artificiels nouveaux appelés méta-matériaux qui présentent des propriétés nouvelles, d’où de nouvelles applications dans le domaine des microondes et antennes.

2 - ANTENNES RECONFIGURABLES, SYSTÈMES DE DÉTECTION ET D'IMAGERIE MICROONDE

Cette recherche consiste à développer, optimiser, concevoir et réaliser de nouveaux systèmes antennaires en technologie imprimée, différents dans leurs principes de fonctionnement, capables de satisfaire aux exigences et besoins imposés par les utilisateurs et selon des cahiers des charges précis.

• Les études de recherches sont développées aussi selon les axes suivants :
• La mise en réseau d’antennes et son optimisation permet de générer différentes fonctions, grâce à une commande d’alimentation adaptée (balayage, détection, ...).
  1. Réseaux d’antennes sur structures planes ou conformées.
  2. Système d’alimentation à composants passifs ou actifs.
  3. Antennes imprimées (intelligentes) pour Identification Radio Fréquence RFID UHF.

• Parallèlement à ces axes, cette équipe développe de nouveaux thèmes en rapport avec l’intégration des nouvelles technologies des matériaux, de la miniaturisation et de l’ultra large bande.
• Ces technologies sont destinées à la conception de nouveaux systèmes de télécommunications et d’imagerie micro-ondes et millimétrique.
• Les nouveaux thèmes développés sont : 
  1. Développement d’outils de détection et de localisation d’objets par imagerie micro-ondes.
  2. Conception et réalisation d’un système pour imagerie médicale.
  3. Conception d’antennes (UWB) en technologie imprimée pour communications haut débit.
  4. Antennes à base de nouveaux matériaux (méta-matériaux innovants).
  5. Re-configurabilité (MEMS, composants et circuits microélectroniques RF).

3-PHOTONIQUE ET RESEAUX OPTIQUES DE TELECOMMUNICATIONS

Les recherches de cette équipe sont dirigées vers des études prospectives dans le domaine de la photonique, afin de les appliquer aux systèmes et réseaux de communications optiques, selon plusieurs axes et thèmes :

• Etudier de nouveaux systèmes de transmission optique haut débit intégrant des composants photoniques de nouvelle génération.
• Etudier l’impact du phénomène de la dispersion dans les fibres standard en fonction des paramètres réseau (code, débit, nombre d’utilisateurs).
• Etude et compensation de la dispersion chromatique.
• Etude de faisabilité d’un multiplexeur utilisant un filtre à réseau de Bragg.
• Simulation d’une chaine de transmission numérique haut débit avec prise en compte des phénomènes de dispersion, d’atténuation et des effets non linéaires.
• Conception d’un dispositif expérimental qui permet de produire la polarisation désirée, notamment radiale, à l’extrémité d’une fibre.
• Validation : Vers la réalisation d’un compensateur à base de réseau de Bragg.
• Etude des performances du réseau OCDMA.
• Etude sur les fibres à cristaux photoniques.
• Mise en œuvre de méthodes de simulation numérique permettant la modélisation de la propagation de la lumière dans les fibres à cristaux photoniques.
• Conception d’une fibre à cristal photonique à compensation de dispersion chromatique.

4-TRAITEMENT NUMERIQUE POUR COMMUNICATIONS ET RESEAUX SANS FIL.

Notre objectif est l’étude de nouveaux systèmes de communications sans fil (à base d’antennes intelligentes, MIMO, CDMA, OFDM, UWB, Codage) permettant d'augmenter considérablement les débits et d'améliorer la qualité de service et de transmission.

• Cette recherche est développée selon les objectifs et axes les plus importants suivants :
• Notre domaine de recherche couvre toutes les applications de communications sans fil haut débit (réseaux cellulaires, réseaux locaux, réseaux personnels et domotiques, télévision numérique, intra-véhicule, transmissions par satellite, etc.).
  1. Modélisation des canaux de transmission de communications sans fil (intra-bâtiment, radio-mobile, satellite, etc.).
  2. Proposer de nouvelles techniques de transmission permettant de satisfaire toujours au mieux les contraintes d’efficacité spectrale liées à la pénurie du spectre en fréquence et au nombre toujours croissant d’utilisateurs.
  3. Rechercher pour les futurs réseaux radio-mobiles (sans fil), une combinaison optimale des techniques de modulation à porteuses multiples OFDM et MC-CDMA, des techniques d’accès multiples CDMA et des techniques d’entrées/ sorties multiples MIMO.
  4. Augmenter le débit de transmission et exploiter la diversité offerte par les systèmes MIMO.
  5. Etude, exploitation et optimisation des associations MIMO-OFDM et MIMO-CDMA.
  6. Etude, exploitation et optimisation des associations MIMO-MC-CDMA et MIMO-OFDM-CDMA.
  7. Prototypage et réalisation de plates formes logiciel pour l’évaluation des performances des chaines MIMO-OFDM, MIMO-CDMA et MIMO-OFDM-CDMA dans un contexte réel.
  8. Proposition et conception d’une architecture matérielle optimale de toute la chaine de communication (émetteur-canal-récepteur) dans un contexte réel.
  9. Parvenir aux différents besoins et exigences des utilisateurs avec une meilleure qualité de communication et de service.

5-RESEAUX ET SERVICES DE TELECOMMUNICATIONS ET OUTILS ASSOCIES

Les technologies des réseaux sont engagées dans une quête sans fin de haut débit, couplé à un besoin constant d'amélioration de la qualité de transmission et de service. Ces objectifs sont partagés par toute l'industrie des télécommunications.

• Le passage de la théorie vers l’industrialisation passe par des étapes de validation et notamment le prototypage logiciel et matériel. Cette étape est indispensable au transfert de ces techniques dans le monde industriel.
• C’est dans cette optique que nous développons cette recherche, axée sur :
• Développer un middleware (logiciel de communication) sensible au contexte pour les environnements mobiles permettant la distribution des données du contexte et exploitant les solutions innovantes ci-dessous :
  1. Architecture arborescente hiérarchique.
  2. Communications en modes hétérogènes sans fil : plusieurs technologies sans fil, comme Wifi et BT, permettent une communication ad-hoc directe entre des appareils.
  3. Adaptabilité.

• Une radio cognitive est considérée comme un agent intelligent capable de s’adapter à son contexte opérationnel pour :
• Gestion intelligente de spectre et routage dans un contexte cognitif MIMO radio par apprentissage.
• Autres objectifs :
  1. Détecter et choisir les bandes de fréquences nécessaires pour fournir le service requis par l’utilisateur.
  2. Adapter dynamiquement le service et/ou l’environnement sans fil aux perturbations qui peuvent surgir sur les bandes de fréquences utilisées.
  3. Généraliser l’approche retenue dans un contexte multi-antennes (MIMO).
• Détection et adaptation des bandes libres dans un contexte cognitif MIMO radio.
  1. Respecter le cadre de régulation contrôlant l’accès au spectre.
  2. Assurer une gestion optimisée des ressources disponibles.
• Pour la gestion intelligente et le routage des ressources radios, différentes techniques d’apprentissage sont envisagées.

6-CIRCUITS, SYSTEMES ET DISPOSITIFS DE TELECOMMUNICATIONS

L’équipe propose une recherche orientée vers les méthodes de CAO des composants et des circuits dans les domaines RF et micro-ondes par l’utilisation de méthodes numériques rigoureuses (MEF, MDF, MoM ,TLM).

• Ces composants et ces circuits trouvent leurs applications dans les secteurs de télécommunications, d’électronique et d’électronique biomédicale.
• Les principales activités de cette équipe sont axées sur :
  1. CAO RF et micro-onde dans le domaine des Télécommunications pour :
  2. Analyse de lignes microruban micro-usinées blindées (SMM) pour la conception de diviseurs de Wilkinson et de coupleurs de proximité (80 GHz).
     Analyse de lignes microruban pour la conception et la réalisation de filtres planaires (passe-bande, stop-bande), de structures résonantes et de coupleurs asymétriques.
  3. Analyse de lignes coaxiales pour la conception et la réalisation de coupleurs branchline de type MEMS (au-delà de 40 GHz).
     Méta-matériaux.
  4. Recherche d’expressions analytiques des paramètres des lignes de transmission : simples et multifilaires.
  5. Conception et simulation de circuits micro-ondes pour des applications faibles et hautes puissances en utilisant un modèle basé sur la méthode TLM.
  6. C.A.O RF et micro-onde dans le domaine biomédical (IRM) pour la conception et la réalisation pratique de sondes IRM à partir des résonateurs suivants :
     • Résonateur TEM en forme de cage d’oiseau (TEM, BCR).
     • Résonateur à bandes symétriques à section transversale circulaire (STR) et elliptique (SER).
     • Résonateur en anneau fendu blindé (SRRR).

Dans le future proche, cette équipe souhaite réaliser en pratique tous les composants et les circuits qu’elle a analysé et conçu par simulation et qui ont fait l’objet d’un grand nombre de publications internationales. Aussi elle souhaite devenir un pôle de référence dans le domaine de CAO RF et micro-ondes.