Academic literature on the topic 'Réseaux micro-ondes'

L'étude des événements pluvieux intenses et de leur impact hydrologique nécessite de disposer de données de pluie précises à des résolutions spatio-temporelles que ne permettent pas les densités actuelles des réseaux météorologiques des pays en voie de développement. L'expansion des réseaux de téléphonie mobile et l'estimation de la pluie à partir de tels réseaux offrent la possibilité de combler ce déficit. Cet article présente le principe, les défis et les avantages de cette technique pour de nombreuses applications. Des résultats concrets à partir de données de liens micro-ondes commerciaux obtenues en Afrique illustrent le propos. The study of intense rainfall events and their hydrological impact requires accurate rainfall estimation with fine space-time resolution. The current density of meteorological networks in developing countries is inadequate for these needs. This gap could be filled based on a new and promising rainfall estimation technique which exploits the mobile phone networks which are currently expanding worldwide. This article introduces the principle, discuss the challenges and advantages of rainfall measurement from mobile telecommunication networks. Some examples from commercial microwave link data obtained in Africa illustrate the technique.

Les réseaux d’alimentation d’antennes multifaisceaux sont un sous-système particulièrement important dans la mesure où ils permettent de réutiliser une même ouverture rayonnante pour l’ensemble des faisceaux à produire. Ces solutions trouvent naturellement application dans le spatial, l’espace disponible pour aménager des antennes étant fortement contraint sur les satellites. Plusieurs solutions de réseaux d’alimentation sont disponibles dans la littérature, incluant des structures quasi-optique ou lentilles et des structures guidées. Nous avons approfondie cette deuxième catégorie en étudiant différentes solutions, incluant les matrices de Blass, de Butler, de Nolen, ainsi que des structures à lois de phase uniformes. En particulier, un mode de dimensionnement des matrices de Nolen, défini comme un cas particulier asymptotique d’un algorithme de dimensionnement de matrices de Blass, a été proposé et validé expérimentalement en bande S. La flexibilité du dimensionnement des matrices de Nolen proposé a été exploitée pour concevoir une matrice à distribution d’amplitude non-uniforme, afin de réduire le niveau des lobes secondaires. Enfin, le caractère dispersif d’une alimentation en série a été utilisé pour rendre le pointage angulaire du faisceau produit par une antenne réseau linéaire indépendant de la fréquence de fonctionnement et pourrait être étendu à des matrices de Blass et Nolen. Des structures à lois de phase uniformes et à distribution d’amplitudes uniforme et gaussienne ont été approfondies, afin de mettre en évidence notamment le niveau de pertes intrinsèques. La structure à distribution d’amplitude gaussienne a été modifiée pour l’adapter à des applications d’antennes réseaux circulaires. L’ensemble des informations regroupées dans ce mémoire permet d’identifier la topologie de réseau d’alimentation la mieux adaptée à une application donnée. Une combinaison de différents concepts peut s’avérer une bonne solution dans certains cas
Beam forming networks for multiple beam antennas are a very important antenna sub-system as they enable to reuse the same radiating aperture to produce all the beams. These solutions naturally find application in space as stringent accommodation constraints on board of satellites ask for space saving. Several concepts are available in the literature, including quasi-optic solutions and guided wave solutions. We investigated on this second category, including namely Blass, Butler and Nolen matrices as well as beam forming networks producing uniform phase distribution. In particular, we proposed a designed method, defined as an asymptotic singular case of a more general Blass matrix design procedure. Experimental validation was carried out with a specific design in S-band. Flexibility on the design of Nolen matrix has been used to generate non-uniform amplitude distribution to reduce side-lobe level. Also, natural phase dispersion of a serial feeding network has been used to produce frequency independent beam pointing linear arrays with potential application to Blass and Nolen matrices. Beam forming networks with uniform phase distribution associated to uniform and Gaussian amplitude distributions were also investigated, in particular to highlight the level of the intrinsic losses. The structure with Gaussian amplitude distribution was also modified to be adapted to circular array antennas. All this information should help to identify the best suited beam forming network concept for a given application. In some particular cases, a combination of different concepts can even be considered

Dans cette thèse, nous avons contribué au développement de capteurs bolométriques terahertz (THz) basés sur le cuprate YBaCuO semiconducteur amorphe et l’YBaCuO supraconducteur (bolomètres à électrons chauds), et plus particulièrement sur les aspects modélisation. Pour ce qui est des bolomètres semiconducteurs (à grande résistance d’accès), nous avons centré notre recherche sur des antennes large bande présentant une impédance d’entrée la plus élevée possible. Dans le cas des bolomètres supraconducteurs, nous avons travaillé sur des antennes ultra large bande (de 1 THz à 7 THz, typiquement). Nous avons en particulier examiné et simulé, par élément finis, plusieurs nouveaux concepts d’antenne. Nous avons ensuite réalisé des maquettes microondes à grande échelle, dont les tests en chambre anéchoïque ont permis de valider les simulations. Enfin, nous avons procédé à des analyses thermiques, afin d’accéder au coefficient de couplage entre pixels bolométriques pour diverses géométries.

La polymerisation sous micro-ondes de resines polyurethannes et epoxydes est decrite. La formulation de ces prepolymeres a ete choisie de facon eviter les reactions croisees entre leurs constituants respectifs en vue de la preparation ulterieure de structures polymeres enchevetrees par reticulation simultanee des deux resines de base. La resine polyurethanne associe un prepolymere diisocyanate et un melange de polyols de fonctionnalite moyenne superieure a 2, et le prepolymere epoxyde une resine epoxyde de type d. G. E. B. A. Et un durcisseur a mecanisme d'action cationique, soit le complexe du trifluorure de bore avec la monoethylamine (bf#3. Mea). Une etude parametrique complete de la reticulation sous micro-ondes de chacune des resines initiales epoxyde ou polyurethanne prenant en compte la puissance et le mode d'emission du rayonnement electromagnetique d'une part, et la formulation des deux prepolymeres d'autre part, a ete realisee. A l'issue de cette etude des conditions experimentales conduisant a une optimisation de la reaction de reticulation ont ete degagees. Des melanges en proportions variables des deux resines de base a formulation adaptee ont ensuite ete irradies a des puissances electriques permettant l'activation de la reticulation de la resine polyurethanne seule, le declenchement de la reticulation de la resine epoxyde se produisant sous l'action conjuguee du chauffage micro-onde et de l'exothermie chimique de la condensation du prepolymere polyurethanne. Le recours a diverses puissances permet d'optimiser l'elaboration des reseaux interpenetres en ajustant les vitesses de reticulation respectives des deux resines, comme le montrent des mesures de module d'elasticite

Ce mémoire présente l’étude du transport électronique directionnel, induit par des radiations micro-ondes polarisées linéairement, dans des microstructures artificielles asymétriques à base de semiconducteurs. Les échantillons utilisés sont des gaz d’électrons 2D de haute mobilité basés sur des hétérojonctions AlGaAs/GaAs. Des réseaux d’antipoints semi-circulaires ont été fabriqués sur ces échantillons pour en contrôler les propriétés de transport. Nous avons mis en évidence ce phénomène de transport directionnel se traduisant par l’apparition d’une tension électrique continue (2–20 mV) dans le réseau d’antipoints asymétrique lors de l’application de micro-ondes de fréquence 33–75 GHz. Nous avons montré qu’il est possible de changer la direction de ce transport en changeant la direction de la polarisation linéaire. En outre, l’effet dépend linéairement de la puissance des micro-ondes, il disparaît à la température de l’azote liquide lorsque le libre parcours moyen devient comparable à la distance entre les antipoints. Finalement, il est supprimé par l’application d’un champ magnétique relativement faible (0. 2 T). Les mesures dans des réseaux d’antipoints circulaires (symétriques) ont montré l’absence de cet effet ratchet. Les comparaisons aux prédictions théoriques récentes sur ce sujet montrent un bon accord entre la théorie et l’expérience. Cette investigation expérimentale offre des perspectives d’applications industrielles : les structures étudiées dans ce mémoire peuvent être utilisées pour fabriquer des micro-générateurs de courants et des nouveaux détecteurs de radiations électromagnétiques sensibles à la polarisation et ayant une réponse linéaire à la puissance
In this thesis we present the study of directed electron transport, induced by linear-polarized microwave radiations, in artificial asymmetric microstructures based on semiconductors. The samples used are high mobility two-dimensional electron gases based on AlGaAs/GaAs heterojunctions. Lattices of semicircular-shaped antidots were fabricated on these samples in order to control the transport properties. We clearly observed directed transport phenomenon which results in the appearance of a dc-voltage (2–20 mV) in the asymmetric antidot lattice under irradiation with microwaves of frequency 33–75 GHz. We demonstrated that it is possible to change the direction of the transport by changing the direction of the linear polarization. Moreover, the effect depends linearly on the microwave power; it disappears at liquid nitrogen temperature when the electron mean free path becomes comparable to the distance between antidots. Finally, it is suppressed by the application of a relatively low magnetic field (0. 2 T). The measurements in lattices of circular (symmetric) antidots demonstrated the absence of this “ratchet” effect in this case. The qualitative and quantitative comparisons to recent theoretical predictions show a good agreement between theory and experiment. This experimental investigation offers perspectives for industrial applications: the structures studied in this thesis can be used to fabricate new micro-scale current generators and new electromagnetic radiation detectors sensitive to polarization and having a linear response to the microwave power

Les avancées technologiques poussent l'industrie des télécommunications à fournir la capacité et la qualité nécessaire pour satisfaire la demande croissante de services sans fil à haut débit. De plus, avec les progrès des technologies d'accès, le goulot d'étranglement des réseaux cellulaires se déplace progressivement de l'interface radio vers le backhaul -- la partie de l'infrastructure du réseau qui fournit l'interconnexion entre les réseaux d'accès et de coeur. Aussi, la possibilité de déployer rapidement des liens radio micro-ondes efficaces est essentielle pour apporter des solutions crédibles au problème de l'engorgement des réseaux backhaul. Toutefois, les solutions de backhaul disponibles avec cette technologie ont reçu peu d'attention de la communauté scientifique. Pourtant, la croissance des réseaux backhaul et l'augmentation de leur complexité posent de nombreux problèmes d'optimisation très intéressants. En effet, contrairement aux réseaux filaires, la capacité d'un lien radio micro-ondes est sujette à variation, soit due à des facteurs extérieurs (météo), soit par l'action de l'opérateur. Cette différence fondamentale soulève une variété de nouvelles questions qui doivent être abordées de façon appropriée. Il faut donc concevoir des méthodes adéquates pour l'optimisation des réseaux backhaul. Dans cette thèse, nous étudions les problèmes d'optimisation de réseaux liés à la conception et la configuration des liaisons terrestres sans fil à micro-ondes. Nous nous intéressons en particulier à la classe des problèmes de multiflot de coût minimum avec des fonctions de coût en escalier sur les liens du réseau. Ces problèmes sont parmi les problèmes d'optimisation combinatoire les plus importants et les plus difficiles dans l'optimisation des réseaux, et il n'est généralement possible de les résoudre que de façon approchée. Nous introduisons des modèles mathématiques pour certains de ces problèmes et présentons des approches de solution basées essentiellement sur la programmation entière mixte, la programmation sous contraintes probabilistes, des techniques de relaxation, des méthodes de coupe, ainsi que des méta-heuristiques hybrides. Ces travaux ont été effectués en collaboration avec la PME~3Roam, et partiellement dans le cadre du projet RAISOM (Réseaux de Collecte IP sans fil optimisés) entre le projet Mascotte et les PMEs 3Roam et Avisto. Cette thèse a été développée en co-tutelle entre l'Université de Nice-Sophia Antipolis et l'Université Federale du Ceará.

La plupart des cellules de caractérisation microondes n’ont pas de solution analytique. D’autre part, la mise ne œuvre d’un modèle numérique dans une procédure itérative peut conduire à des temps d’inversion prohibitifs. Une solution est alors d’utiliser un modèle inverse construit au moyen d’une base de données. La méthode adoptée dans ce travail est basée sur la combinaison de la méthode des éléments finis (MEF) et des réseaux de neurones (RN). La MEF permet de créer les bases de données nécessaires. Une procédure d’optimisation des bases de données a également été élaborée. Cette méthode d'inversion a été appliquée à la caractérisation large bande de matériaux diélectriques et à la détermination des constituants d'un fluide pétrolier

Ces dernières années, les systèmes de communication sans fil ont progressé très rapidement. Ils continuent d'évoluer et sont devenus de plus en plus petits tout en intégrant de plus en plus de fonctions. Cette miniarisation devient un point important dans la conception de fonctions radiofréquences telles que les amplificateurs, les baluns, les antennes et les filtres. C'est dans ce cadre que nous nous sommes intéressés à la réalisation de filtres et d'antennes miniatures dans la gamme des radiofréquences pour les systèmes de télécommunication et les réseaux sans fil. Les travaux présentés dans ce mémoire s'organisent autour de deux axes. Le premier concerne l'étude et la réalisation de filtres avec la technologie multicouche à notre disposition. Cette dernière offre la possibilité d'intégrer des éléments passifs tels que des inductances, des capacités, des résistances et des lignes de transmission. L'étude est orientée vers des filtres planaires constitués d'éléments localisés, distribués ou de lignes couplées. Les investigations concernent la possibilité d'intégration de la fonction de filtrage sur la technologie multicouche pour les systèmes sans fil et le comportement de la technologie autour de 26GHz. Plusieurs simulations electromagnétiques sont menées sur des filtres Comblines en structure coplanaire. Quelques prototypes sont réalisés pour valider les résultats obtenus et calibrer le simulateur électromagnétiques HFSS. Enfin, une analyse, basée sur des simulations, est faite pour obtenir des filtres accordables ou reconfigurables à base d'iodes Varicap ou de diodes PIN. Le second thème concerne l'étude, la réalisation et la caractérisation d'antennes miniatures avec la technologie multicouche pour les réseaux sans fil. Quelques généralités surles conditions de mesures et les principales grandeurs caractéristiques d'une antenne sont introduites. Le travail porte sur l'études d'antennes à méandres fonctionnant entre 1 et 5GHz. Un modèle analytique paramétré par les dimensions géométriques de l'antenne est établi avec l'utilisation de plans d'expériances. De plus, une étude et la validation d'une antenne à méandres bibandes sont réalisées pour couvrir le standard WLAN. Enfin, des simulatioins éléctromagnétiques sur des antennes patches ont permis de regarder les possibilités qu'offre la technologie multicouche à des fréquences plus élevées (26GHz et 77GHz)
Wireless communications have progressed very rapidly in recent years, and many systems are becoming smaller and smaller. The miniaturization requirement is important, so the amplifiers, baluns, antennas and filters must have their dimensions reduced accordingly. It is within this context that we are interested in the realization of filters and miniature antennas in the range of radio frequencies for telecommunications systemes and wireless networks. The works presented in this thesis goes in two directions. The first concerns the study and realization of filters with the available multilayer technology. It offers the possibility to integrate passive components such as inductors, capacitors, resistors and transmission lines. The study is performed on planar filters with lumped elements, distributed elements or coupled lines. The investigations concern the possibility of integrating filtering function on the multilayer technology for wireless systems and the study of the behavior of the technology around 26GHz. Several electromagnetic (EM) simulations are performed on combline filters with a coplanar structure. Some prototypes are realized in order to validate the results and calibrate the HFSS EM simulator. Finally, an analysis based on simulatons is performed to obtain reconfigurable filters with Varicap or PIN diodes. The second part covers the design, realization and characterization of miniature antennas with multilayer technology for wireless networks. Some generalities on the measurement conditions and main characteristics of antenna are introduced. The study focuses on the meander line antenna operating between 1GHz and 5GHz. An analytical model set by the antenna geometrical parameters is established with the use of design of experiment method. In addition, a study and validation of a dual band meander line antenna are performed in order to cover the WLAN standard. Finally, EM simulations on the antenna patches are performed in order to look at the possibilities offered by multilayer technology at higher frequencies

Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, l’étude du cycle de l’eau et de l’énergie dans l’atmosphère est devenue primordiale. Dans le contexte de la mission Megha-Tropiques dédiée l’analyse de l’atmosphère tropicale, l’estimation du taux précipitant à la surface est une problématique essentielle. L’utilisation des données radiométriques MO pour l’estimation du taux précipitant à la surface terrestre, nécessite la mise en œuvre de méthodologies complexes qui reposent sur le problème inverse. Les travaux présentés dans cette thèse s’intéressent à l’algorithme de restitution des précipitations instantanées BRAIN de la mission MT. Son principe de fonctionnement repose sur une approche probabiliste baysienne qui nécessite la construction préalable d’une base de données dite d’inversion et à partir de laquelle le taux précipitant le plus probable pour un vecteur de températures de brillance donnée est estimé. L’objectif de cette étude était d’aporter des améliorations à cet algorithme en intervenant sur deux aspects fondamentaux qui sont : la détection des régions a priori pluvieuses en amont de l’estimation et de l’influence de la base de données et des paramètres d’inversions sur les produits restitués. Afin d’améliorer ces deux aspects, une nouvelle approche de discrimination des zones de pluie utilisant des réseaux de neurones a été mise en place au cours de cette thèse et sera implémentée dans la prochaine version opérationnelle de BRAIN. Une méthode de réduction de la base d’investigation a également été mise en œuvre afin de contraindre sa représentativité et donc la qualité des estimations réalisées
Within the framework of the global warming, the analysis of water and energy budget is of major importance. Considering the Megha-Tropiques (MT) mission whose one of the scientific objectives is to improve the knowledge of water and energy cycle in the intertropical region, the estimation of instantaneous surface rainfall is of the great importance. My PhD work focuses on the optimization of a multi-region, the estimation of instantaneous surface rainfall is of great importance. My PhD work focuses on the optimization of a multi-plateform Bayesian retrieval algorithm called BRAIN (Bayesian Retrieval Algorithm Including Neural Networks) (Viltard et al. , 2006) used for MT. This algorithm uses passive microwave data from satellites such as TRMM, SSM/I and AQUA. It uses a Bayesian Monte Carlo approach to retrieve several atmospheric parameters such as the instantaneous rainfall rate. In order to get a more accurate rainfall restitution, two research axes were investigated : the detection of a priori rainy areas that takes place before the rainfall estimation itself, and the impact of the database and inversion parameters. First, the database on which the algorithm relies needs to be more representative especially as far as high rain rates are concerned. To improve the representativeness of the inversion database, we need first to eliminate repetitive profiles, that is to say extract prototypes from it. To be made, we use Self Organizing Maps SO%s developed by T. Kohonen (2001). Second, the improvement of the rainy-non-rainy pixels classification before the inversion was made using neural networks

Grâce aux progrès récents effectués dans la conception de réseaux intelligents et dans les techniques de miniaturisation des objets communicants, les réseaux sans fil à proximité ou centrés sur la personne concentrent aujourd'hui toutes les attentions grâce à leur large éventail d'applications (sportives, médicales, militaires, etc. ). Cet intérêt croissant pour les applications BAN (Body Area Networks) et PAN (Personal Area Networks) se traduit aujourd'hui par l'apparition de capteurs sur textiles facilitant l'intégration de ces dispositifs sur le corps et limitant ainsi l'encombrement sur ce dernier, mais aussi par la nécessité de développer des solutions capables d'assurer un débit de transmissions sans fils très élevé (vidéos HD). Ces travaux de thèse ont deux objectifs principaux. Le premier consiste à développer des antennes sur textiles pour lesquelles une attention particulière est accordée sur l'interaction avec le corps de l'utilisateur. L'influence du corps humain est primordiale dans l'évaluation de l'efficacité des capteurs et des performances globales du système. Le second consiste à développer un réseau corporels en bande millimétrique (57-64 GHz) permettant de réduire significativement la taille des capteurs, d'augmenter les niveaux d'interférence et de sécurité, et enfin, d'atteindre des débits de transmission sans précédent en comparaison avec les réseaux existant en plus basse fréquence
Recent progress in miniaturization of communicating devices and design of smart networks has triggered increased interest to body area networks (BAN) having a very strong potential for near future applications including military, personal healthcare, sport, space, entertainment, smart home, etc. This increasing attention to BAN and PAN (Personal Area Networks) applications has led to the development of textile sensors that can be easily integrated into clothes and to the buildup of high-data-rate wireless devices. The PhD thesis project has two main objectives. First, several microwave textile antennas have been optimized and fabricated to evaluate the interaction with the human body. The impact of the human body on the antenna performance is of great importance since it can directly impact the efficiency of on-body devices and global performances of the system. The power absorption in the body was also studied using realistic body models with different morphologies. Second, the unlicensed 57-64 GHz band have been studied in the wireless BAN context since it provides several advantages compared to microwave BAN. In particular, very high data rates can be reached (up to 5 Gb/s) whilst providing high level of security and low interference with adjacent networks. Besides, the on-body devices are much smaller at millimeter waves compared to those operating at microwaves

La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques... Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques.La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques... Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques.