DÉPARTEMENT EPH
Les projets structurants
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Projets Incitatifs 2003-2004
(Plate-forme UWB & UWB-Domo)
Les activités CLUB ont été largement soutenues par la
direction scientifique GET sous forme de deux projets
de recherche sur crédit incitatif en 2003 (Plate forme
UWB) et en 2004 (UWB-Domo). Ces deux projets nous
ont permis d’étudier les aspects des systèmes UWB à
impulsion allant de la génération d’impulsion jusqu’au
codage source et canal.
•Le projet Plate forme UWB en 2003 (GET-INT & GET-
ENST) a été consacré à la conception et réalisation
d’une plate forme UWB à impulsion avec des
composants discrets. Cette plate forme a démontré
qu’une simplification substantielle d’un système de
communications est possible grâce à une
architecture UWB à impulsion basée sur la
détection d’énergie. Une plate forme modulaire et
fonctionnelle issue de ce projet a permis d’élargir
cette étude vers les autres écoles du GET.
•Le projet UWB-Domo en 2004 a porté sur la
conception et la réalisation d’un démonstrateur
UWB à impulsion multi-bandes. Ce démonstrateur
multi-bandes a été réalisé sur la base de la plate
forme UWB. L’accent a été aussi mis sur les études
de la propagation, les codages source-canal (Turbo-
code) et les problèmes de synchronisation.
Atravers ces deux projets et grâce à des réalisations
matérielles, nous avons pu collecter des données
réelles de première main à la fois sur la réalisation
matérielle et sur les traitements de signal associés. La
modularité de ces plates-formes nous permetra de
tester et valider des nouveaux concepts tout au long
des activités au sein de CLUB.
Nouvelle approche TDSC pour
TR-UWB (INT)
Malgré la simplicité matérielle démontrée d’un
système UWB à impulsion, une simple détection
d’énergie présente plusieurs limitations sérieuses.
D’abord le fonctionnement quadratique d’un tel
détecteur limite le niveau minimum du signal à
détecter. Ensuite le post-filtrage passe-bas nécessaire
réduit considérablement l’amplitude du signal à la
sortie du détecteur, étale ce même signal sur l’axe
des temps conduisant à une résolution temporelle
beaucoup plus faible que les impulsions UWB initiales.
Pour remédier à ces deux problèmes qui limitent la
porté et la capacité de discrimination d’un récepteur
UWB à impulsion, des méthodes plus efficaces sont
nécessaires. Une approche idéale devrait présenter
les caractéristiques suivantes : haute sensibilité de
détection, fort pouvoir de discrimination temporelle
favorisant l’élimination des interférences, capacité de
multiplexage et grande facilité de synchronisation
entre l’émission et la réception.
Ces considérations nous ont conduit à visiter à
nouveau le concept TR-UWB où une référence est
transmise en même temps que l’information. Le
codage TR-UWB et la méthode de détection associée
répondent bien aux problématiques évoquées. Mais
cette méthode de détection, basée sur une ligne à
retard analogique, est difficile à réaliser en
électronique moderne intégrée. La difficulté à la
programmer en temps réel limite sérieusement son
utilité dans un contexte multi-utilisateurs.
Nous avons proposé une approche très différente
basée sur une conversion temps-espace à l’aide d’un
échantillonneur analogique. Cet échantillonneur
analogique capte un signal UWB sur une période très
brève et le stocke sur une matrice de points mémoire
analogique. Par cette conversion temps-espace, nous
pouvons obtenir la forme d’onde du signal UWB reçu
(l’image du signal UWB). En mettant en place deux
échantillonneurs de ce type activé en temps différé,
nous pouvons construire un détecteur du signal TR-
UWB en comparant les deux “images” du signal UWB.
Cette méthode, appelée TDSC pour Time Delayed
Sampling and Correlation, a pu être testée en
configuration réelle dans notre laboratoire à l’aide
des générateurs d’impulsion et des oscilloscopes
numériques à mémoire. Cette validation a été faite
sur bande de fréquence abaissée due aux limitations
en performance de nos instruments. Nos
expérimentations ont clairement démontré
l’efficacité remarquable de cette approche. Des
études avec des instruments plus performants sur
des fréquences plus élevées sont à prévoir.
L’originalité de cette approche a abouti sur le dépôt
d’un brevet par monsieur le professeur Yang NI.
CFO : COMPOSANTS ET
FONCTIONS OPTIQUES
Responsable du projet : Badr-Eddine Benkelfat
Lasers à boites quantiques et
tolérance à la rétrocation optique
Contextes et objectifs
Le développement de cette thématique, sous forme
de cotutelle d’une thèse, s’inscrit dans la continuité
d’une collaboration depuis quelques années avec le
LPN, dont l’objectif principal est de développer des
sources lasers plus performantes. Grâce au
confinement dans les trois dimensions de l’espace,
des propriétés remarquables sont attendues des
lasers à boîtes quantiques (BQs), tels que faible
courant de seuil, température caractéristique et gain
élevés, et faible facteur de couplage phase-amplitude.
Cette dernière propriété permettrait d’obtenir des
lasers très tolérants à la rétroaction optique et donc
de réaliser des modules d’émission sans isolateur
optique. L’objectif de cette thèse est d’étudier la
tolérance à la rétroaction optique des lasers à BQs. Le
travail implique aussi la réalisation technologique de
lasers DFB à BQs émettant à 1,55 µm. Cette thèse
entre dans le cadre du projet européen IP-ZODIAC.
Résultats
L’étude de la tolérance à la rétroaction optique sur les
lasers à BQs est réalisée en collaboration avec le
partenaire Alcatel-Thalès III-V Lab. On évalue la
tolérance de ces lasers à la rétroaction optique en
déterminant le seuil d’effondrement de la cohérence,
c’est-à-dire le taux de retour optique à partir duquel
le laser entre dans le régime d’effondrement de la
cohérence, critique pour les transmissions optiques.
Des premières mesures sur des lasers à bâtonnets
quantiques ont démontré une modulation directe à