A. Tourin - URSI France
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Télécommunications par retournement temporel dans les environnements complexes Laboratoire Ondes et Acoustique ESPCI – CNRS – Université Paris 7 Geoffroy Lerosey Julien de Rosny Arnaud Tourin Arnaud Derode Mathias Fink Le laboratoire Ondes et Acoustique Télécommunications Acoustique sous-marine Ondes en milieux complexes Imagerie et thérapie médicales Contrôle non destructif et instrumentation Domotique et objets interactifs Le retournement temporel en acoustique grad p 1 2 p r div 0 2 2 r c r t Réciprocité spatiale p r , t Invariance par renversement du temps p r , t t1 t0 t1 p r , t t0 p r , t Le retournement temporel en acoustique D. Cassereau, M. Fink, 1992 Phase d ’enregistrement Transducteurs Source Le retournement temporel en acoustique Phase de ré-émission Transducteurs Le retournement temporel en acoustique 80 mm Signaux retournés temporellement MRT ? Source fc=3.2 MHz Amplitude Le retournement temporel en acoustique Signal transmis dans l’eau reçu sur le transducteur 64 40 60 80 100 120 140 160 Amplitude 20 Signal transmis à travers les tiges reçu sur le transducteur 64 40 60 80 100 120 140 160 Amplitude 20 Signal reçu au point source « 1 bit d’information » 20 40 60 80 100 Temps (µs) 120 140 160 Le retournement temporel en acoustique Signaux retournés temporellement Récepteur Résolution à -12 dB : 35 mm / 1 mm !! 0 Milieu désordonné dBdB -5 -10 Eau (espace libre) -15 -20 -25 -3 -2 -1 0 1 Distance from the source (mm) cm 2 3 Retournement temporel électromagnétique Polarisation r r r r E(t ), B(t ) E( t ), B( t ) Fréquence f0=2.45 GHz st = mI t cos ω0t mQ t sin ω0t Démodulateur I/Q s(t) cos ω0 t LP mI t LP mQ t sin ω0 t s t = mI t cos ω0t mQ t sin ω0t RT de la bande de base + conjuguaison de phase de la porteuse Retournement temporel électromagnétique 1er prototype : bande passante 10 MHz, 1 antenne, cavité réverbérante G. Lerosey, J. de Rosny, A. Tourin, A. Derode, M. Fink, “Time Reversal of electromagnetic waves”, Phys. Rev. Lett. 92, 193904 (2004) 2e prototype : bande passante 200 MHz, 8 antennes, cavité “maison” G. Lerosey, J. de Rosny, A. Tourin, A. Derode, M. Fink, "Time Reversal of Wideband Microwaves", accepté pour publication dans App. Phys. Lett. Schéma de principe f0=2.45 GHz PLL+DDS AD9956 20 MHz Generator IQ Modulator PA Cible Switch Switch RFMD2480 250 MHz LNA MRT I channel Réception Q channel 2 channel generator Tektronix AWG520 1 Gs/s. Scope TDS6604 Acquisition Computer Numerical demodulation 20 GS/s. Time Reversal Trigger Link Trigger Link Exemple de réponse impulsionnelle Amp (mV) • Impulsion gaussienne (durée 10 ns) sur la voie I • RMS =160 ns Temps (ns) Compression temporelle RSB Nantennes RSB rms pulse RT = égalisation Focalisation spatiale • • • • Monopoles Plan de masse Faible couplage MRT avec 8 antennes Focalisation spatiale Tache focale Mesure Théorie Distance () Sécurité de la transmission Communication simultanée vers plusieurs utilisateurs dans la même bande passante Conclusion • RT électromagnétique • Complexité du milieu • Effet de la polarisation • Développement d’un prototype plus large bande • • • • Expériences de communication Apport en terme de Capacité Non-stationnarité du canal Comparaison avec les techniques existantes Projet MIRTEC
