Émetteurs-récepteurs radar reconfigurables sur puce photonique de silicium pour les réseaux de senseurs sans-fil

1. Résumé du projet

Ce projet collaboratif entre le groupe du Prof. J. Azaña, de l’INRS-EMT, et celui du Prof. D.V. Plant, de l’Université McGill, vise le développement d’émetteurs-récepteurs reconfigurables à ultralarge bande (UltraWideBand, UWB)  multifonction et multifréquence, par une architecture novatrice en traitement photonique des signaux micro-ondes (Microwave Photonics, MWP), intégrée sur une puce photonique de silicium entièrement compatible CMOS. La technologie proposée pour l’émetteur-récepteur profitera de l’avantage unique de la photonique pour surmonter les limitations importantes qu’ont les solutions électroniques actuelles. Cette approche offrira un ensemble de capabilités inégalées en termes d’intégration sur puce, d’opération à très bas bruit, de stabilité et robustesse accrues, de haute efficacité énergétique et économique, ainsi que de reconfigurabilité à large bande dans la gamme complète de 0 – 50 GHz (et au-delà). Cette performance vise à subvenir aux besoins urgents connus dans une grande variété d’applications, incluant, sans s’y limiter, les télécommunications sans-fil et satellite, le radar avancé, les systèmes d’imageries et de détection, les véhicules sans pilote, l’avionique, la défense électronique, etc. Durant la période de trois ans sur lesquels le projet s’échelonnera, les efforts seront concentrés vers le développement d’émetteurs-récepteurs radar UWB à basse consommation énergétique, pour usage dans des réseaux de senseurs sans-fil radar (Wireless Radar Sensor Networks, WRSN), particulièrement pour la surveillance de larges territoires (maritimes, côtiers) par drones WRSN. Ceci est en soi un champ d’application pertinent et opportun concernant, par exemple, l’analyse et la détection précise de désastres naturels et de menaces pour l’environnement, les secours en cas de catastrophe, le contrôle de l’immigration illégale, le terrorisme, la prévention du piratage, etc. Afin d’accomplir ces buts ambitieux, une équipe a été assemblée afin de regrouper l’expertise complémentaire requise en appareil et sous-système MWP (Azaña) et celle en technologie de puces photoniques de silicium et en traitement de signaux digitaux (Plant). Les technologies qui seront développées au cours de ce projet ouvriront de nouvelles voies en recherche photonique, radio et MWP, avec de solides opportunités de commercialisation dans des domaines d’extrême pertinence pour le paysage industriel québécois. De façon plus générale, ce projet produira de nouvelles connaissances et un savoir-faire unique sur les capabilités et les limitations des technologies photoniques, ainsi que pour les conceptions alternatives les plus appropriées pour l’implantation sur puce des fonctionnalités UWB pertinentes. Les nouvelles connaissances générées par ce projet et la formation d’un personnel hautement qualifié associé aux différentes étapes de ce travail vont tous contribuer à promouvoir la compétitivité globale du Québec, particulièrement dans les domaines de recherches nommés ci-dessus reliés aux secteurs des hautes-technologies, incluant les technologies de l’information et de la communication, l’aérospatial, la défense, parmi plusieurs autres.