Les applications sans fil constituent un marché florissant partout dans le monde. Cela encourage les chercheurs à élaborer de nouvelles technologies capables d’offrir les meilleures performances et cela engendre un fort besoin pour la formation de personnel hautement qualifié. Parmi les technologies émergentes dans le domaine des radiofréquences (RF), le Guide d’ondes Intégré au Substrat (GIS) constitue une plate-forme d’intégration complète permettant de réaliser tous les composants passifs et d’assembler tous les composants actifs sur un même support. Son concept a donné naissance à une nouvelle génération de circuits, dispositifs et systèmes intégrés, des fréquences micro-ondes aux ondes millimétriques. Néanmoins, d’après la littérature, la reconfiguration de ces guides d’ondes n’a pas été suffisamment étudiée, aussi bien théoriquement qu’expérimentalement.
Récemment, un commutateur RF innovant à base de GIS, de diodes PIN (Positive Intrinsic Negative) et de Structure Sélective en Fréquence Intégrée au Substrat (SSFIS) a été proposé. Ce commutateur permet une réduction substantielle des coûts de fabrication, il présente une faible perte d’insertion, et il peut être utilisé en bandes millimétriques et au-delà. En utilisant un guide d’ondes radial et des SSFIS reconfigurables, un nouveau dispositif d’antenne intelligente a été développé pour les systèmes de communications de 5ème génération (5G) en bandes millimétriques.
Les deux dispositifs décrits précédemment (commutateur, antenne intelligente) permettent de contrôler la direction de propagation de l’onde électromagnétique ou la direction du rayonnement électromagnétique. Dans ces structures, les éléments accordables (diodes) sont commutés en groupe et de façon séquentielle. La commutation n’a donc pas d’influence direct sur les propriétés de l’onde électromagnétique transmise. Si on applique une reconfiguration temporelle, on augmente notre contrôle sur l’onde électromagnétique et on ouvre la porte à un large éventail d’applications, telles que la réalisation de dispositifs non réciproques sans avoir recours à des matériaux magnétiques. Les systèmes à modulation de temps sont déjà utilisés dans la littérature pour surmonter certains des défis fondamentaux rencontrés dans les technologies électromagnétiques. Les GIS avec reconfiguration temporelle offrent des perspectives nouvelles en termes de fonctionnement à très hautes fréquences. C’est dans ce cadre que se place ce projet de recherche.
De nouveaux circuits variant dans le temps seront analysés en utilisant des SSFIS afin de réaliser des circulateurs sans aimant, des mélangeurs sans harmonique et de nouvelles antennes intelligentes. Cet objectif sera atteint en développant de nouveaux schémas d’analyse et de conception pour les systèmes à variation temporelle proposés. Les différents dispositifs qui seront fabriqués devront satisfaire aux exigences des technologies modernes utilisant des émetteurs/récepteurs pour les communications sans fil, des systèmes radars ou des capteurs RF, tout en offrant de meilleures performances, des coûts plus bas, une faible consommation d’énergie et des dimensions réduites.