Novel Approaches and Developments of Multifunctional Receiver Architectures for Sustainable Wireless Systems and Applications

L'évolution rapide et continue des nouvelles technologies sans fil exige et favorise toujours la recherche et le développement d'approches nouvelles et innovantes pour redéfinir et améliorer les architectures d'émetteurs-récepteurs et les composants hyperfréquences de pointe actuels. L'efficacité énergétique est certainement l'un des facteurs limitants fondamentaux du développement de futurs appareils et systèmes sans fil durables tels que la 5G, la 6G et l'internet des objets (IoT) émergent. Parmi toutes les solutions frontales sans fil existantes développées et utilisées jusqu'à présent, les architectures d'émetteurs-récepteurs interférométriques multiports ont été reconnues comme une technique hautement compétitive pour le développement frontal de systèmes sans fil multifonctions. Ces émetteurs-récepteurs multiports présentent plusieurs avantages attrayants par rapport aux topologies conventionnelles basées sur des mélangeurs, tels qu'une faible consommation d'énergie pour l'opération de détection, une capacité à large bande facilement réalisable et une robustesse pour les variations de niveau de puissance. Cette thèse montre comment proposer et exploiter plusieurs aspects innovants des récepteurs sans fil multiports multifonctionnels pour des terminaux radio économes en énergie et reconfigurables. L'architecture de récepteur multiport de transfert d'information et de puissance sans fil simultané (SWIPT) est introduite et étudiée dans ce travail. Le concept de SWIPT est développé pour les nœuds sans fil à énergie limitée sans compromettre les caractéristiques de performance du récepteur d'informations et l'utilisation de techniques de modulation numérique. Un récepteur à six ports basé sur un diplexeur montre qu'un transfert de puissance sans fil dédié est réalisable avec un transfert d'informations sans fil simultané. Une méthode de recyclage de puissance multiport est également déployée, qui exploite les signaux harmoniques indésirables générés par les détecteurs de puissance et les brouilleurs de signal. La génération systématique d'ondes redressées dans un récepteur interférométrique à conversion directe conventionnel est fortement liée aux changements temporels et de puissance, et au nombre de sous-signaux dans la bande de fréquence d'intérêt. Cela peut entraîner la saturation du récepteur et, par conséquent, nécessiter des amplificateurs accordables auxiliaires gourmands en énergie et un convertisseur de données pour la compensation.