Active Backscattering Positioning System Using Innovative Harmonic Oscillator Tags for Future Internet of Things: Theory and Experiments

D'ici 2020, l'Internet des objets (IoT) permettra probablement de créer 25 milliards d'objets connectés, 44 ZB de données et de débloquer 11 000 milliards de dollars d'opportunités commerciales. Par conséquent, ce sujet a suscité d'énormes intérêts de recherche dans le monde académique entier. L'une des technologies clés pour l'IoT concerne le positionnement physique intérieur précis. Le principal objectif dans ce domaine est le développement d'un système de positionnement intérieur avec une grande précision, une haute résolution, un fonctionnement à plusieurs cibles, un faible coût, un faible encombrement et une faible consommation d'énergie. Le système de positionnement intérieur conventionnel basé sur les technologies de Wi-Fi ou d'identification par radiofréquence (RFID) ne peut répondre à ces exigences. Principalement parce que leur appareil et leur signal ne sont pas conçus spécialement pour atteindre les objectifs visés. Les chercheurs ont découvert qu'en mettant en oeuvre de différents types de modulation sur les étiquettes, le radar à onde continue (CW) et ses dérivés deviennent des solutions prometteuses. Les activités de recherche présentées dans cette thèse sont menées dans le but de développer des systèmes de positionnement en intérieur bidimensionnel (2-D) à plusieurs cibles basées sur des étiquettes actives à rétrodiffusion harmonique avec une technique à onde continue modulée en fréquence (FMCW). Les contributions de cette thèse peuvent être résumées comme suit: Tout d'abord, la conception d'un circuit actif harmonique, plus spécifiquement une classe d'oscillateurs harmoniques innovants utilisée comme composant central des étiquettes actives dans notre système, implique une méthodologie de conception de signal de grande taille et des installations de caractérisation. L'analyseur de réseau à grand signal (LSNA) est un instrument émergent basé sur les fondements théoriques du cadre de distorsion polyharmonique (PHD). Bien qu'ils soient disponibles dans le commerce depuis 2008, des organismes de normalisation et de recherche tels que l'Institut national des normes et de la technologie (NIST) des États-Unis travaillent toujours à la mise au point d'un standard largement reconnu permettant d'évaluer et de comparer leurs performances. Dans ce travail, un artefact de génération multi-harmonique pour la vérification LSNA est développé. C'est un dispositif actif capable de générer les 5 premières harmoniques d'un signal d'entrée avec une réponse ultra-stables en amplitude et en phase, quelle que soit la variation de l'impédance de la charge.