Systems and Topologies for Large-Scale Transmitter and Receiver Arrays for Integrated Wireless Communication and Sensing Applications

Cette thèse de doctorat, “Systèmes et topologies pour des réseaux émetteurs et récepteurs à grande échelle pour les applications intégrées de communication et de détection sans fil”, traite des principaux défis des technologies sans fil modernes. Alors que les systèmes 5G et émergents 6G s’appuient sur de grands réseaux pour offrir des débits élevés, une couverture étendue et une intégration multifonctionnelle, leur mise en oeuvre pratique est limitée par l’inefficacité, la consommation énergétique élevée et la complexité des circuits, en particulier aux fréquences millimétriques et sub-THz. Cette recherche propose des solutions au niveau des composants et des topologies, conciliant compacité, efficacité énergétique et polyvalence, et aboutit à des conceptions adaptées aux infrastructures sans fil du futur. Pour les grands réseaux récepteurs, deux solutions complémentaires ont été développées. Premièrement, les réseaux de mélangeurs auto-oscillants (SOM) avec topologies en quadrature permettent une réception en conversion directe complète tout en conservant faible consommation et compacité. L’extension à des réseaux d’oscillateurs couplés (COA) permet un fonctionnement indépendant des éléments, une activation reconfigurable et une rotation de phase contrôlable, offrant une flexibilité et une évolutivité inédites. Deuxièmement, les récepteurs interférométriques (IFRX) ont été améliorés pour réduire l’empreinte et augmenter la plage dynamique, permettant jusqu’à 1 000× de réduction de consommation énergétique tout en atteignant des performances comparables aux systèmes hétérodynes modernes. Ces deux approches constituent des réalisations inédites pour les grands réseaux.