Corrélations du champ diffus en chambre réverbérante – DICOREV

Le projet DICOREV propose une nouvelle technique de caractérisation en chambre réverbérante d'antennes électromagnétiques et de diffusion par des objets. Les progrès récents en communications sans fil, imagerie radar, surveillance ou détection de multiples paramètres ont rendu la caractérisation des systèmes équipés d'antennes radiofréquence difficile. Par exemple, les réseaux d'antennes ultra-large bande MIMO (multiple input-multiple output) et « massive MIMO » deviennent de plus en plus importants, en particulier pour les systèmes de communication 5G en ondes millimétriques. Des antennes miniaturisées et intégrées sont également impliquées dans le contexte de « l'internet des objets » où elles sont associées à des capteurs transmettant divers types de données. Ces systèmes nécessitent donc le développement de nouvelles techniques de caractérisation pour mesurer la capacité de communication associée, contrôler leur performance in situ et maintenir leur efficacité. Le besoin de mesure de Surface Efficace Radar (SER) a également fortement augmenté ces dernières années en raison du développement des radars pour les applications civiles et pour les systèmes de transport.
Nous exploitons ici l’inter-corrélation du champ diffus généré par des sources dans une chambre réverbérante à brassage de modes (CR) chaotique afin de récupérer passivement la réponse impulsionnelle entre antennes réceptrices à la fois dans la gamme des ondes centimétriques et millimétriques. Les CRs sont maintenant utilisées comme une solution complémentaire aux chambres anéchoïques afin de mesurer les performances d’une antenne telles que son efficacité, sa sensibilité ou son gain en diversité pour de multiples antennes. Le champ généré à l'intérieur d'une CR est naturellement diffus, de sorte que les antennes en réception sont illuminées par une distribution aléatoire d’ondes planes. Le consortium regroupant des experts de premier plan dans les domaines de la corrélation de bruit, du chaos ondulatoire et des CRs acquerra progressivement des connaissances théoriques et expérimentales sur les propriétés spécifiques de la corrélation électromagnétique. Même si elle a conduit à des résultats spectaculaires en sismologie, la technique de corrélation de bruit ambiant pour l’estimation de la fonction de Green reste encore largement inexplorée en électromagnétisme.
Nous fournirons un cadre théorique qui sera exploité pour une analyse quantitative de la convergence de la fonction d’inter-corrélation vers la réponse impulsionnelle en tirant parti de l'universalité des statistiques du champ dans une cavité chaotique. Les propriétés statistiques de la chambre et la distribution des sources de bruit nécessaires seront extraites et vérifiées numériquement et expérimentalement. L'extraction du couplage entre deux antennes sera démontrée en utilisant différents types de sources de bruit allant de rayonnements pseudo-thermiques à des sources parfaitement contrôlées. La performance de la technique proposée sera comparée à des mesures actives classiques en chambre anéchoïque.
La technique d’inter-corrélation permettra de surmonter les limites actuelles des mesures de couplage entre deux antennes en réception qui n'ont pas la possibilité d'être utilisées en émission. Elle sera ensuite étendue à des réseaux d’antennes et fournira une grande simplification de l’architecture de mesure de la matrice de couplage mutuel, qui contrôle les performances des systèmes de communication MIMO et d'imagerie radar. Enfin, elle sera utilisée pour extraire sans contact le diagramme de rayonnement d’antennes miniaturisées et/ou intégrées en enregistrant la fonction d’inter-corrélation sur un ensemble de capteurs à proximité du dispositif sous-test. Ceci est crucial car les câbles perturbent fortement les diagrammes de rayonnement de ces antennes. La récupération du diagramme de diffusion d’objets pour des mesures SER sera également explorée dans le cas d'objets étendus sous test.