Analyse en champ proche pour l'optimisation des communications via le corps humain – NF-HBC

L'objectif global de ce projet est de développer une méthode permettant d'évaluer le débit d'absorption spécifique (DAS) des appareils électroniques fonctionnant dans l'environnement proche du corps humain et de l'optimiser pour le cas d'usage des communications via le corps humain (HBC). L'objectif est que le DAS soit évalué et visualisable à l'aide de simulations électromagnétiques combinées à des mesures en champ proche du dispositif testé (DUT).
Aujourd'hui, les communications HBC se développent en raison de l'augmentation significative des applications de suivi dans les domaines de la santé, du sport et du divertissement car il s'agit d'une solution à faible coût énergétique et sécurisée pour l'échange d'informations entre ces appareils. Or, pour ces communications HBC, les tissus humains sont utilisés comme support de propagation pour la transmission de données. Un masque spectral très contraignant a donc été défini pour limiter fortement les risques d'interférences avec les dispositifs médicaux (pacemakers). De plus, les niveaux de puissance rayonnée sont très restreints pour limiter l’exposition du corps humain aux champs électriques.
Par conséquent, l'un des objectifs du projet est de relier, le niveau du DAS induit par un émetteur HBC sur un corps humain, au niveau de sortie de ce dernier. Or, les signaux HBC sont fortement influencés par l'environnement et les émetteurs HBC doivent donc être en mesure d'ajuster en permanence leur niveau de sortie pour maintenir un taux d'erreur binaire acceptable tout en minimisant la puissance du signal émis. L'un des objectifs est ainsi de concevoir un émetteur HBC doté d'un système électronique de contrôle et d'évaluation des niveaux émis, ainsi qu'un récepteur HBC ayant la capacité d'évaluer le niveau du signal reçu pour faire une estimation du bilan de liaison.
De plus, un autre objectif est la conception et le test de métasurfaces afin d'améliorer l'efficacité du couplage électromagnétique entre les dispositifs. En fonction de l'amélioration de l'efficacité, il est prévu de réduire la consommation électrique des dispositifs de même que leur impact en termes de DAS et donc d'accroître leur sûreté. En effet, les communications HBC sont un mélange complexe de plusieurs voies de couplage hautement dispersifs et dissipatifs en raison de la conductivité des tissus humains et c'est pourquoi, nous proposons ici d'introduire une métasurface améliorant la transmission d'informations entre l'émetteur et le récepteur présents sur le corps.
Enfin, une méthode de test pour l'évaluation du SAR sera développée. Elle reposera sur une source en champ proche déterminée à partir de mesure en champ proche du DUT (méthode Huygens-Box). Pour des données précises, de nouvelles sondes de mesure plus compactes seront développées avec une résolution spatiale améliorée. Les effets résultants en termes de bruit et de précision de mesure seront étudiés. De plus, les scanners en champ proche disposent généralement d'une plaque métallique qui est déterminée pour des conditions de mesure spécifiques. Cette plaque peut alors influencer le DUT et son champ proche, ce qui conduit au fait que le champ arrière ne puisse pas être mesuré. En conséquence, des stratégies et des méthodes doivent être développées pour dériver une source de champ proche en espace libre à partir de mesures réelles en champ proche.
Au stade final du projet, le système HBC optimisé sera évalué en termes de DAS avec la nouvelle méthode proposée ici et basée sur la mesure en champ proche du dispositif.