Conception d'antennes électriquement petites pour des applications d'objets connectés // Design of electrically small antennas for connected object applications

Ce projet de doctorat se concentre sur la conception d'antennes innovantes adaptées aux applications de l'Internet des objets (IoT), en répondant aux défis majeurs liés à la taille, aux performances et à l'intégration. Le contexte scientifique repose sur la demande croissante d'antennes électriquement petites et efficaces, capables de s'intégrer parfaitement aux dispositifs IoT tout en maintenant une efficacité de rayonnement élevée. Le travail proposé implique la création d'antennes électriquement petites, optimisées pour leurs performances, leur capacité de réglage et leur compatibilité avec les environnements électroniques et métalliques. Les conceptions exploreront divers types d'antennes, tels que les boucles, les antennes de type F, les monopôles chargés au sommet et les structures en cage métallique, en intégrant des composants réglables de pointe.

Les objectifs principaux incluent le positionnement des performances de ces antennes par rapport aux limites physiques théoriques (par exemple travaux de Chu/Gustafsson), l'analyse des pertes diélectriques et métalliques, ainsi que l'obtention d'une reconfigurabilité double bande adaptée aux normes de communication. Le candidat utilisera des outils de simulation électromagnétique, développera des modèles comportementaux et réalisera des prototypes ainsi que des tests de performance dans des chambres anéchoïques. Les résultats attendus sont des antennes miniatures hautement efficaces et agiles en fréquence, qui feront progresser la compréhension des phénomènes de rayonnement électromagnétique pour les antennes compactes et répondront aux exigences des objets connectés de demain.
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This doctoral project focuses on the design of innovative antennas suited for Internet of Things (IoT) applications, addressing major challenges related to size, performance, and integration. The scientific context is based on the growing demand for electrically small and efficient antennas, capable of seamlessly integrating with IoT devices while maintaining high radiation efficiency. The proposed work involves the creation of electrically small antennas, optimized for performance, tunability, and compatibility with electronic and metallic environments. The designs will explore various types of antennas, such as loops, F-type antennas, top-loaded monopoles, and metallic cage structures, incorporating state-of-the-art tunable components.

The main objectives include benchmarking the performance of these antennas against theoretical physical limits (e.g., Chu/Gustafsson), analyzing dielectric and metallic losses, and achieving dual-band reconfigurability tailored to communication standards. The candidate will use electromagnetic simulation tools, develop behavioral models, and create prototypes, as well as conduct performance tests in anechoic chambers. The expected outcomes are highly efficient, frequency-agile miniature antennas that will advance the understanding of electromagnetic radiation phenomena for compact antennas and meet the requirements of tomorrow's connected objects.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Systèmes (LETI)
Service : Service Technologies Sans Fils
Laboratoire : Laboratoire Antennes, Propagation, Couplage Inductif
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Directeur de thèse : DELAVEAUD Christophe
Organisme : CEA
Laboratoire : DRT/DSYS/STSF/LAPCI
URL : https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/recherche-appliquee/plateformes/plateforme-telecommunications.aspx

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Systèmes (LETI)
Service : Service Technologies Sans Fils

électromagnétisme, électronique, télécommunications