Offre de thèse – Réseaux d’antennes conformes au corps sur substrats flexibles pour la détection d'obstacles en temps réel (H/F)

Les missions du poste

Mots-clés : radar portable, antennes conformes, réseau reconfigurable, détection d'obstacles en temps réel.

Contexte : La portabilité et la fiabilité des aides électroniques à la mobilité (AEM) ont été et restent un défi fondamentalement nouveau et interdisciplinaire à relever. Les AEM doivent être à la fois minimalement invasives, légères et aider les personnes malvoyantes à la fois à se repérer dans l'environnement et à interagir avec les objets/éléments environnants. Cependant, les solutions conventionnelles d'AEM nécessitent de transporter un ou plusieurs objets encombrants et parfois lourds (lunettes spécialisées, cannes blanches intelligentes, etc.). Ainsi, pour résoudre le problème de portabilité, il serait nécessaire de remplacer la génération actuelle de capteurs rigides et volumineux par des dispositifs portables et flexibles intégrés dans des vêtements ou fixés sur tout objet arbitraire. Les radars, contrairement à d'autres technologies, sont une technique bien établie qui permet de distinguer la position et la vitesse des cibles, et même de fournir une image 3D de l'environnement en temps réel, sans affecter la confidentialité de l'utilisateur et sans dépendre des conditions de lumière extérieures.

Objectif du projet de thèse : Ce projet de doctorat s'appuiera sur les recherches en cours de notre groupe sur les radars portables. Avec cette thèse, nous visons à faire progresser cette recherche sous deux points de vue complémentaires.

1) Étudier des réseaux d'antennes à faible consommation d'énergie et conformes au corps, pouvant être intégrés dans les vêtements de l'utilisateur. Cette approche permettra de reconstruire l'espace 3D, améliorant ainsi la perception de l'entourage du porteur
2) Développer des algorithmes de reconstruction en temps réel pour des dispositifs portables, qui traitent les défis liés aux mouvements de l'utilisateur.

Le doctorant devra aborder ce problème par une approche globale, incorporant des techniques théoriques, numériques et expérimentales. À la fin de ce projet de doctorat, nous prévoyons un potentiel d'innovation significatif, y compris le développement d'un prototype fonctionnel.

Candidat·e
• Formation : Master ou diplôme équivalent en génie biomédical, en génie électrique ou en physique.
• Connaissances : connaissances en électronique, traitement du signal, bio-électromagnétisme, modélisation numérique. Une expérience avec des solveurs numériques commerciaux ou open source (CST, Ansys, SIM4LIFE, COMSOL Multiphysics) et des compétences en programmation (MATLAB, Mathematica) sont les bienvenues mais pas obligatoires.
• Maîtrise de l'anglais : le/la candidat·e doit maîtriser et s'exprimer en anglais et doit avoir de solides compétences en rédaction. La connaissance du français n'est pas requise mais serait appréciée.


References:
[1] M. Mercuri, G. Sacco, R. Hornung, H. Visser, I. Lorato, S. Pisa, P. Veltri, and G. Dolmans, “Enhanced technique for accurate localization and life-sign detection of human subjects using beam-steering radar architectures,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering, pp. 1–13, 2024, ISSN: 0018-9294, 1558-2531.
DOI: 10.1109/TBME.2024.3463199.
[2] P. Vadher, A. K. Skrivervik, Q. Zeng, R. Sauleau, J. S. Ho, G. Sacco, and D. Nikolayev, Conformal wide-angle scanning leaky-wave antenna for V-band on-body applications, Sep. 2024. arXiv: 2407 . 13644 [physics]. (visited on 09/17/2024).
[3] P. Vadher, G. Sacco, and D. Nikolayev, “Meandering microstrip leaky-wave antenna with dual-band linear–circular polarization and suppressed open stopband,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, pp. 375–386, Nov. 2023, ISSN: 0018-926X, 1558-2221. DOI: 10.1109/TAP.2023.3328558.
[4] M. Mercuri, G. Sacco, R. Hornung, P. Zhang, H. J. Visser, M. Hijdra, Y.-H. Liu, S. Pisa, B. van Liempd, and T. Torfs, “2-D Localization, angular separation and vital signs monitoring using a SISO FMCW radar for smart long-term health monitoring environments,” IEEE Internet of Things Journal, vol. 8, no. 14, pp. 11 065–11 077, Jul. 2021, ISSN: 2327-4662, 2372-2541. DOI: 10.1109/JIOT.2021.3051580.

Contexte de travail

Le/la doctorant·e rejoindra l'équipe Ondes électromagnétiques dans les milieux complexes (eWAVES) de l'IETR/CNRS. L'IETR est l'un des principaux laboratoires de recherche en Europe dans les domaines de l'électronique, des communications sans fil et des technologies numériques. Nos activités de recherche en électromagnétisme biomédical couvrent un large spectre de recherche fondamentale et appliquée allant de la modélisation multi-physique et multi-échelle aux radars biomédicaux et aux technologies avancées pour les communications sans fil centrées sur le corps. L'équipe a été à l'origine d'innovations pionnières dans le domaine de l'électromagnétisme biomédical, notamment les premiers fantômes équivalents à des tissus en bande millimétrique, un nouveau concept de fantôme planaire solide basé sur le coefficient de réflexion, une nouvelle technique de caractérisation multi-physique à large bande pour les matériaux de type Debye, des antennes textiles en bande millimétrique innovantes pour les vêtements intelligents, antennes UHF implantables miniatures ultra-robustes, première chambre de réverbération en bande millimétrique.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.