Département Electronique, Optronique et Signal (DEOS)

Le DEOS est organisé en trois groupes de recherche qui portent cinq thèmes scientifiques.

Groupes de recherche

SCAN : SIGNAL-COMMUNICATION-ANTENNES-NAVIGATION

Le groupe SCAN est constituée d’une douzaine d’enseignants-chercheurs et d’ingénieurs-chercheurs, il dispose d’une expertise étendue sur le traitement du signal : antennes adaptatives, traitement radar, architectures de récepteurs et techniques de communication et de réseau appliquées aux télécommunications, positionnement et navigation basés sur les constellations de satellites (GNSS), architectures de récepteurs GNSS à base de FPGA.

Antennes Adaptatives

L’équipe mène des activités de recherche dans le domaine des antennes adaptatives afin de concevoir des antennes intelligentes, combinant propriétés micro-ondes et traitements, pour s’adapter à des environnements contraints et repousser les limites de performance.

RECHERCHE-deos-telecoms

Une attention particulière est portée sur les effets de l’intégration des éléments rayonnants dans leur environnement ainsi que sur la recherche de techniques robustes de formation de faisceaux, de détection et de localisation de sources. Les domaines d’applications privilégiés sont le radar, les communications et la navigation. Parmi les projets importants, l’on peut citer :

  • traitements STAP dans un fouillis hétérogène pour radar aéroporté,
  • détection radar adaptative en présence d’incertitudes sur la signature spatiale et/ou temporelle de la cible,
  • formation de faisceaux adaptative robuste,
  • formation de faisceaux pour des communications par satellite à couverture dispersée,
  • traitement d’antennes pour signaux GNSS en milieu urbain,
  • traitement radar large-bande,
  • techniques multi-grilles et multi-résolutions pour la méthode des différences finies dans le —* domaine temporel (FDTD),
  • antennes adaptatives robustes par circuits micro-ondes reconfigurables, application innovante des interactions entre les micro-ondes et les décharges plasma.

Systèmes de navigation (GNSS et Fusion Multi-Capteurs)

L’objectif principal des activités est d’améliorer les performances de systèmes de positionnement utilisant les signaux des satellites de navigation en environnement contraint (niveaux de brouillage important, faible rapport signal à bruit, canyons urbains, intérieur des bâtiments, …).

Une thématique concerne l’annulation de brouillages et/ou de multi-trajets, au travers de traitement adaptatif soit dans le récepteur seul, soit combinés avec l’utilisation de réseaux d’antennes afin d’annuler les échos ou les brouilleurs (en lien avec les activités de l’axe « antennes adaptatives »). D’autres activités concernent les méthodes d’hybridation des systèmes GNSS avec des senseurs complémentaires (odomètres, capteurs inertiels, …), mises en œuvre dans des architectures innovantes de récepteurs, qui demandent d’en maîtriser les méthodologies de conception. Toutes ces techniques permettent d’envisager le développement d’un large spectre d’applications dans des environnements difficiles où la réception des seuls signaux GNSS est difficile.

Les thèmes suivants sont concernés :

  • Traitement d’antennes pour signaux GNSS (piloté par l’axe « antennes adaptatives »),
  • Navigation sûre en environnement urbain,
  • Technique de filtrage non linéaire pour systèmes de navigation bas coût,
  • Hybridation GNSS/capteurs inertiels MEMS,
  • Récepteur multi-constellations pour signaux GNSS à base de FPGA,
  • Récepteur GNSS cognitif : reconnaissance de l’environnement et adaptation des traitements,
  • Amélioration de la reliabilité et de l’integrité du positionnement par GNSS,
  • Traitement de signaux multi-fréquences et multi-GNSS.

Systèmes de communications spatiales

Les activités couvrent l’ensemble des problématiques de la liaison satellitaire depuis la couche physique avec la modélisation du canal de propagation, la mise en œuvre des modulations et du codage, les techniques de compensation des atténuations et des brouillages, jusqu’aux couches réseaux qui concernent les techniques d’accès et la gestion des ressources radioélectriques des satellites.

Les activités concernent donc à la fois les aspects « Interface Air » (modulation et codage, accès) des techniques de transmission sur liaison satellitaire ainsi que les aspects « Réseaux » qui concernent des couches supérieures (contrôle des connexions, gestion de la ressource, …). Le savoir-faire se situe selon les cas au niveau de l’analyse système et des études paramétriques, de la modélisation et de l’évaluation des performances par simulation, des architectures de traitement de signal et de leur implémentation matérielle dans les récepteurs numériques de communication et de navigation (en lien pour cette dernière partie avec l’axe navigation par satellite).

Exemples de thématiques :

  • développement des modèles de canaux de propagation pour les liaisons satellitaires mobiles (bandes S, L, C) et fixes (bandes Ka, Q, V) en partenariat avec ONERA/DEMR ;
  • techniques de compensation de l’atténuation (FMT : fade mitigation techniques) pour les systèmes de communication par satellite aux très hautes fréquences (Bandes Ka-Q-V) et architectures de contrôle associées (incluant la mise en œuvre de modèles de prédiction) ;
  • optimisation de la gestion de la ressource satellitaire prenant en compte les caractéristiques du canal de propagation, le fonctionnement des techniques de compensation de l’atténuation et les flux de trafic ;
  • développement de modèles de simulation à événements discrets (logiciel Omnet ++) pour les systèmes DVB-S2/DVB-RCS ;
  • architectures de réseaux hauts débits (Broadband Satellite Multimedia), scénarios d’application mettant en œuvre des techniques de convergence de trafics hétérogènes : communications aéronautiques (convergence des trafics cabine et cockpit sur une liaison satellite unique), réseau d’accès pour l’Amazonie (hybridation WiMax/satellite pour la desserte de villages isolés, convergence de services IP et temps réel de type télémédecine).

SSPA : Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications

Cette équipe a pour objectif le développement des missions et des technologies associées pour l’exploration géophysique du système solaire.

Par le biais de la modélisation physique et des expérimentations, le développement de charges utiles et de missions spatiales, l’équipe SSPA a pour objet la compréhension de la structure interne et de l’ évolution des planètes dites telluriques.

L’équipe SSPA s’inscrit dans une logique de partenariats, en interne avec le département d’Ingénierie des systèmes complexes (DISC), le département Conception et conduite des véhicules aéronautiques et spatiaux (DCAS), le département Mécanique des structures et matériaux (DMSM) mais aussi avec l’ONERA au travers du département Modèles pour l’aérodynamique et l’énergétique (DMAE).

CIMI : Conception d’Imageurs Matriciels Intégrés

  • Capteurs d’images microélectroniques
  • Capteur APS

Thèmes scientifiques

  • Antennes adaptatives robustes, radar et navigation
  • Radiocommunications numériques pour l’aéronautique et l’espace
  • Instrumentation spatiale pour la planétologie et ses applications
  • Microélectronique pour l’Imagerie
  • Optoélectronique pour charges utiles et télécommunications aérospatiales

Flux de publications scientifiques du DEOS

Kbayer Nabil, Galy Jerome, Chaumette Eric, Vincent François, Renaux Alexandre, Larzabal Pascal

On Lower Bounds for Non Standard Deterministic Estimation

(2017) IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 65 (n° 6). pp. 1538-1553 ISSN 1053-587X

Marquet Alexandre, Siclet Cyrille, Roque Damien

Analysis of the faster-than-Nyquist optimal linear multicarrier system

(2017) Comptes Rendus Physique, vol. 18 (n° 2). pp. 168-177 ISSN 1631-0705

Belloir Jean-Marc, Lincelles Jean-Baptiste, Pelamatti Alice, Durnez Clementine, Goiffon Vincent, Virmontois Cédric, Paillet Philippe, Magnan Pierre, Gilard Olivier

Dark Current Blooming in Pinned Photodiode CMOS Image Sensors

(2017) IEEE Transactions on Electron Devices, vol. PP (n° 99). pp. 1-6 ISSN 0018-9383

Goiffon Vincent, Rolando Sébastien, Corbière Franck, Rizzolo Serena, Chabane Aziouz, Girard Sylvain, Baer Jérémy, Estribeau Magali, Magnan Pierre, Paillet Philippe, Van Uffelen Marco, Mont Casellas Laura, Scott Robin, Gaillardin Marc, Marcandella Claude, Marcelot Olivier, Allanche Timothe

Radiation Hardening of Digital Color CMOS Camera-on-a-Chip Building Blocks for Multi-MGy Total Ionizing Dose Environments

(2017) IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 64 (n° 1). pp. 45-53 ISSN 0018-9499

Raine Mélanie, Jay Antoine, Richard Nicolas, Goiffon Vincent, Girard Sylvain, Gaillardin Marc, Paillet Philippe

Simulation of Single Particle Displacement Damage in Silicon – Part I: Global Approach and Primary Interaction Simulation

(2017) IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 64 (n° 1). pp. 133-140 ISSN 0018-9499

Murdoch Naomi, Mimoun David, Garcia Raphael, Rapin William, Kawamura Taichi, Lognonné Philippe, Banfield Don, Banerdt Bruce

Evaluating the Wind-Induced Mechanical Noise on the InSight Seismometers

(2017) Space Science Reviews pp. 1-27 ISSN 0038-6308

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