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La montée en fréquence des systèmes de télécommunications

17 Mai 2023

CISTEME travaille depuis de longues années sur un champ fréquentiel très large allant de quelques centaines de MHz à la centaine de GHz. L’évolution des systèmes de communication passe inévitablement par une montée en fréquence, tendant à les faire progresser dans le domaine du térahertz pour satisfaire les besoins de demain. « La montée en fréquence désigne le passage d’une gamme d’ondes électromagnétiques radiofréquences à une autre gamme plus élevée. Par exemple d’une bande ultra haute fréquence (UHF : 300MHz -3GHz) à une bande super haute fréquence (SHF :  3GHz-30GHz) ou encore extrêmement haute fréquence (EHF : 30GHz-300GHz). » nous explique Bouchra Frigui, expert en dispositifs passifs chez CISTEME.

Le développement des dispositifs se situe aujourd’hui principalement dans le domaine du millimétrique, à savoir dans la gamme du gigahertz ou de plusieurs dizaines de gigahertz mais la tendance est de monter à plusieurs centaines afin d’ouvrir de nouveaux domaines ou d’améliorer les systèmes existants de télécommunications, radar (détection ou imagerie). En effet, la montée en fréquence permettrait notamment :

  • D’améliorer les performances et la multifonctionnalité des systèmes (gain et agilité d’antennes …) pour par exemple augmenter la précision et la résolution des systèmes radar ou d’imageries.
  • Réduire les effets collatéraux et améliorer la sécurité des systèmes du fait de la très courte portée et de la précision des dispositifs millimétriques ou submillimétriques.

« De plus, la montée en fréquence permet des bandes passantes plus larges et donc d’obtenir une capacité et des débits de données plus élevées. Autre avantage que nous offre la montée en fréquence est la diminution de la longueur d’onde, ce qui rend les composants plus petits en dimensions, soit des composants miniatures, par conséquent de faible poids et de faible coût ce qui est un fort critère pour les applications spatiales. » précise Bouchra Frigui.

La montée en fréquence constitue un essor inévitable pour le développement des systèmes hyper et CISTEME, en tant qu’acteur incontournable du domaine, s’est positionné sur cette thématique. Les champs d’innovation et de challenges inerrants à cette progression vers le térahertz sont en correspondance avec les compétences et le savoir-faire existant chez CISTEME et font parties intégrantes de la stratégie de développement.  L’étude et la caractérisation de nouveaux matériaux (en propre ou en collaboration avec des laboratoires), la conception de composants HF en technologies innovantes (substrat imprimé multicouches par exemple), le codesign tout intégré de différentes fonctions hyper (antenne, filtre, amplificateurs pour par exemple les réseaux actifs agiles), les développements autour des radars millimétriques sont quelques axes de travail sur lesquels CISTEME s’est positionné pour répondre aux applications de demain.  L’imagerie médicale (détection de tumeurs…), les radars de détection courte distance (anticollision, portique…), les systèmes de communications (6G, satcom) en sont quelques exemples.

« En effet, les fréquences plus élevées nécessitent le développement de nouvelles topologies de composants ainsi que les transitions entre les composants. Véritablement la miniaturisation des composants dû à la montée en fréquence, posent d’autres types de défis, par exemple les pertes dues à la miniaturisation, des défis liés à la tolérance de fabrication qui deviennent très serrés. Avec l’expertise et le savoir-faire de CISTEME dans le domaine hyperfréquences, CISTEME peut apporter les solutions les plus adaptées à ses partenaires » conclu Bouchra Frigui

En exemple, nous pouvons citer les applications automobiles (les radars automobiles fonctionnent dans les gammes de fréquences 24 GHz, 76GHz ou 96GHz.) ou encore les systèmes de surveillance ou de détection des obstacles : ces radars fonctionnent dans une gamme fréquentielle de 90GHz, puisque dans cette gamme la bande passante est large et la longueur d’onde est courte, par conséquence il est possible de détecter des obstacles avec une grande précision.

Composants hyperfréquences