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Article de référence | Réf : E3212 v2

Capteurs acousto-électriques radiofréquences – Modes d'interrogation

Auteur(s) : Jean-Michel FRIEDT, Sylvain BALLANDRAS

Relu et validé le 13 déc. 2024

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RÉSUMÉ

Les dispositifs à ondes élastiques opèrent comme capteurs grâce à la sensibilité de leurs caractéristiques physiques, notamment vitesse de l’onde, et aux paramètres environnementaux. Ils sont exploités comme cible coopérative de RADAR à courte portée (< 10 m) en tant que capteurs passifs interrogeables sans fil. Cet article décrit la chaîne de mesure : conception de la cible pour retarder le signal au-delà du fond incohérent ; conception du capteur par choix du substrat piézoélectrique pour l’analyse de la fréquence de résonance ou phase du signal retardé ; mise en œuvre du RADAR et des algorithmes de traitements.

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Auteur(s)

  • Jean-Michel FRIEDT : Enseignant-chercheur à l'université de Franche-Comté, - Chercheur au département temps-fréquence de l'institut FEMTO-ST, Besançon, France

  • Sylvain BALLANDRAS : Directeur du site de Soitec in Besançon, France

INTRODUCTION

Les dispositifs passifs interrogeables sans fil répondent au besoin qu’aucune autre technologie ne peut appréhender : fournir un signal représentatif d’une grandeur physique au moyen d’un transducteur passif (sans source d’énergie locale) dont les caractéristiques sont sondées à travers une liaison radiofréquence. Ces capteurs sont déployés en environnement hostile dans lesquels une source d’énergie ne saurait fonctionner, ou dans un environnement où la longévité du capteur ne pourrait être garantie par une source d’énergie locale. Le principe qui préside à la conception de capteurs passifs interrogeables sans fil consiste à considérer ceux-ci comme une cible coopérative d’un système RADAR à courte portée : le RADAR se comporte comme une source de signal conçue pour sonder la réponse de la cible, dont la section RADAR (« réponse ») est affectée par son environnement, et en particulier la grandeur physique à mesurer. Le signal rétropropagé par la cible contient l’information qui nous intéresse – la grandeur mesurée – extraite après réception par le RADAR par traitement du signal. Nous nous efforçons par ailleurs de suivre deux principes qui, sans être intrinsèquement liés aux capteurs passifs interrogeables sans fil, garantissent la robustesse de la mesure ; nous nous focalisons sur les informations liées à la phase ou à la fréquence des signaux plutôt qu’à leur amplitude par souci de robustesse et d’immunité de la réponse à l’environnement. Par ailleurs, nous recherchons des mécanismes d’interaction de la cible avec le champ électromagnétique rayonné par le RADAR qui soient linéaires, afin de garantir une réponse du capteur quelle que soit la puissance incidente, la portée étant alors limitée par le plancher de bruit de l’étage de réception qui détermine la plus petite puissance détectable.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e3212


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - STOCKMAN (H.) -   Communication by means of reflected power.  -  Proceedings of the IRE, 36(10) : p. 1196-1204 (1948).

  • (2) - GLINSKY (A.) -   Theremin : ether music and espionage.  -  University of Illinois Press (2000).

  • (3) - YU (X.), LIANG (M.), XIN (H.) -   Performance evaluation of wideband microwave direction-of-arrival estimation using Luneburg lens.  -  IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 16 : p. 2453-2456 (2017).

  • (4) - APPELBAUM (J.), HORCHERT (J.), STOCKER (C.) -   Shopping for spy gear : Catalog advertises NSA toolbox.  -  Der Spiegel, http://leaksource.info/2013/12/30/nsas-ant-division-catalog-of-exploits-for-nearly-every-major-software-hardware- firmware/ (2013).

  • (5) - ALLEN (C.T.), SHI (K.), PLUMB (R.G.) -   The use of ground-penetrating radar with a cooperative target.  -  IEEE transactions on geoscience and remote sensing, 36(5) : p. 1821-1825 (1998).

  • ...

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