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Télécommunications par retournement temporel dans les environnements complexes Laboratoire Ondes et Acoustique ESPCI – CNRS – Université Paris 7 Geoffroy.

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1 Télécommunications par retournement temporel dans les environnements complexes Laboratoire Ondes et Acoustique ESPCI – CNRS – Université Paris 7 Geoffroy Lerosey Julien de Rosny Arnaud Tourin Arnaud Derode Mathias Fink

2 Imagerie et thérapie médicales Contrôle non destructif et instrumentation Domotique et objets interactifs Ondes en milieux complexes Acoustique sous-marine Télécommunications Le laboratoire Ondes et Acoustique

3 Réciprocité spatialeInvariance par renversement du temps Le retournement temporel en acoustique

4 Source Transducteurs Phase d enregistrement D. Cassereau, M. Fink, 1992 Le retournement temporel en acoustique

5 Transducteurs Phase de ré-émission Le retournement temporel en acoustique

6 Signaux retournés temporellement ? Source MRT 80 mm f c =3.2 MHz Le retournement temporel en acoustique

7 Temps (µs) Amplitude Amplitude Signal transmis dans leau reçu sur le transducteur 64 Signal transmis à travers les tiges reçu sur le transducteur 64 Signal reçu au point source « 1 bit dinformation » Le retournement temporel en acoustique

8 Récepteur Signaux retournés temporellement Eau (espace libre) cm dB Résolution à -12 dB : 35 mm / 1 mm !! Milieu désordonné Le retournement temporel en acoustique

9 Retournement temporel électromagnétique Polarisation Fréquencef 0 =2.45 GHz s(t)s(t) LP Démodulateur I/Q RT de la bande de base + conjuguaison de phase de la porteuse )(),()( (tBtEtBtE

10 1 er prototype : bande passante 10 MHz, 1 antenne, cavité réverbérante G. Lerosey, J. de Rosny, A. Tourin, A. Derode, M. Fink, Time Reversal of electromagnetic waves, Phys. Rev. Lett. 92, (2004) Retournement temporel électromagnétique 2 e prototype : bande passante 200 MHz, 8 antennes, cavité maison G. Lerosey, J. de Rosny, A. Tourin, A. Derode, M. Fink, "Time Reversal of Wideband Microwaves", accepté pour publication dans App. Phys. Lett.

11 Schéma de principe 2 channel generator Tektronix AWG520 IQ Modulator RFMD2480 I channelQ channel PA Switch PLL+DDS AD9956 f 0 =2.45 GHz 20 MHz Generator Switch Scope TDS6604 Acquisition Computer Numerical demodulation Time Reversal LNA MRT Réception 1 Gs/s. 250 MHz 20 GS/s. Cible

12 Exemple de réponse impulsionnelle Impulsion gaussienne (durée 10 ns) sur la voie I =160 ns Temps (ns) Amp (mV)

13 Compression temporelle RSB RT = égalisation

14 Focalisation spatiale Monopoles Plan de masse Faible couplage MRT avec 8 antennes

15 Focalisation spatiale Sécurité de la transmission Communication simultanée vers plusieurs utilisateurs dans la même bande passante

16 Conclusion RT électromagnétique Complexité du milieu Effet de la polarisation Développement dun prototype plus large bande Expériences de communication Apport en terme de Capacité Non-stationnarité du canal Comparaison avec les techniques existantes Projet MIRTEC


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