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

3 Invariance par renversement du temps
Le retournement temporel en acoustique Réciprocité spatiale Invariance par renversement du temps

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

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

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

7 Le retournement temporel en acoustique
Signal transmis dans l’eau reçu sur le transducteur 64 Amplitude 20 40 60 80 100 120 140 160 Signal transmis à travers les tiges reçu sur le transducteur 64 Amplitude 20 40 60 80 100 120 140 160 Amplitude Signal reçu au point source « 1 bit d’information » 20 40 60 80 100 120 140 160 Temps (µs)

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

9 Retournement temporel électromagnétique
Polarisation Fréquence f0=2.45 GHz E ( t ), B ( t ) E ( - t ), - B ( - t ) Démodulateur I/Q s(t) LP LP RT de la bande de base + conjuguaison de phase de la porteuse

10 Retournement temporel électromagnétique
1er 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) 2e 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 MRT Réception Cible Switch Switch 250 MHz 20 GS/s.
f0=2.45 GHz PLL+DDS 20 MHz Generator AD9956 Cible IQ Switch PA Switch Modulator RFMD2480 Réception 250 MHz LNA I channel Q channel Scope TDS6604 Computer 2 channel generator Acquisition Numerical demodulation 20 GS/s. Tektronix AWG520 1 Gs/s. Time Reversal

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

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 d’un prototype plus large bande Expériences de communication Apport en terme de Capacité Non-stationnarité du canal Comparaison avec les techniques existantes Projet MIRTEC