Des composants miniaturisés pour porter le boom des télécommunications

11 mai 2022

  • Bretagne
  • Unité de Recherche

Le laboratoire Lab-STICC est spécialiste du numérique. Ses équipes sont positionnées sur l’ensemble des étapes, de la captation du signal jusqu’à sa réception et son analyse. Elles maîtrisent ainsi une grande diversité de disciplines, de la physique des matériaux jusqu’à la science des données en passant par les sciences cognitives.

L’équipe SMART du Lab-STICC (UBO) s’est spécialisée dans l’étude des relations entre les ondes et la matière dans les composants électroniques. Elle a notamment développé une expertise particulière sur les matériaux magnétiques, essentiels dans le fonctionnement de nombreux composants électroniques. Forte de ces connaissances, l’équipe s’est penchée sur l’optimisation des circulateurs, indispensables à un grand nombre de systèmes de télécommunications ou aux radars ; ils sont notamment mis en œuvre dans le secteur militaire ou spatial et assurent, entre autres, les fonctions de duplexage, permettant ainsi à une seule antenne de recevoir et d’émettre un signal simultanément et à la même fréquence.

Ces composants sont relativement coûteux et encombrants, ce qui freine le déploiement de nouveaux équipements de télécommunication. « Les architectures radars étaient basées auparavant sur des antennes qui se déplaçaient de manière mécanique, en fonction de l’objet visé. Aujourd’hui, les radars utilisent des réseaux d’antennes à balayage électronique, ce qui entraîne une forte augmentation du nombre de circulateurs à intégrer dans ces systèmes », explique Vincent Laur, responsable de SMART (Smart Materials and Related Technologies). Le coût et la taille de ces composants limitent également leur intégration dans les systèmes de télécommunications grand public comme la 5G.

L’équipe SMART travaille ainsi sur la miniaturisation de ces composants« L’objectif est de les miniaturiser tout en conservant leur efficacité », souligne Vincent Laur. L’équipe a notamment mobilisé ses connaissances en matériaux magnétiques pour supprimer les aimants employés dans les circulateurs. « L’objectif : créer des circulateurs autopolarisés, c’est-à-dire fonctionnant sans aimant contrairement aux circulateurs traditionnels. Cela permet de diminuer fortement leur taille », poursuit Vincent Laur. L’équipe a ainsi commencé à tester des matériaux à base d’hexaferrites préorientés« Les composants à base d’hexaferrite ont aussi l’avantage de pouvoir naturellement fonctionner à très hautes fréquences, ce qui n’est pas le cas des composants classiques », indique Vincent Laur.

Les scientifiques ont commencé à développer ce type de matériaux dans le cadre d’un projet européen coordonné par Thales Alenia Space, puis ont prolongé ces études au sein d’un autre projet monté avec le CNES. Elle poursuit aujourd’hui le développement de cette technologie en collaboration avec une entreprise, dans le contexte d’un projet soutenu par le dispositif RAPID de la DGA« Nous espérons réduire l’épaisseur de ces circulateurs de 50 à 90 % », rappelle Vincent Laur.