Tests OTA (Over-the-Air) des dispositifs à atomes en transmission de radiofréquences/d’ondes millimétriques
Les tests OTA (Over-the-Air) sont déterminants dans le contexte des technologies de télécommunications, comme la 5G NR (nouvelle radio) dans les bandes dites de Frequency Range 2 (FR2). À l’heure actuelle, les fréquences supérieures à 20 GHz constituent l’un des domaines d’ingénierie les plus actifs des technologies RF. Cependant, de telles fréquences posent un défi technique majeur en raison des limites des antennes métalliques.
Comme solution de remplacement des antennes actuelles, qui doivent être manipulées avec soin et régulièrement étalonnées de manière traçable pour en assurer la précision, nous avons mis au point un test RF absolu des dispositifs à atomes de Rydberg.
Les têtes des capteurs diélectriques sont produites dans une variété de formes géométriques et peuvent être utilisées à une très courte distance des dispositifs à l’essai. Couplé à une fibre optique, leur système laser de contrôle et de lecture est commandé à distance.
Un prototype prêt pour la commercialisation est en cours de transfert vers WaveRyde Instruments, la première entreprise issue de l’essaimage technologique du Laboratoire d’idées Quantum Valley, pour la mise au point de son premier produit.
Avantages :
- Le système est autoétalonné, ce qui permet d’effectuer des mesures répétables et exactes durant les phases de conception et de mise à l’essai des dispositifs RF, et de réduire le temps nécessaire pour effectuer des mesures complexes
- Un seul système peut fonctionner sur une large gamme de fréquences (MHz, GHz, THz), ce qui simplifie l’environnement de test pour les utilisateurs et réduit le coût des tests.
- Flexibilité : Les capteurs à base de cellules à vapeur peuvent être fabriqués dans pratiquement toutes les tailles et toutes les formes géométriques, ce qui permet une utilisation dans une grande diversité de situations
- Contrairement aux antennes métalliques, les cellules à vapeur sont diélectriques, ce qui signifie qu’elles sont transparentes aux champs RF.
- Elles peuvent atteindre une précision sous la longueur d’onde.
Utilisations prévues :
- Tests et mesures RF
- Étalon primaire d’ondes électromagnétiques RF
Récepteurs à atomes de Rydberg
Les communications modernes et les antennes radar dans la gamme de fréquences allant du MHz au GHz nécessitent une amplification et un filtrage considérables.
Les atomes de Rydberg permettent d’éliminer ces obstacles, mais les cellules à vapeur classiques ne sont pas assez sensibles pour être utilisées comme récepteur RF. Pour résoudre ce problème, nous avons fabriqué de nouveaux cristaux photoniques qui amplifient les champs RF avec lesquels les atomes interagissent.
Les cellules à vapeur à base de cristaux photoniques éliminent le besoin d’amplification, tout en conservant les avantages diélectriques des cellules à vapeur. De plus, il est possible de regrouper dans un même système plusieurs récepteurs fonctionnant à des fréquences différentes.
Des travaux de recherche et développement sont en cours dans les installations du Laboratoire d’idées pour fabriquer des prototypes de ces systèmes.
Avantages :
- Taille, poids et puissance : Le récepteur fournit une amplification intégrée, réduisant la complexité et le coût global des appareils radar
- Sa construction diélectrique (sans métal) réduit les interférences et est invisible à la détection radar
- Sa sensibilité élevée à la polarisation offre une meilleure détection de la forme et de la composition des cibles
- Déploiement en réseau : Le système a été conçu pour prendre en charge plusieurs récepteurs fonctionnant ensemble, offrant la possibilité d’une configuration radar multistatique pour une meilleure détection des cibles et un déploiement dans diverses situations d’utilisation à fort impact
Utilisations prévues :
- Radar
- Communications
