Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes
UMR CNRS 6164

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Modélisation et optimisation électromagnétique

Objectifs :

L’activité du thème est centré sur le développement d’outils de résolution des équations de Maxwell. Le champ d’utilisation des « codes » développés s’étend principalement dans le domaine des antennes mais concerne également les circuits hyperfréquences, la CEM ou encore la dosimétrie.

L’objectif poursuivi est double :

  • développer des méthodes numériques et analytiques d’analyse et de synthèse en s’adaptant constamment aux nouveaux besoins liés aux évolutions technologiques,
  • imaginer et expérimenter de nouvelles approches et stratégies de modélisation visant à lever les verrous de l’analyse et de l’optimisation électromagnétique.

Pour répondre à ces objectifs, les chercheurs associés au thème s’appuient sur des outils « maison » reposant sur diverses méthodes fréquentielles ou temporelles, intégrales ou différentielles. Ces logiciels sont constamment enrichis et utilisés pour tester les approches innovantes. Les logiciels commerciaux disponibles au laboratoire sont également utilisés dans des configurations originales où ils peuvent être hybridés ou couplés avec d’autres simulateurs.

Perspectives :

Les principales perspectives sont les suivantes :

  • Le développement d’outils de modélisation des réseaux réflecteurs constitue un enjeu important pour les chercheurs impliqués. Les travaux déjà menés ont permis de mettre au point un outil précieux pour la conception des cellules déphaseuses du réseau. Reste que la simulation FDTD (donc 3D) des cellules environnées est très gourmande en ressources informatiques. L’utilisation de la MoM avec un traitement efficace des couplages entre éléments à l’aide d’une approche multirésolution est une piste que nous souhaitons explorer. Plus généralement, le traitement accéléré de grands réseaux (finis) est un objectif majeur pour le thème modélisation.
  • L’utilisation de la MSMoM pour une optimisation rapide des cellules est également envisagée. Enfin, l’insertion d’éléments actifs dans les cellules étant une perspective naturelle, le développement d’une méthode d’analyse globale est indispensable pour relever ce défi de conception.
  • L’optimisation des lentilles intégrée est un axe que l’équipe souhaite poursuivre. Les lentilles visées étant de taille réduite, les méthodes hautes fréquences ne sont plus adaptées. Pour cette raison, le développement d’un simulateur rapide basé sur les équations intégrales de volume couplées à une approche du type fast multipole est en phase préliminaire de développement. D’une manière générale, l’optimisation électromagnétique reste un axe de recherche prioritaire pour l’équipe.
  • L’extension de la MSMoM au cas 3D est une direction très prometteuse. La MSMoM-3D permettra certainement de traiter et d’optimiser rapidement des structure 3D mêlant matériaux diélectriques et métalliques.
  • Enfin, les travaux portant sur la multirésolution vont être poursuivis d’une manière générale. Le but est maintenant d’imaginer et mettre en œuvre des stratégies réellement efficaces pour analyser des problèmes de taille conséquente.

Au cours des dernières années, ce thème a été étroitement associé à l’activité « Antenna Software » du réseau d’excellence ACE, pilotée par l’IETR et KUL (Belgique). L’IETR a notamment joué un rôle majeur dans l’organisation d’un benchmark de logiciels de modélisation d’antennes, à l’échelle européenne. Ce travail a fait apparaître de nombreux « verrous » de modélisation qu’il convient maintenant de lever. Parallèlement, une réflexion a été engagée sur une standardisation des interfaces d’entrée/sortie des logiciels de simulation EM. La prochaine mise en œuvre de cette interface offrira des perspectives de combinaisons de logiciels auxquelles l’IETR sera amené à participer.

Cette réflexion européenne trouvera également son prolongement dans les travaux du GDR « Ondes » et notamment de son thème 1, dans l’animation duquel l’IETR est directement impliqué.






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