Doctorant : Circuits de synchronisation de fréquence en technologie CMOS avancée pour les applications GNSS-R spatiales

GÉNÉRAL:

Le GNSS-R est une technique permettant d’effectuer une observation de la Terre basée sur la réflexion sur le sol (ou la mer ou la glace) de signaux provenant des signaux GNSS (Global Navigation Satellite System). Le projet proposé consiste à former une nouvelle génération d’experts, au niveau doctoral, capables d’apporter un saut qualitatif à cette technologie. L’objectif scientifique et technologique consiste à développer de tels systèmes basés sur une constellation synchronisée de Cubesats. Un avantage important de cette disposition est le très faible coût des cubesats et la possibilité d’augmenter la résolution grâce à la formation de faisceaux des satellites. La vérité sur le terrain, ainsi que certaines méthodes, proviendront de la technologie des radars en champ proche. Cela nécessitera des recherches plus approfondies sur tous les segments de la technologie GNSS-R et au-delà : lancement et ajustement des formations cubesat, synchronisation RF, interférométrie entre plates-formes mobiles, étalonnage des frontaux RF, essais au sol utilisant des drones, des systèmes cubesat, sur- traitement des cartes, transfert et analyse des données, traduction en vérité terrain et en prédictions importantes pour les études sur le changement climatique et pour une gestion optimale du territoire. Le projet pourrait également bénéficier d’autres technologies utilisant l’interférométrie, telles que la radioastronomie et les communications basées sur les réseaux multiéléments. Il devrait également aider les segments industriels à utiliser les signaux GNSS, tels que l’agriculture de précision, la foresterie et la gestion des mers et des terres.

Programme de formation des chercheurs recrutés :

GLITTER propose un riche programme de formation intersectorielle, avec des partenaires privés et académiques, reconnus dans tous les segments de l’observation de la Terre par satellite aux micro-ondes. Le programme a été conçu en tenant compte des aspects « triple i » : international, intersectoriel et interdisciplinaire, grâce aux différentes compétences apportées par chaque partenaire du réseau ainsi qu’un enseignant extérieur au consortium aux compétences complémentaires.

Chaque doctorant (DC) bénéficiera d’un programme de formation individuel et personnalisé, établi dans le Plan Personnel de Développement de Carrière (PCDP) qui offre une combinaison de compétences spécifiques à la recherche et transférables. Tout d’abord, la formation de base, souvent mais pas toujours locale, avec une commande de 5 ECT sur des thèmes spécialisés, proches d’un projet personnel DC donné, pour lui permettre d’acquérir une compréhension approfondie de son sujet. Deuxièmement, la formation à l’échelle du réseau sera proposée par le consortium pendant tout le cycle de vie du projet à travers 4 écoles de formation et 3 ateliers. Les ateliers comprendront le développement pratique basé sur le système.

Conditions de travail

Chaque organisation d’accueil nommera le candidat retenu dans le cadre d’un contrat de travail avec un salaire très compétitif. Le boursier devrait rejoindre son organisation d’accueil à partir du 1er septembre ²⁰²⁴ (heure estimée). Un financement supplémentaire pour la participation à des cours, ateliers, conférences, etc. est assuré.

Tous les postes incluent une piste de doctorat et le candidat retenu sera inscrit au programme de doctorat de l’établissement d’accueil. Si la filière doctorale nécessite une durée supérieure à 36 mois, les détails et les implications financières seront fournis par l’établissement d’accueil.

Critères d’éligibilité UE pour les candidats :

Le doctorant (DC) peut être ressortissant d’un État membre, d’un pays associé ou de tout pays tiers.

Les chercheurs doivent être doctorants (pas de doctorat à la date de recrutement)

Le DC ne doit pas avoir résidé ou exercé son activité principale (travail, études, etc.) dans le pays de son organisation d’accueil pendant plus de 12 mois au cours des 3 années précédant immédiatement son recrutement. (Le service national obligatoire, les courts séjours tels que les vacances et le temps passé dans le cadre d’une procédure d’obtention du statut de réfugié au sens de la Convention de Genève ne sont pas pris en compte).

Profil des candidats :

§ Diplôme de maîtrise en génie électrique/électronique ou dans un domaine connexe.

§ Solide expérience en physique des semi-conducteurs et outils de simulation électronique (Spice, Cadence, …), la connaissance des techniques de traitement des semi-conducteurs est un plus.

§ Dossiers académiques exceptionnels.

§ Excellentes compétences en communication en anglais.

§ Penseur motivé et innovant, passionné par la résolution de défis complexes en matière d’observation de la Terre et de télédétection.

Tous les membres du consortium sont des employeurs garantissant l’égalité des chances.

Centres de recherche :

§ Université catholique de Louvain, Belgique

§ Technische Universiteit Delft, Pays-Bas

§ Université du Luxembourg, Luxembourg

§ Institut des sciences spatiales (ICE-CSIC), Barcelone, Espagne

§ Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace, France

§ Université de Cambridge, Royaume-Uni

§ Universitat Politecnica de Catalunya, Espagne (Partenaire associé)

Entreprises:

§ Syntonie, France

§ Polychord Ltd., Royaume-Uni

§ Hydroscan, Belgique (Partenaire associé)

Pour en savoir plus sur chacun des neuf sujets de thèse proposés dans ce projet, veuillez cliquer sur le lien suivant : https://sites.uclouvain.be/DN_GLITTER/

Projets de recherche individuels à l’échelle du consortium :

DC1 – Traitement du signal GNSS-R multifréquence 

DC2 – Enquête sur les concepts instrumentaux avancés de réflectométrie avec des signaux diffusés simulés 

DC3 – Développer un système électronique RF capable de synchroniser de manière cohérente les signaux reçus sur différents Cubesats 

DC4 – Calibrage des produits GNSS-R pour l’humidité du sol à l’aide d’un radar embarqué sur drone 

DC5 – Angle rasant GNSS-R pour une altimétrie précise 

DC6 – Calibration et expériences à l’échelle d’un drone 

DC7 – Déploiement et contrôle d’un télescope distribué en formation de nanosatellites 

DC8 – Acquisition et télémétrie des signaux GNSS-R 

DC9 – Système Cubesat 

DC10 – Circuits de synchronisation de fréquence en technologie CMOS avancée pour les applications GNSS-R spatiales.

DC11 – Technologie d’antenne 

DC12 – Analyse et optimisation bayésiennes avancées de CubeSat 

Description du projet concerné par cette offre (DC10)

La réflectométrie basée sur les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS-R) est un moyen puissant de récupérer des informations à partir d’une surface réfléchissante (pour l’observation de la Terre) en exploitant le GNSS comme signal d’opportunité. En fonction de i) la plate-forme de détection (au sol, aéroportée, spatiale), ii) la surface réfléchissante (glace, mer, terre) et iii) le nombre d’antennes de réception, le système/récepteur fournit des résultats différents, qui permettent de différentes applications. Dans ce projet, nous explorons la possibilité de générer des réseaux de formation de faisceaux pour les applications GNSS-R avec des antennes de réception réparties sur un essaim de petits satellites. Un tel système offre l’avantage d’augmenter le gain du réseau d’antennes, mais présente un défi majeur en termes de synchronisation de fréquence entre les multiples récepteurs satellitaires.

Ce doctorat vise à faire progresser la conception de récepteur GNSS-R de pointe en étudiant, concevant et testant des circuits intégrés pour la synchronisation de fréquence avec une linéarité élevée, un faible bruit de phase et une faible consommation, dans le but ultime de permettre la formation de faisceaux synchronisée dans espace. Cet objectif sera atteint, notamment grâce à la conception, à la fabrication et aux tests de boucles à verrouillage de phase (PLL) en CMOS industriel entièrement éprouvé (FD) SOI (silicium sur isolant) (28 ou 22 nm). technologie, embarquant notamment un oscillateur et un diviseur de fréquence. Si nécessaire, un amplificateur spécifique à faible bruit pourrait également être envisagé. La conception sera renforcée et testée contre la dose totale et les effets transitoires induits par les ions lourds.

Le doctorant effectuera un séjour de recherche de 3 mois à la TU Delft pour travailler sur le matériel radar en champ proche, et un séjour de recherche de 3 mois à l’Université du Luxembourg pour travailler sur les systèmes d’acquisition GNNS-R.