En analysant l'impédance d'une antenne RF suite à sa sollicitation sur un ensemble de fréquences, il est possible de détecter la présence d'objets dans son environnement proche et d'en estimer la distance. Le dispositif est donc passif dans sa mesure – contrairement à de nombreux capteurs de proximité, il n'émet pas une onde qui est réfléchie puis détectée en retour – et sa consommation peut être très faible. Il pourrait répondre à plusieurs usages: mesure d'encombrement, télémètre, localisation d'objet, etc. 
Nous souhaitons explorer avec cette antenne différents scénarios applicatifs, par exemple la télémétrie et la localisation, pour en analyser les performances et limites par rapport à d'autres systèmes, essentiellement acoustiques ou optiques. Notamment, il est connu que le matériau de l'objet (métal, verre, plastique) influence la mesure, et que la finesse du balayage fréquentiel pour obtenir l'impédance de l'antenne –  opération qui est réalisée à l’aide d’un analyseur de réseau vectoriel (VNA) –  impacte la consommation. De même, l'environnement dans lequel le dispositif est positionné peut dégrader ses performances. Une attention particulière sera portée sur ces différents éléments au cours du stage, l’objectif final étant d’aboutir à un système de mesure frugal, offrant le meilleur compromis entre performances et consommation.

La bibliographie sur le dispositif étudié étant restreinte, le stage pourra débuter assez rapidement sur la phase expérimentale. Le premier sujet étudié concernera la sensibilité du capteur au matériau de l’objet pour la fonction de mesure de distance. Le travail inclura les étapes suivantes : 

• la construction de scénarios permettant d’analyser la mesure de distance dans une configuration donnée, notamment le choix du matériau de l’objet, la distance de celui-ci au capteur, les spécifications du capteur (fréquence de fonctionnement /taille de l’antenne). La possibilité de combiner plusieurs capteurs en même temps sera investiguée.  
• Les signaux associés aux scénarios seront enregistrés dans une base de données,
• puis la dernière étape d’analyse de ces signaux par traitement aura pour objectif d’améliorer la réponse du capteur.

On peut imaginer des algorithmes de traitement du signal ou d’apprentissage machine compensant la réponse du capteur. Les expériences seront réalisées dans un premier temps à l’aide d’un logiciel de simulation puis sur un banc de mesure de laboratoire pour confronter les algorithmes proposés à une situation réelle. Ce stage exploratoire sera encadré par un expert en traitement du signal et un expert en Radio Fréquences. Son bon déroulement dépendra aussi de la créativité du candidat et de sa capacité à analyser ses résultats pour ajuster les expériences et algorithmes en conséquence.

Compétences recherchées pour ce stage :

• Master2/Ingénieur avec spécialisation en traitement du signal/apprentissage machine et bonnes connaissances en Radio Fréquences (la maitrise des deux est préférable),
• Maitrise de python et de ses modules communs de calcul scientifique,
• Autonomie et qualité rédactionnelle,
• La connaissance des logiciels de simulations électromagnétiques HFSS et/ou CST Studio est un plus.