STAGE - Méthodes numériques exploitation de l'axe fréquentiel en mesure antenne

Le CNES dispose de moyens importants de mesure du champ rayonné par les antennes (cf chambre anéchoïque ou BCMA du CNES). Le service Antennes intervient à de nombreuses étapes de développement de systèmes antennaires étant donné la nature omniprésente de ces derniers dans les systèmes spatiaux; des premières validations de prototypes exploratoires jusqu'aux tests de modèles de vol. La complexité et le coût en ressources de ces mesures de champ rayonné conduisent à des choix sur les quantités mesurées, particulièrement pour les grands systèmes. On souhaite donc réduire au maximum l'information qu'il est nécessaire de prélever tout en permettant de reconstruire le champ rayonné avec la même précision. 

Les méthodes classiques de caractérisation des champs rayonnés et de réduction des données reposent sur des approches harmoniques, où chaque fréquence est traitée de façon indépendante. Le champ rayonné est prélevé sur une surface et cet échantillonnage est ensuite utilisé afin de décomposer le signal dans une base de fonctions connues, reliées à la physique du problème de propagation des champs électromagnétiques. La caractérisation du champ rayonné est ainsi ramenée à la détermination des coefficients de décomposition dans cette base de fonctions. Le champ rayonné possède néanmoins des propriétés de régularité par rapport à la fréquence, qui se retrouve ainsi dans les coefficients de décomposition. L'information selon l'axe fréquentiel peut ainsi être exploitée comme vecteur de donnée supplémentaire mais nécessite l'adaptation des méthodes de décomposition classiques, harmoniques. La viabilité de cette piste a été validée par 2 publications issues de travaux CNES.

Objectifs du stage : 

A partir de mesures de champs rayonnés par des antennes, le ou la stagiaire aura pour mission de concevoir et d'améliorer des algorithmes de traitement de ces données dans l'objectif d'exploiter au mieux l'information contenue sur l'axe fréquentiel et de réduire la taille des échantillons nécessaires ou de fiabiliser l'utilisation des sous-échantillonnages. Plusieurs pistes de développements sont envisagées :

• Etude sur les opérateurs linéaires permettant de favoriser la discrimination de l'information contenue sur l'axe fréquentiel (l'état de l'art se basant sur une transformée de Fourier).
• Etude sur les algorithmes de résolution de problèmes multifréquences (l'état de l'art se basant sur l'algorithme de Least Angle RegresSion LARS).
• Amélioration de l'algorithme existant (LARS, étude sur les critères d'arrêt, paramétrage adaptatif de l'algorithme).

Le stage pourrait débuter en Mars 2027.

Nous cherchons un ou une étudiant.e pour un stage de fin d'études avec des connaissances en mathématiques appliquées, programmation et calcul scientifique. Des compétences en physique et plus particulièrement en électromagnétisme sont un plus. Le stage est orienté vers un travail d'ordre exclusivement numérique, qui sera effectué en Python. Néanmoins une partie expérimentale au sein du Laboratoire d'Etudes et de Mesure d'Antennes et de modélisation d'antennes au sein du Laboratoire d'Etudes et de Simulation d'Antennes pourront être menées selon le profil retenu. Un projet de thèse de doctorat sur la thématique du stage est en construction pour l'année prochaine.

*En tant qu'EPIC, le CNES applique un principe de neutralité (notamment politique et religieux) à l'ensemble de ses collaborateurs