Conception de systèmes antennaires pour applications de supervision et de localisation dans l'Internet des objets industriel

Conception of antenna systems for monitoring and localization applications in the industrial Internet of things

• Auteur / Autrice : Amina Benouakta
• Direction : Robert Staraj, Fabien Ferrero
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance le 17/04/2024
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique, antennes et télécommunications (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Pannier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Robert Staraj, Fabien Ferrero, Philippe Pannier, Thierry Monédière, Laurent Cirio, Leonardo Lizzi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Thierry Monédière, Laurent Cirio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Internet des objets

Communication ultra large bande

Antennes (électronique)

Mots clés libres

Antennes

Localisation

Systèmes de localisation en temps réel (RTLS)

Ultra-large bande (ULB)

Long range (LoRa)

Internet des objets

Antennas

Localization

Real-time locating system (RTLS)

Ultra-wide bandwidth (UWB)

Long range (LoRa)

Internet of things

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de l'Internet des Objets (Internet of Things, IoT), de l'identification et de la traçabilité d'objets dans des environnements dits complexes, réalisées au moyen de la technologie ULB (Ultra-Large Bande) dite de haute précision temporelle. L'ambition est de contribuer à l'évolution des systèmes ULB de localisation en temps réel par la conception et l'optimisation d'antennes ULB qui soient reconfigurables, multistandards et multifonctionnelles. Ainsi, tout système de localisation intégrant des antennes optimisées sera doté d'une qualité de localisation meilleure et de fonctions nouvelles.Les contributions principales développées dans cette thèse ont consisté en l'apport d'améliorations aux systèmes de localisation en temps réel (RTLS) basé sur la technologie ULB : conception et fabrication d'antennes ULB reconfigurables en fréquence ; conception et fabrication d'une carte électronique de localisation multistandards (ULB et Long Range - LoRa) ; étude expérimentale des systèmes RTLS intégrant les antennes conçues et validation de l'évolution de la localisation en termes de portées supérieures, de détectabilité d'objets sans connaissance préalable de leurs orientations, et en précision améliorée par l'atténuation de signaux multi-trajets.

This thesis is part of the concept of the Internet of Things (IoT), object identification, and traceability in so-called complex environments through Ultra-Wide Band (UWB) technology known for its high temporal precision. The objective is to contribute to the advancement of real-time UWB-based localization systems through the design and optimization of UWB antennas that are reconfigurable, multi-standards, and multi-functions. Therefore, any localization system integrating the optimized antennas will have improved localization quality and new functionalities.The main contributions developed in this thesis involve enhancements to real-time localization systems (RTLS) based on UWB technology: design and fabrication of frequency reconfigurable UWB antennas; design and fabrication of a multi-standard localization electronic board (UWB and Long Range - LoRa); experimental study of RTLS systems incorporating the designed antennas and validation of the evolution of the localization in terms of extended reading ranges, detectability of objects without prior knowledge of their orientations, and improved location accuracy through the attenuation of multi-path signals.