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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes

Publications de l'équipe MINC

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889documents trouvés

18301
28/09/2018

Measurement of Shock Wave and Particle Velocities in Shocked Dielectric Material from Millimeter-Wave Remote Sensing

B.ROUGIER, H.AUBERT, A.LEFRANCOIS

MINC, CEA-DAM

Manifestation avec acte : European Microwave Week ( EuMW ) 2018 du 23 septembre au 28 septembre 2018, Madrid (Espagne), Septembre 2018, 9p. , N° 18301

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01876708

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Abstract

A millimeter-wave remote sensing technique is used here as a noninvasive and continuous approach for the real-time measurement of shock wave velocity as well as the velocity of the shocked dielectric material during an impact. Experimental results obtained from planar symmetric impacts on PolyMethyl MethAcrylate (PMMA) cylinders are discussed and demonstrate that the proposed millimeter-wave remote sensing technique is highly convenient for deriving both the velocity of the shock wave and velocity of the shocked PMMA material. The proposed approach is applicable to any dielectric material subject to an impact and is an excellent candidate for deriving the equation of state of shocked materials.

144721
18277
12/09/2018

Polyethylene Outgassing Study for MEMS Nuclear Radiation Sensor

D.KUMAR, J.PHILIPPE, S.CHARLOT, S.ASSIE-SOULEILLE, A.LECESTRE, A.FERRAND, H.AUBERT, P.PONS

MINC, TEAM, I2C, ICA

Manifestation avec acte : Eurosensors 2018 du 09 septembre au 12 septembre 2018, Graz (Autriche), Septembre 2018, 4p. , N° 18277

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01852434

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Abstract

In this paper, the out-gassing from PolyEthylene (PE) film is studied under nuclear irradiation for the design and fabrication of passive MEMS dosimeters. The fabrication of sensor needs high temperature process that leads to specific constraints on the PE film. Radiation chemical yield of hydrogen production (G H2) from PE under gamma irradiation is verified by mass spectroscopy after temperature annealing in vacuum up to 400°C. Prototypes are fabricated to validate the fabrication of the sensor and then irradiated with high energy gamma radiation (with dose of 20 kGy). Measurements of membrane deflections after irradiation validate the G H2 factor, showing low pollution level of PE during sensor fabrication.

144596
18276
12/09/2018

Dynamic Mechanical Simulation of Miniature Silicon Membrane during Air Blast for Pressure Measurement

J.VEYRUNES, J.RIONDET, A.FERRAND, M.LAVAYSSIERE, J.LUC, H.AUBERT, P.PONS

ICA, MINC, CEA-DAM

Manifestation avec acte : Eurosensors 2018 du 09 septembre au 12 septembre 2018, Graz (Autriche), Septembre 2018, 4p. , N° 18276

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01852437

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Abstract

The development of new ultra-fast sensors for pressure air blast monitoring requires taking into account the very short rise time of pressure occurring during explosion. Simulations show here that the dynamic mechanical behavior of membrane-based sensors depends significantly on this rise time when the fundamental mechanical resonant frequency of the membrane is higher than 10 MHz.

144594
18201
15/08/2018

Passive and Chipless Packaged Transducer for Wireless Pressure Measurement

J.PHILIPPE, R.DE PAOLIS, C.ARENAS BUENDIA, D.HENRY, A.COUSTOU, A.RUMEAU, H.AUBERT, P.PONS

MINC, I2C

Revue Scientifique : Sensors and Actuators A: Physical, Vol.279, pp.753-762, Août 2018 , N° 18201

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01838614

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Abstract

A new microwave fully passive, chipless and packaged sensor for wireless pressure monitoring in harsh environments (such as, extreme temperature, radioactive and/or toxic environments) is proposed in this paper. The sensor consists of a planar microstrip resonator, which is electromagnetically coupled with a high resistivity and thin silicon membrane. Prototypes have been designed and fabricated using a photoresist intermediate layer for the silicon membrane bonding. The electromagnetic simulation of the system is also performed in order to predict the transducer performances. Measurement results using the packaged sensor are provided to experimentally validate the simulation results and the manufacturing process.

144133
18300
20/07/2018

Simultaneous Shock and Particle Velocities Measurement using a Single Microwave Interferometer on Pressed TATB Composition T2 Submitted to Plate Impact

B.ROUGIER, A.LEFRANCOIS, H.AUBERT, E.BOUTON, J.LUC, A.OSMONT, Y.BARBARIN

MINC, CEA-DAM, CEA/Gramat

Manifestation avec acte : International Detonation Symposium ( DetSymp ) 2018 du 15 juillet au 20 juillet 2018, Cambridge (USA), Juillet 2018, 7p. , N° 18300

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01876716

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Abstract

Microwave interferometry has been applied to study the shock initiation response of TATB-based HE samples in order to perform the simultaneous measurement of the shock and particle velocities. The particle velocity characterization is not possible with the standard phase method. Therefore the new analytic electromagnetic wave propagation method, based on the Doppler frequency shifts of reflecting moving dielectric interfaces, has been developed and applied to the single sustained shock experiment. The experimental results are compared with hydrocode numerical simulations and a good agreement is observed.

144719
18302
14/07/2018

Electromagnetic Wave Reflection from Shocked Dielectric Materials

B.ROUGIER, H.AUBERT, A.LEFRANCOIS

MINC, CEA-DAM

Manifestation avec acte : International Symposium on Antennas and Propagation ( IEEE-APS ) 2018 du 08 juillet au 14 juillet 2018, Boston (USA), Juillet 2018, 3p. , N° 18302

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01876698

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144732
18199
06/07/2018

Efficacité énergétique des architectures de communication sans fils IR-UWB pour les réseaux de capteurs sans fil

B.BENAMROUCHE

MINC

Doctorat : INSA de Toulouse, 6 Juillet 2018, 121p., Président: P.PONS, Rapporteurs: L.FRESQUET, L.DOBRESCU, Examinateurs: N.VARACHIU, A.GHIOTTO, Directeurs de thèse: D.DRAGOMIRESCU , N° 18199

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01886636

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Abstract

This Ph.D. Subject proposes the design of a new generation of wireless sensor networks (WSN) based on impulse radio ultra-wide band (IR-UWB), reconfigurable upon the application, reliable and ultra-low power. Applications like structure health monitoring of aerospace structures or portable smart sensing systems for human protection can be targeted. These industrial applications impose very demanding specifications for the wireless communication protocol (in some cases, new services are needed like: localization, clock synchronization, real-time transmission, etc) on one side, and for the circuit design, on the other side, as the ultra-low power circuits are needed. Energy efficiency is the major driver in today development of the wireless sensor networks. We chose impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) technique for our developments. IR-UWB is a very promising technique able to respond to the wireless communication protocol constraints and to energy efficiency constraints.! The objective of this Ph.D. will be to design an ultra-low power IR-UWB transceiver. IR-UWB signal processing techniques has to be study and innovator solution has to be proposed for the implementation of the IR-UWB transceiver. The first prototype will be developed on FPGA boards (and/or USRP boards) and the final IR-UWB transceiver will be an ASIC in CMOS technology. The design of an ultra-low power consumption of the CMOS transceiver will be a major concern. Modern ultra-low power circuit techniques from the nanometrics CMOS design kits will be used. MAC layer adapted to the demands of the application and working on IR-UWB physical layer will be also studied and designed. A microprocessor integration on the chip for power management of the different parts (sensor, communication, computing, energy harvesting) of the system can also be studied. This work will be based on the previous research results obtained in our team in the case of static WSN. This work will take plac! e in the highly stimulating and competitive environment of a E! uropean project.

Résumé

Le sujet de thèse propose une nouvelle génération de réseaux de capteur sans fil base sur impulse radio ultra wide bande (IR-UWB) reconfigurable suivant l'application souhaitée et a très basse consommation. Le dispositif peut être utilisé dans différents domaines comme l’aéronautique et l’aérospatiale. Ces applications industrielles imposent des spécifications très exigeantes pour le protocole de communication sans fil (dans certains cas, de nouveaux services sont nécessaires comme : la localisation, la synchronisation de l'horloge, la transmission en temps réel, etc.) D'un cote, et pour la conception de circuits, de l'autre cote, les circuits de puissance ultra-faible sont nécessaires. La consommation énergétique d’un système de communication sans fil est la contrainte majeure pour le déploiement d’un réseau de capteurs sans fil autonome. Les travaux de recherche présente dans cette thèse ont menés au développement d’un émetteur-récepteur à très faible consommation d’énergie pour les réseaux de capteurs sans fil autonome pour des applications de structural Heath monitoring dans des domaines aéronautique. Une description est faite pour les différents types de technologie de communication sans fil pour la surveillance des structures (SHM), la technologie ultra large bande (UWB) et les régulations en bande autorisée dans le monde, quelles sont les différents application ciblées par de tels technologie en se concentrant sur les système de surveillance des structure pour le domaine aéronautique. Nous avons détaillé la communication sans fil ultra large bande (UWB) en présentant la technique de communication sans fil UWB par ! impulsion avec les avantages qu’elle offre pour notre application et illustrer les travaux existant actuellement. Une présentation est faite de l’architecture de l’émetteur-récepteur IR-UWB conçu en détaillant le design complet avec l’intégration de la solution proposée clock-gating pour un système à une grande efficacité énergétique avec une implémentation et validation d’un prototype sur une plateforme FPGA. Une description de la conception et la fabrication d’un système sur puce ASIC de notre design d’émetteur-récepteur IR-UWB avec la technologie CMOS 65nm de st microélectronique et les avantages qu’il offre que ça soit en terme d’efficacité énergétique ou de taille de système.

Mots-Clés / Keywords
Fatigue structurelle; Réseau de capteurs sans fil; Émetteur-récepteur IP-UWB; FPGA; ASIC; Faible consommation; Structural health monitoring; Wireless sensor network; IP-UWB Transceiver; Energy efficient;

144115
18303
01/07/2018

Reflection of Electromagnetic Waves on Moving Interfaces for Analyzing Shock Phenomenon in Solids

B.ROUGIER, H.AUBERT, A.LEFRANCOIS, Y.BARBARIN, J.LUC, A.OSMONT

MINC, CEA-DAM, CEA/Gramat

Revue Scientifique : Radio Science, Vol.53, N°7, pp.888-894, Juillet 2018 , N° 18303

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01876713

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Abstract

A new closed-form expression is derived in this paper for computing the electromagnetic field reflected by two moving interfaces. The interfaces velocities and refractive index between interfaces are then derived from measurable frequencies and amplitudes embedded in the reflected electromagnetic field. As an application, the remote analysis of the shock wave phenomenon in solids is reported and shock wave descriptors are estimated. Based on the proposed approach, physical insights on published measurement results are reported. Two cases are investigated: one from the literature and one from new data on shock loading of PolyMethyl MethAcrylate.

144734
18240
15/06/2018

Active FMCW Radar Imaging for Long-Range Wireless Passive Sensors

J.PHILIPPE, D.HENRY, P.PONS, H.AUBERT

MINC

Manifestation avec acte : IEEE International Microwave Symposium ( IMS ) 2018 du 10 juin au 15 juin 2018, Philadelphie (USA), Juin 2018, 46p. , N° 18240

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01852433

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144393
18241
10/06/2018

Wireless Remote Monitoring of Packaged Passive Sensor for In-situ Pressure Measurement in Highly Reflective Environments

J.PHILIPPE, D.HENRY, M.DE PAOLIS, A.RUMEAU, A.COUSTOU, S.CHARLOT, P.PONS, H.AUBERT

MINC, I2C, TEAM

Manifestation avec acte : IEEE International Microwave Symposium ( IMS ) 2018 du 10 juin au 15 juin 2018, Philadelphie (USA), Juin 2018, 4p. , N° 18241

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01852440

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Abstract

This communication reports the design of a packaged passive microwave sensor for measuring applied pressures up to 3bars in highly reflective (metallic) environments. The technological fabrication process is detailed as well as the packaging of the device, which shows an outstanding 440MHz/bar sensitivity between 0.75 and 2.8bars. A microwave Frequency Modulated Continuous Wave (FM-CW) radar is then used for remotely reading the applied pressures. A large full-scale range of 12dB is obtained with a sensitivity of 5.7dB/bar and an estimated precision of ±10mbars between 0.5 and 2bars.

144395
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