Projet ANR-13-IS03-0001 – MAESTRO : Antennes intégrées agiles pilotées par des matériaux ferroélectriques accordables
Programme : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SIMI 3 - Matériels et logiciels pour les systèmes et les communications (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SIMI 3) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Valérie MADRANGEAS (Xlim UMR 7252 - CNRS/Université de Limoges)
Partenaires : NIMP National Institute of Materials Physics; Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface; Laboratoire X-LIM
Montant : 240234.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : Le  projet MAESTRO a pour objectif de concevoir des antennes intégrées reconfigurables à faible consommation grâce aux propriétés d’agilité offertes par les matériaux ferroélectriques. En effet ceux-ci possèdent une permittivité diélectrique qui varie sous l’effet d’un champ électrique appliqué. 
L’intégration 3D sera nécessaire dans les systèmes de communication du futur si l’on veut concevoir des dispositifs à la fois à faible consommation, miniaturisés et le plus efficaces possible. 
Les performances des antennes compactes miniatures sont limitées par les lois de la physique en termes de bande passante et d’efficacité de rayonnement. De plus, celles-ci sont particulièrement sensibles à leur environnement et leur contexte d’utilisation qui peuvent altérer leurs performances, faire varier leur rayonnement ou leur fréquence de fonctionnement. Il est donc indispensable de concevoir des aériens agiles qui sauront s’adapter aux conditions d’utilisation en étant par exemple capable de compenser des perturbations telles qu’un shift en fréquence ou encore un diagramme de rayonnement altéré.  
L’état de l’art des antennes reconfigurables propose des solutions à base de diodes varactors, de MEMs, de diodes PIN, de transistor FET ou encore de matériaux agiles tels que les ferroélectriques. Ces solutions permettent d’obtenir une variation de la bande d’adaptation ou encore une reconfiguration du diagramme de rayonnement. Les solutions à base de diodes PIN, qui ne possèdent que deux états ne permettent pas une agilité sur une large bande de fréquence. La consommation des transistors FET est trop élevée et les MEMs souffrent encore d’une rapidité de commutation ou d’une fiabilité limitées. Les varactors sont les solutions les plus utilisées dans les antennes miniatures agiles. Toutefois elles souffrent de pertes souvent élevées et ont une tenue en puissance très limitée qui autorise difficilement leur utilisation dans des dispositifs en émission. Ces 2 limitations sont très pénalisantes pour les futurs capteurs sans fil faible consommation ou encore pour des applications dans le domaine de la radio cognitive.
L’objectif du projet MAESTRO est de lever les limitations des composants actuellement utilisés en proposant une solution de rupture représentée par l’utilisation de matériaux ferroélectriques. En effet, ceux-ci présentent le double intérêt de permettre la conception d’aériens agiles et de permettre, grâce aux techniques de dépôts de couches minces, une intégration 3D de l’antenne et de son dispositif d’accord.
Ce projet, à caractère multidisciplinaire, demande des compétences dans les domaines des matériaux, des techniques de dépôts, de la caractérisation hyperfréquences, de la modélisation électromagnétique ou encore de la mesure d’antennes. Le consortium, constitué de 3 partenaires, est en ce sens parfaitement complémentaire :
 •Xlim développera de nouvelles méthodes de modélisation de couches minces au sein d’un système antennaire et concevra ainsi différentes topologies d’antennes reconfigurables.  De plus, ce laboratoire caractérisera les couches ferroélectriques dans des bandes de fréquences allant du GHz à 60 GHz. Deux équipes du laboratoire (OSA et MINACOM) seront associées pour cela,
 •Le SPCTS apportera ses compétences et son expérience dans l’élaboration de procédés et/ou de matériaux ou le dépôt des couches minces (par ablation laser) pour des applications à l’électronique. On peut noter que ces 2 laboratoires collaborent depuis longtemps et sont associés dans le Laboratoire d’excellence  Sigma- LIM.
 •Le NIMP (National Institute of Materials Physics) de son coté, possède de grandes compétences dans l’élaboration et la caractérisation de matériaux massifs, de films minces ainsi que dans la réalisation de dispositifs électroniques les utilisant.