Etude et conception d'un LNA robuste face à une agression électromagnétique // Study and design of a robust LNA against an electromagnetic pulse attack

Le CEA Gramat est le centre expert des effets des armes, notamment les armes électromagnétiques. Il réalise à ce titre des études de vulnérabilité et de susceptibilité de systèmes soumis à des agressions électromagnétiques (EM) diverses. Depuis plusieurs décennies la miniaturisation et l’intégration de l’électronique a permis de faire émerger des systèmes de radiocommunication très compacts et complexes mais également potentiellement plus vulnérables vis-à-vis d’une agression EM intentionnelle.
L’amplificateur faible bruit (LNA) constitue généralement le premier composant actif de l’étage d’entrée d’une chaîne de réception RF. C’est pourquoi il constitue l’élément dimensionnant face à une telle agression. Afin de limiter cette menace ou de s’en affranchir, une bonne connaissance des effets des agressions EM sur un LNA est essentielle et il s'agit d'identifier de potentielles architectures qui présenteraient une robustesse à ces effets.

L’objectif de la thèse est de proposer une nouvelle architecture de LNA capable de supporter différents types d'agressions EM impulsionnelles.
Le candidat devra étudier les effets d'une agression EM sur un LNA pour en connaître ses limites jusqu'à sa destruction. Une analyse de défaillance sera menée au LAAS Toulouse pour connaitre l'origine et la localisation de la zone endommagée. Il devra s'approprier l’architecture innovante de LNA « auto-adaptatif » disponible au LAAS et l'adapter pour concevoir un nouveau design de composant résilient à différents types d’agression EM. Enfin, une évaluation expérimentale des performances du LNA fabriqué par un partenaire industriel sera effectuée.

La première partie de la thèse sera consacrée à une étude bibliographique sur les LNA : principe, technologies GaAs et GaN, caractéristiques, effets d'une agression EM intentionnelle (AGREMI). On s'intéressera tout particulièrement à la dégradation permanente et non permanente de leurs performances (gain, facteur de bruit) en fonction du niveau et de la forme d'onde de l'agression EM. La seconde partie sera d'évaluer expérimentalement les seuils de dégradation jusqu'à la destruction de plusieurs types de LNA commerciaux et de laboratoire pour plusieurs types d'agressions EM typiques en mode conduit et de proposer une ou des stratégies de protection. La troisième partie sera de proposer un design original de LNA "auto-adaptatif" beaucoup plus robuste. Cette partie reposera sur la base d'une architecture innovante de LNA GaN issue de travaux antérieurs menés au LAAS. La fabrication de ces composants se fera dans le cadre d'une collaboration avec un fondeur européen. Enfin dans une dernière partie, on caractérisera, au niveau du wafer, leurs performances en régime nominal (facteur de bruit en particulier) puis au cours et après une agression EM. Les travaux de thèse se dérouleront entre le laboratoire universitaire LAAS - CNRS à Toulouse et le CEA à Gramat.


Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : DEA
Service : DEA
Laboratoire : DEA
Date de début souhaitée : 01-10-2027
Ecole doctorale : Génie Electrique - Electronique - Télécommunications (GEET)
Directeur de thèse : Tartarin Jean-Guy
Organisme : CNRS
Laboratoire : LAAS
URL : https://www.laas.fr/

Financement public/privé

Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : DEA
Service : DEA

bac+5 en micro-électronique - génie électrique