Post-Doctorate offer for the development of antennas and textile metamaterials for the recovery of ambient electromagnetic energy

Contexte
Ces dernières années, les objets connectés se sont immiscés dans la vie quotidienne, et des textiles connectés commencent à être proposés sur le marché. D’autres produits, dits textiles intelligents, comportant des capteurs et modules d’électroniques embarquées se sont aussi développés en s’orientant vers le marché professionnel (vêtements militaires ou de sécurité) et vers les domaines de la santé et du sport. Cependant, leur fiabilité reste discutable en particulier à cause de problèmes liés à la connectivité et à l’alimentation des modules électroniques. Parmi différentes solutions d’alimentation, la récupération de l’énergie électromagnétique ambiante (ondes Wifi, GSM, TNT) est envisagée. Pour récupérer cette énergie, il est nécessaire de développer des antennes rectifiées (rectennas) composées dans le principe d’une antenne et d’un circuit de redressement. Cependant, une variante à l’antenne peut être l’utilisation de la localisation des champs observée dans les structures métamatériaux, et le circuit de redressement peut être réalisé au moyen d’une électronique dédiée.
Le projet LUMINOPTEX (http:/project.web4projects.com/project/Luminoptex/Partenariat) est un projet Interreg France-Wallonie-Vlaanderen qui porte sur la conception et la mise en oeuvre de nouveaux textiles intelligents pour des applications d’éclairage ambiant autonome dans les contextes du design intérieur, des tissus décoratifs ou de la signalétique. Le projet fédère les compétences de six partenaires : le centre de R&D Materia Nova de Mons (Chef de file), le centre de R&D CENTEXBEL de Gand, le laboratoire GEMTEX de l’école d’ingénieur ENSAIT de  Roubaix, l’IEMN (Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie) de Villeneuve d’Ascq, l’ICTEAM de l’Université Catholique de Louvain, et le CIRMAP de l’Université de MONS.
Dans le cadre de ce projet, les travaux menés par l’IEMN et l’ENSAIT portent plus particulièrement sur le développement de textiles permettant la récupération de l’énergie électromagnétique ambiante.

Description du poste
Dans le cadre du projet LUMINOPTEX, la personne recrutée aura pour mission le design et la caractérisation électromagnétique d’antennes et de structures métamatériaux textiles permettant de capturer le plus efficacement possible l’énergie des ondes WiFi et GSM. Pour cette application, les métamatériaux textiles pourront être considérés comme solution pour réduire la taille des antennes ou comme motifs résonnants propres permettant la localisation du champ électromagnétique en vue d’une amélioration de la conversion AC/DC.
Dans un premier temps, il sera demandé de définir et d’optimiser des antennes et des métamatériaux réalisables en technologie textile (broderie, tricot, tissage) par l’intermédiaire de simulations sur des logiciels commerciaux (HFSS, CST). Les structures seront alors proposées au partenaire ENSAIT et discutées avec lui. L’ENSAIT prendra alors à sa charge la fabrication de prototypes, et des simulations supplémentaires pourront être nécessaires suivant les contraintes de fabrications rencontrées. La seconde partie des missions portera sur la caractérisation électromagnétique des structures fabriquées à l’ENSAIT (pertes de retour, adaptation d’impédance, directivité, diagramme de rayonnement). Ces caractérisations seront menées au sein des plateformes de caractérisations RF et CEM de l’IEMN. Enfin, l’étude du circuit de rectification ne fait pas partie des missions principales de la personne recrutée. Cependant, elle pourra être sollicitée ponctuellement pour contribuer aux caractérisations électromagnétiques de composants et circuits électroniques dédiés, développés parallèlement dans le cadre du projet LUMINOPTEX.

Profil du candidat
Vous êtes docteur en électronique ou en physique appliquée spécialiste des hyperfréquences.
Vous avez une expérience notable en caractérisations électromagnétiques et vous maîtrisez les logiciels de simulations HFSS et/ou CST. Vous avez des connaissances approfondies en hyperfréquences, et des connaissances en métamatériaux seraient appréciées.
Idéalement, vous avez déjà développé des antennes rectifiés.
Vous êtes intéressé(e) par le développement des textiles intelligents.

Conditions de poste
Type de contrat : Post-doctorat sur 12 mois prolongeable jusque 6 mois.
Source de financement : contrat Interreg France-Walonie-Vlaanderen LUMINOPTEX.
Lieu : Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie à Villeneuve d’Ascq (www.iemn.fr).
Début du contrat prévu : dernier trimestre 2017.
Rémunération brute : ~30k€/an, suivant grilles salariales réglementaires et selon le profil et l’expérience du candidat.

Candidature
Envoyer votre CV et une lettre de motivation développant votre expérience au format pdf à l’adresse ludovic.burgnies@iemn.univ-lille1.fr
Merci de limiter à 2Mo maximum la taille pour l’ensemble des documents envoyés.

Context
In recent years, connected objects have interfered in everyday life, and connected textiles are now available on the market. Other products, known as smart textiles, incorporating worm sensors and electronics modules, have also evolved towards the professional market related to military and security health and sports domains. However, their reliability remains questionable, particularly due to the connectivity and power supply issues. Among different solutions for supplying, the ambient electromagnetic energy (Wifi, GSM, TNT) harvesting can be envisaged. To harvest this electromagnetic energy, the development of rectified antennas (rectennas) is required. In principle, they are composed of an antenna and an electronic rectification circuit. However, an alternative to the antenna may be the use of the local field localization observed in metamaterials, and the rectifier circuit may be replaced by dedicated electronics.
The LUMINOPTEX project (http:/project.web4projects.com/project/Luminoptex/Partenariat) is an Interreg France-Wallonie-Vlaanderen project which deals with the design and implementation of new smart textiles for autonomous ambient lighting applications in the frameworks of home design, decorative fabrics or even markings. The project brings together the skills of six partners: Materia Nova R&D center in Mons (Lead Partner), CENTEXBEL R&D center in Gent, GEMTEX laboratory of the ENSAIT engineering school in Roubaix, IEMN research Institute in Villeneuve d’Ascq, the ICTEAM of the Catholic University of Louvain, and the CIRMAP of the University of MONS. As a part of this project, works carried out by the two partners IEMN and ENSAIT focuses on the development of smart textiles dedicated to the ambient electromagnetic energy harvesting.
Job Description
Under the LUMINOPTEX project, the Post-doc searcher will be responsible for the design and electromagnetic characterization of textile antennas and textile metamaterials structures to harvest most efficiently the energy of WiFi and GSM waves. For this application, textile metamaterials would be considered as a solution to reduce the footprint of the antennas or as own resonant patterns allowing the localization of the electromagnetic field in order to improve the AC / DC conversion.
At first, he will have to define and optimize antennas and metamaterials achievable in textile technology (embroidery, knitting, weaving) via simulations produced by commercial softwares (HFSS, CST). Then, the structures will be proposed to the ENSAIT partner and discussed with him. ENSAIT will support the production of the structures, and complementary simulations could be requested according to the encountered manufacturing constraints.
The second part of the missions will focus on the electromagnetic characterization of structures manufactured at ENSAIT (return loss, impedance matching, directivity, radiation pattern). These characterizations will be carried out within the RF and EMC characterization platforms at IEMN. Finally, the study of the rectification circuit is not in the main scope of the recruited person tasks. However, it could be requested to contribute occasionally to the electromagnetic characterizations of electronic components and dedicated circuits, developed in parallel by other persons involved in the LUMINOPTEX project.
Candidate profile
PhD in electronics or in applied physics and a specialist in microwaves.
Significant experience in electromagnetics characterization and in simulation softwares as HFSS and/or CST is required.
Extensive knowledge in microwave is expected and background with metamaterials will be appreciated.
Ideally, you have already developed rectified antennas.
You are interested in the development of smart textiles.
Employment situation and conditions
Type of contract: Post-doctoral position over 12 months extendable up to 6 months.
Source of funding: contract Interreg France-Wallonie-Vlaanderen LUMINOPTEX.
Location: IEMN Institute in Villeneuve d’Ascq (France).
Expected contract start date: last quarter of 2017.
Gross salary: ~30k€/year according to the academic salary scales and according to the profile and experience of the candidate.
Application
Please, send CV and cover letter expanding your experience in pdf format at ludovic.burgnies@iemn.univ-lille1.fr
Please, limit to 2Mo maximum the size for the totality of send files.