La thèse porte sur la génération de fronts d’ondes de test en milieu réverbérant pour la mesure d’antennes Ultra Large Bande. L’objectif est de générer des fronts d’ondes déterministes convergents, respectant les standards de mesure d'antennes, dans un milieu diffusif caractérisé par une décohérence spatiale, temporelle et fréquentielle. Les performances intéressantes, visées pour l’application, sont la génération temps réel, l’utilisation d’un nombre limité de sources et l’obtention d’un rendement de conversion d’énergie élevé. Tout d’abord, nous présentons des concepts de mesure d’antennes et montrons, les limites des méthodes actuelles pour la réalisation de caractérisations rapides permettant un niveau de rapport signal à bruit satisfaisant et n'utilisant pas de sources multiples. Puis, nous introduisons notre moyen d’essai, le système Time reversal Electromagnetic Chamber (TREC), constitué notamment d’une chambre réverbérante, dans laquelle un principe non standard de retournement temporel est utilisé pour générer des fronts d’ondes cohérents et convergents d’espace libre. Nous cherchons alors à étendre les capacités de la TREC à la génération des fronts d’ondes de test convergents et localement plans. Dans une phase d'étude préalable, nous développons deux approches pour synthétiser la propagation en espace libre des fronts d’ondes de mesure. Les techniques utilisées reposent sur l’utilisation de l’opérateur Slepian, permettant la résolution des contraintes imposées par les propriétés spécifiques des distributions de champ. La solution optimale de caractérisation a permis de générer des fronts d'ondes comportant une résolution angulaire. La synthèse des fronts d'ondes de test est utilisée dans des simulations électromagnétiques de TREC 2D et 3D. Les résultats ont validé la faisabilité de la génération de fronts d’ondes convergents, localement plans et résolus angulairement. / This contribution corresponds to the generation of test wavefronts in reverberation chamber for antenna Ultra Wide Band characterization. We were interested in generating deterministic convergent wavefronts, fulfilling the antenna measurement standard, in a diffusive medium characterized by a spatial, temporal and frequency decoherence. The interesting performances referred to the application, are the real-time synthesis, the use of a limited number of sources and the high energy conversion efficiency. First we present the concepts of antenna measurement and the limitations of current methods for achieving quick characterization with a sufficient signal to noise ratio without multiple sources. Then, we introduce our system, the Time Reversal Electromagnetic Chamber (TREC), which is mainly constituted by a reverberation chamber, in which a non-standard time reversal principle is used for coherent convergent free space wavefronts generation. Then we try to extend the TREC capacities to the generation of free space convergent and locally plan wavefronts. In a preliminary study, we develop two approaches to synthesize the free space propagation of the wavefronts. The used techniques are based on the utilization of the operator Slepian, allowing the resolution of the constraints determined by the specific properties of the field distribution. The optimal solution allowed generating wavefronts characterized by angular resolution. Test wavefronts synthesis is used in 2D and 3D TREC electromagnetic simulations. Results validated the feasibility of the generation of locally plan convergent wavefronts with angular resolution.

Dans le cadre de nos travaux de recherche, nous sommes parvenus à introduire une utilisation déterministe des chambres réverbérantes, en proposant un nouveau paradigme de la technique du retournement temporel. Nous sommes capable de réaliser le même type de tests d'immunité rayonnée que dans une chambre anéchoïque, tout en profitant des avantages liés aux propriétés physiques des milieux fortement réverbérants comme la génération de champs de fortes intensités à partir de niveaux de puissances injectées relativement faibles.En effet, les études menées dans cette thèse ont démontré la faisabilité d'un moyen de test d'immunité rayonnée novateur, permettant la génération de fronts d'onde cohérents dans une cavité résonante et dont la direction de propagation et la polarisation sont contrôlées sans aucun déplacement mécanique des sources génératrice du champ ou de l'équipement sous test. Un autre avantage majeur de ce nouveau système, baptisé chambre électromagnétique à retournement temporel (TREC), réside dans le fait de pouvoir générer dans une chambre réverbérante, des champs impulsionnels dont l'extension temporelle est de courte durée alors que cette capacité n'était pas envisageable avant ces travaux.Pour cela, la TREC repose sur la connaissance du champ sur une surface de mesure arbitraire, située entre les sources et l'objet sous test, dans la direction de propagation du front d'onde souhaitée. Cette phase de caractérisation peut être réalisée à l'aide d'une mesure de la fonction de transfert entre le port des antennes sources et une sonde de champ déplacée sur la surface de mesure.Le principe de notre système se base sur l'association de la technique du retournement temporel et du principe d'équivalence. Le retournement temporel permet d'assurer une fenêtre temporelle, dans laquelle les conditions de propagation du champ dans la chambre réverbérante sont identiques à celles en espace libre, et permet d'obtenir une propagation d'un front d'onde convergent vers une source ponctuelle qui aurait initialement créé un front d'onde divergent. Le principe d'équivalence permet de passer d'une source ponctuelle à une source de rayonnement étendue, permettant de créer une distribution spatiale du champ arbitraire et de contrôler ainsi sa direction de propagation et sa polarisation.Ce nouveau système à été validé, dans un premier temps, à l'aide d'un ensemble de simulations numériques exploratoires pour déterminer les paramètres influents sur ses performances. Puis il a été étudié à partir de mesures réalisées dans la chambre réverbérante du Département de Recherche en Électromagnétisme, à Supélec, démontrant ainsi de façon expérimentale la faisabilité et l'intérêt du développement de ce moyen de test, complémentaire à l'utilisation actuelle des chambres réverbérantes à brassage de modes pour la génération de front d'onde cohérents pulsés. / In the framework of our research work, we present an innovative system which allows to control the spatio-temporal distribution of a coherent field in an strongly reflecting environment. This system called " Time reversal electromagnetic chamber" (TREC), makes possible the generation of high intensity pulsed wavefront, in a reverberating chamber, and whose direction of propagation and polarisation are modifieable in real time without any mechanical mouvement of neither the sources generating the field, here radio antennas, nor the equipment under test.For this, the TREC is based on knowledge of the field on an arbitrary surface of measurement, located between the sources and the object under test, in the direction of propagation of the wavefront desired. This phase of characterization may be performed with the help of a measurement of the transfer functions between the port of the antennas and a field probe moved on the arbitrary surface of measurement.The principle of the TREC is based on the association of the technique of time reversal and of the principle of equivalence. Time reversal allows to ensure a temporal window in which the conditions of propagation of the field in the reverberation chamber are identical to those in free space and which allows to obtain a propagation of a wavefront converging towards a punctual source which would initially have created a diverging wavefront. The equivalence principle allows to go from a punctual source to a an extended source of radiation, thus allowing to create an arbitrary spatial distribution of the field and thereby to control its direction of propagation.This new system was validated with the help, at first, of a set of numerical exploratory simulations in order to determine the influential parameters on its performance and then studied from measurements carried out in the reverberation chamber of the ``Département de recherche en électromagnétisme'', at Supélec, thus demonstrating experimentally the feasibility and the interest of the development of this testing facility for the generation of pulsed coherent wavefronts, complementary to the current use mode-stirred reverberation chambers.

Halmstad University is currently equipped with an Echo-free chamber to perform EMC testing, but no reverberation chamber. The construction of a paddle stirrer to be utilized in Halmstad University would drastically reduce the time required to perform EMC testing, since reverberation chambers are more efficient than Echo-free chambers for these kind of tests. The goal of this project was to design and develop a paddle stirrer structure and a control system able to rotate the stirrer to specific repeatable absolute angles with an accuracy of a tenth of a degree,holding a mass up to 70kg and rotating a mass up to 20 kg distributed on a 1x1m surface. To achieve this goal the system has been designed using a metal base structure, bearings to hold the lower shaft in its axes reducing its friction, a stepper motor connected to the gears to increase its holding torque, a magnetic rotary encoder and a control system with a double feedback from interrupts and from the encoder to improve the accuracy and reliability of the system. The resultis a completely working prototype, which fulfils all the requirements except for the speed. The target speed has not been achieved due to the insufficient holding torque of the available stepper motor. / Halmstad Högskola är för närvarande utrustad med en Ekofri kammare för att utföra EMCtestning, men ingen modväxlande kammare. Konstruktionen av en paddle-omrörare för användning i Halmstad Högskola skulle drastiskt minska tiden som krävs för att utföra EMC-testning, eftersom modväxlande kammaren är effektivare än en ekofri kammare för dessa typer av tester.Målet med detta projekt var att designa och utveckla en paddle-omrörare, både strukturen samt ett styrsystem som kan rotera den till specifika repeterbara absoluta vinklar med en noggrannhet av en tiondel av en grad, hantera en massa upp till 70 kg och rotera en massa upp till 20 kg fördelad på en 1x1m yta. För att uppnå detta mål har systemet konstruerats med en basstruktur gjord av metall, lager har placerats i axeln för att reducera friktion, en stegmotor är anslutentill kugghjul för att öka vridmomentet, en magnetisk roterande sensor och ett styrsystem med en dubbel återkoppling från interrupts och från sensorn för att förbättra systemets noggrannhet och tillförlitlighet. Resultatet är en helt fungerande prototyp som uppfyller alla krav, förutom hastigheten. Målhastigheten har inte uppnåtts på grund av otillräckligt vridmoment hos stegmotorn.

Les mesures utilisées actuellement en chambres anéchoïque, pour la caractérisation de la surface équivalente radar (SER) sont généralement perturbées, en particulier en basse fréquence lorsque les parois de la chambre génèrent des trajets multiples. En basse fréquence l’épaisseur des matériaux absorbants devient faible devant la longueur d’onde et ceux-ci ne peuvent plus être considère comme parfaitement absorbants. Dans ce cas, le champ total incident sur la cible sous test est ainsi la somme du champ incident direct et des champs réfléchis par les parois. Basé sur le principe de retournement temporel qui permet de focaliser spatialement et temporellement une onde électromagnétique, l’objectif de la thèse est de présenter une nouvelle méthode d’imagerie microonde qui profite des degrés de liberté spatio-temporels de la propagation au sein d’un milieu diffusant afin de détecter une cible avec une haute résolution. / The currently used methods for radar cross section (RCS) measurements at low frequencies encounter several disturbing phenomena, such as the multipath propagation caused by reflections from the walls. Descending in frequency, the thickness of absorbent materials becomes small compared with the wavelength and they are no longer perfectly absorbent. Therefore, the total incident field on the target becomes the sum of the incident wave and the reflected waves from the walls of the chamber. Inspired by time reversal technique which allows spatial and temporal focusing of an electromagnetic wave, the objective of the thesis is to present a novel imaging method in the microwave range which benefits from the spatio-temporal degrees of freedom provided by the transmission through a random medium in order to detect a target with high resolution.

La chambre réverbérante à brassage de modes (CRBM) est une cavité métallique fermée surdimensionnée, équipée d’un brasseur de modes. Le brassage de modes rend le champ électromagnétique homogène et isotrope à l’intérieur de la CRBM (dans son volume utile). Cette thèse illustre tout d’abord une nouvelle méthode pour évaluer les performances d’un brasseur de modes (via le spectre Doppler). Ensuite, elle présente une nouvelle méthode permettant de mesurer la surface équivalente radar (SER) d’un objet canonique en utilisant la technique de fenêtrage temporel ou time-gating. Enfin, elle présente une nouvelle méthode permettant de mesurer le diagramme de rayonnement d’une antenne dans une cavité surdimensionnée via la technique de time-gating. / The reverberation chamber (RC) is an oversized closed metal cavity, equipped with a mode-stirrer. The mode stirring makes the electromagnetic field homogeneous and isotropic inside the RC (in its useful volume). This thesis illustrates firstly a new method for evaluating the performance of a mode-stirrer (via the Doppler spectrum). Then, it presents a new method for measuring the radar cross section (RCS) of a canonical object using the time-gating technique. Finally, it presents a new method for measuring the antenna radiation pattern in an oversized cavity via the time-gating technique.

La reconstruction passive des fonctions de Green par corrélation de bruit ambiant suscite aujourd’hui un grand intérêt en contrôle santé intégré (CSI). Dans ce manuscrit, nous proposons une méthode originale reposant sur l’application de cette approche pour détecter et localiser des défauts (fissures, trous, rainures) dans des plaques minces réverbérantes avec un faible nombre de capteurs. Les ondes de flexion qui se propagent sur la plaque sont engendrées soit par un ensemble de sources aléatoirement réparties sur la surface ou un bruit ambiant. Un réseau de capteurs sensibles au déplacement normal permet d’estimer la matrice de corrélations inter-éléments avant et après l’apparition d’un défaut. Un critère d’évaluation de la qualité des corrélations est proposé sous forme d’un niveau de bruit relatif entre les résidus de reconstruction et les fonctions de Green. La matrice différentielle de corrélations avant et après défaut est utilisée pour l’imagerie de défaut. En dépit de la reconstruction imparfaite des réponses impulsionnelles, la technique proposée s’avère comparable aux méthodes actives avec une excellente résolution. On a proposé ensuite une extension de la méthode passive par corrélation de champs pour l’identification des zones de bruit. Un filtrage basé sur la technique de décomposition en valeurs singulières (DORT) est tout particulièrement utilisé pour améliorer les images de localisation. Des sources acoustiques secondaires ont été développées pour la translation du bruit ambiant basses fréquences en composantes hautes fréquences, utilisées pour localiser des défauts dans des plaques. Enfin, on a montré que ce type de méthode pourrait être également utilisé pour caractériser un défaut dans une structure réverbérante, en particulier, il a été souligné que l’intensité des images de localisation obtenues est liée à la section de diffusion de celui-ci. / Green’s functions retrieval from ambient noise correlation has recently drawn a new interest in structural health monitoring. In this manuscript, we propose an original method based on this approach to detect and locate defects (cracks, holes, grooves) in a reverberant thin plate with a limited number of sensors. Flexural waves that propagate on the plate are generated by either a set of sources distributed randomly on the surface or an ambient noise. Covariance matrices are estimated from the sparse array after damage and compared to baseline-correlation matrix recorded from the healthy plate. An evaluation criterion has developed in the form of relative noise level to predict the quality of the GF reconstruction. The differential correlation matrix w/o defect is used to localize the defect. We have shown numerically and experimentally that this technique is exploitable for defect detection and localization, despite a non-perfect estimation of the GF. We have also proposed a passive technique to identify the regions of noise. A filtering technique based on the singular value decomposition is shown to improve the detection. A secondary acoustic sources have been developped to harvesting the LF ambient noise to HF field, used to localize defects in platelike structures. Finally, it was shown that such method could also be used to characterize a defect in a reverberant structure, in particular, it has been drawn that the obtained images intensity is related to the defect cross-section.

Although the effects of noise on children’s learning in school classrooms is well documented, there is very little on the effects of noise on preschool children. There are strict legal requirements for the daily noise exposure an adult worker can received in the workplace but nothing to control the noise children can receive in school and early education. There is also little or no data on how sound affects a child, compared to an adult. The early years of life are critical for the development of speech, hearing and auditory processes, as well as being the most vulnerable time for middle ear infections. This work sets out to determine the typical noise levels in early childhood centres and the effects on a range of children and their teachers. Reverberation times in most centres were found to well exceed the 0.6 seconds prescribed by the Australasian standard for schools and learning spaces. Very high levels of noise were recorded in a number of centres with a significant number of children and staff members, exceeding the maximum daily sound exposure of 100% permitted for workers in industry. A range of special needs children were identified as being particularly at-risk to noise, with the most adverse outcomes reported for those experiencing sensory integration disorder. Yet, even though high levels of noise were recorded, the majority of respondents in a survey of teachers rated the lack of sufficient space for the number of children present as the main issue, and inclement weather as the greatest environmental condition contributing to noise (by confining children indoors, especially over long periods of time). Hearing tests on the children were not permitted under the strict human ethics criteria to which this study had to conform, but simple hearing tests on a small group of teachers, revealed that hearing loss could be a serious occupational health issue. The legal issues of noise control and management in early childhood education have been addressed in this thesis, current legal frameworks reviewed, and recommendations presented for future consideration.

The aim of the research work presented here, is to contribute to the adaptation of electronic packaging towards the needs of high frequency applications. As the field of electronic packaging stretches over several very different professional areas, it takes an interdisciplinary approach to optimize the technology of electronic packaging. Besides this, an extensive knowledge of industrial engineering should be an essential part of this undertaking to improve electronic packaging. Customary advances in technology are driven by new findings and a continuous development of processes in clearly defined fields. However, in the field of the higher levels of the interconnection hierarchy, that is external to the chip level interconnections and chip packaging, it is supposed that a wide combination of disciplines and technical creativity, instead of advanced technology in a special area should produce most added value. The thesis is divided into five areas, interlinked by the overall aim of there advantages to the common goal. These areas are the Printed Wiring Board (PWB) technology, PWB connections using flexible printed circuit boards, multiconductor cable connections, shielded enclosures and the related EMC issues, and finally the cooling of electronics. A central issue was to improve the shielded enclosures to be effective also at very high frequencies; it will be shown that shielded enclosures without apertures can cope with frequencies up to and above 15 GHz. Due to this enclosure without apertures, it was necessary to develop a novel cooling structure. This cooling structure consists of a heat sink where the PCB’s are inserted in close contact to the cooling fins on one side, whereas the other side of the heat sink is cooled by forced ventilation. The heat transfer between these parts is completely inside the same body. Tests carried out on a prototype have shown that the performance of the cooling structure is satisfactory for electronic cooling. Another problem area that is addressed are the interconnect problems in high frequency applications. Interconnections between parts of a local electronic system, or as within the telecom and datacom field between subscribers, are commonly accomplished by cable connections. In this research work multiconductor cables are examined and a patented novel cable-connector for high frequency use is presented. Further, an experimental complex soldering method between flexible printed circuits boards and rigid printed circuits boards, as part of connections between PCBs, is shown. Finally, different sectors of the PCB technology for high frequency applications are scrutinized and measurements on microstrip structures are presented. / QC 20101006

Professional research project (Au.D.)--University of South Florida, 2003. / Title from PDF of title page. / Document formatted into pages; contains 37 pages. / Includes bibliographical references. / Text (Electronic thesis) in PDF format. / ABSTRACT: The accurate perception of spoken English is influenced by many variables, including the listener's native language, reverberation, and background noise. Few studies of speech perception by bilingual listeners have carefully controlled for second language proficiency and even fewer have presented speech in everyday listening environments that contain noise and reverberation. In the present study, detailed language background, language proficiency information, and individual language samples were collected and the speech stimuli were presented in a variety of quiet, noisy, and reverberant listening environments. / ABSTRACT: The effects of noise and reverberation on the perception of American English monosyllabic words was examined for two groups of young listeners with normal hearing: 1) monolingual American English speakers and 2) Spanish-English bilinguals who acquired both languages prior to age 6 years, exhibited similar spoken proficiency in both languages, and spoke English without a noticeable accent. An innovative test of virtual speech perception was used to assess word recognition in two listening environments typical of everyday communication: a simulated noisy anechoic environment and a simulated noisy reverberant environment. Word recognition was also measured in quiet and in an unprocessed noisy environment. For each noisy listening environment (unprocessed, anechoic, reverberant), three signal-to-noise ratios were employed. Results indicate that early bilingualism negatively affects perception of words presented in noisy listening environments. / ABSTRACT: Significantly poorer word recognition was observed for the bilingual listeners than for the monolingual listeners in all three noisy environments and at all noise levels. Both groups exhibited similar word recognition in quiet. The results were surprising considering the high level of spoken language proficiency exhibited by all bilingual listeners. It is often assumed that highly proficient Spanish-English speakers are equally proficient at understanding English; however, these data indicate that the speech understanding of this group may be overestimated in natural listening situations. / System requirements: World Wide Web browser and PDF reader. / Mode of access: World Wide Web.

Not available / text