Francesco a débuté son parcours académique en électronique à Naples, en Italie. Pour finaliser son master, il a effectué un stage à l'université de Delft, aux Pays-Bas. Il a ensuite poursuivi ses études doctorales à l'Université de Rennes, en France, lors desquelles il a effectué un séjour de recherche à l'Université du Michigan, aux États-Unis. Francesco a rejoint le CEA-Leti en 2017, où il étudie et développe de systèmes antennaires innovants pour les futurs systèmes de télécommunications.

La recherche présentée par Francesco a comme but de réduire la consommation d'énergie de systèmes de communication à ultra-haut débit, fonctionnant à fréquences au-delà de 100 GHz. La technologie développée permet d'éviter la multiplication des chaînes RF (radiofréquence), tout en augmentant l'efficacité énergétique du système.

Comparé aux solutions traditionnelles, le module transmetteur proposé utilise une technique de subdivision de la bande du signal à émettre dans différentes bandes de fréquences adjacentes. Cela permet de relâcher les contraintes liées à la conception de circuit RF, ainsi que d'améliorer l'efficacité énergétique du système complet. Une lentille planaire, aussi appelée « métasurface », a été optimisée afin d'agréger les signaux et les rayonner dans la direction souhaitée. Le défi technique réside dans la nécessité d'adapter l'architecture RF et antennaire aux exigences de la 6G, avec une faible consommation énergétique et des technologies de fabrication bas coût.

Les résultats expérimentaux, proches des simulations numériques, confirment l'efficacité de l'architecture antennaire dans l'agrégation des bandes et dépassent l'état de l'art, en termes de rendement de puissance rayonnée et débit démontré. Cette nouvelle technique, qui combine une lentille planaire et des architectures multicanaux pour les circuits intégrés, ouvre la voie à des débits plus élevés qui couvrent des bandes plus larges, tout en répondant aux exigences de flexibilité et de durabilité des futurs réseaux de communications.

Le système proposé permet de répondre aux besoins croissants de transmission massive de données à courte et moyenne portée, en particulier pour les wireless data center et les réseaux mobiles ultra-denses. L'architecture développée pourrait également être exploitée dans des domaines au-delà des télécommunications, tels que le radar ou pour des applications médicales.

« Le CEA-Leti est un environnement idéal pour l'étude et le développement de systèmes RF complexes et innovants. Nous bénéficions d'équipements à la pointe et collaborons au sein d'équipes pluridisciplinaires. »

La prochaine étape pour Francesco sera de réussir à obtenir un débit encore plus élevé, grâce à une architecture optimisée opérant sur des bandes plus larges et en veillant à limiter la consommation. On ambitionne également la reconfiguration dynamique de la direction et/ou de la forme du faisceau rayonné, à travers l'intégration de composants électroniques contrôlables sur la lentille.