Fundamental Research on Polarimetrically Coded Radar Barcodes
Final Report Abstract
Das übergeordnete Ziel des Projekts bestand darin, die Möglichkeiten und Grenzen einer neuartigen chiplosen RFID‐Technologie umfassend zu erforschen. Aus den erarbeiteten Forschungsergebnissen lassen sich hier folgende Schlüsse ziehen: Polarimetrisch kodierte, chiplose RFID‐Tags stellen eine vielversprechende Möglichkeit dar, in harschen Umgebungen (z.B. Hochtemperatur‐Umgebungen mit schlechten Sichtbedingungen) RFID‐Anwendungen zu ermöglichen. Mithilfe von Dipolstrukturen kann polarisationssensitiv Information kodiert werden. Die Information wird in der Ausrichtung der Dipole gespeichert. Verdrehungen der RFID‐Tags können mit Hilfe von geeigneten Referenzelementen detektiert und kompensiert werden. Verkippte Tags können über die Radarauflösung mit anschließender Maximumssuche detektiert werden. Eine zuverlässige Bestimmung der Dipolwinkel ist aber nur für einen kleinen Winkelbereich möglich. Einschränkend ist anzumerken, dass der Hardware‐Aufwand für ein polarimetrisches Radarsystem als sehr hoch einzustufen ist. Aufgrund der benötigten Strukturgröße sind aktuell Datenkapazitäten von > 1000 Bit zwar möglich, aber für den untersuchten Frequenzbereich mit sehr großen Tag‐Abmessungen verbunden. Für höhere Frequenzen würde die Bildauflösung verbessert werden, was eine höhere Informationsdichte ermöglichen würde. Tags mit Hochtemperaturfestigkeit können z.B. auf Basis von Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Gold gefertigt werden, allerdings einhergehend mit sehr hohen Fertigungskosten. Ein alternatives Konzept mit einem zirkular polarisierten, bildgebendem Radar kann ebenfalls einen hohe Datenkapazität liefern, allerdings sind auch hier noch nicht 1000 Bit in einer realitätsnahen Tag‐Größe machbar. Aktuelle Entwicklungen im Frequenzbereich um 300 GHz, welche aktuell z.B. im Kfz‐Radarbereich stattfinden, könnten aber in Zukunft auch deutlich kostengünstigere bildgebende Radare ermöglichen. Da zudem bei höheren Frequenzen auch mehr Informationsgehalt in einer definierten Fläche kodiert werden kann, könnte es in Zukunft durchaus möglich sein, einen deutlich höheren Informationsgehalt mit der untersuchten Technologie zu realisieren.
Publications
- "Novel Chipless RFID Concept with High Data Ca‐ pacity," 2021 IEEE MTT‐S International Microwave Symposium (IMS), 2021, pp. 162‐164
I. Ullmann, K. Root and M. Vossiek
(See online at https://doi.org/10.1109/IMS19712.2021.9575021)
