Grundlagenuntersuchungen zu polarimetrisch codierten Radar Barcodes

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Martin Vossiek
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398549671

Der Bereich der chiplosen RFID wird seit einigen Jahren weltweit intensiv beforscht. Trotz vieler potentieller Vorteile, wie etwa Wartungsfreiheit und Robustheit, ist es bisher, abgesehen von Oberflächenwellen-RFID-Tags und 1 Bit-Tags zur Warensicherung, nicht gelungen, chip-lose RFID-Konzepte nachhaltig zu etablieren. Vom Antragsteller wurde kürzlich ein neuartiger Ansatz für chiplosen RFID, die sogenannten polarimetrisch codierten Radar-Barcodes, vorgestellt. Ein polarimetrisch codierter Radar Barcode ist ein zweidimensionales Array aus mehreren Teilreflektoren, die jeweils ein spezifisches polarimetrisches Reflexionsverhalten aufweisen. Mit einem polarimetrisch bildgebenden Radar kann die auf dem Tag gespeicherte Information berührungslos ausgelesen werden. In den Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass dieser Ansatz das Potential hat, mit chiplosen RFID erstmals eine Datenkapazität von mehr als 1000 Bit und eine Temperaturfestigkeit über 1000°C zu erreichen. Ziele dieses Projekts sind nun die systematische Erforschung und Bewertung dieses neuartigen Ansatzes für chiplosen RFID. Im Fokus der avisierten Arbeiten stehen Grundlagenuntersuchungen zum Design von polarimetrisch codierten Tags. Wichtige Forschungsaspekte stellen hierbei die Verfahren zur Kodierung, der Entwurf spezieller Reflektor-Strukturen, sowie die optimale Anordnung der Strukturen auf dem Tag dar. Ein zentraler Aspekt bei allen Designüberlegungen besteht in der Ermittlung der Auswirkungen von Fehler- und Störeinflüssen auf die Erfassungssicherheit und Datenkapazität beim Lesevorgang. Die Analyse und Kompensation von Effekten durch Verdrehung und Verkippung eines Tags sind ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen. Die Designziele bestehen darin, eine maximale Datenkapazität auf möglichst kleiner Fläche mit handhabbaren Design- und Realisierungsstrategien zu erreichen sowie in der Überwindung der in den bisherigen Realisierungsvarianten noch notwendigen sehr artifiziellen / sehr präzise definierten Lese-Randbedingungen. Alle genannten Grundlagenuntersuchungen zum Tag und zur Systemkonzeption haben das übergeordnete Ziel, die Möglichkeiten und Grenzen der neuartigen chiplosen RFID-Technologie umfassend zu erforschen. Als Leitfunktionalitäten und als Leistungsnachweise der innovativen Technik sollen weltweit erstmals chiploses RFID-Tags mit einer Datenkapazität von mehr als 1000 Bit sowie Tags mit einer Hochtemperatur-festigkeit von über 1000°C realisiert und experimentell unter variablen, d.h. für mögliche Anwendungsszenarien realistischen, Erfassungsbedingungen erprobt werden. Die im Projekt erwarteten gewaltigen Fortschritte in Bezug auf Datenkapazität und in Bezug auf die Robustheit gegenüber extremen Temperaturen, versprechen attraktive Möglichkeiten zur Erschließung neuer Anwendungsbereiche, die von der bisher bekannten RFID Technologie nicht abgedeckt werden konnten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen