DE102005037583A1

DE102005037583A1 - Mikrowellen-RFID-System mit adaptiver Strahlformung

Info

Publication number: DE102005037583A1
Application number: DE200510037583
Authority: DE
Inventors: Daniel Evers; Leif Dr. Wiebking
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2007-02-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Mikrowellen-RFID-Systeme. Innerhalb dieser Systeme wird mit Hilfe einer Baisstation BS ein Transponder RT, T1 durch adaptive Strahlformung innerhalb der Basisstation BS oder durch ein durch die Basisstation BS ausgeführtes sequentielles Abtasten des Raums erfasst. Der Transponder unterstützt das Erfassen, indem er sein Signal mit Hilfe einer retrodirektiven Antenne in Richtung Basisstation BS abstrahlt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Konstruktion eines Transponders und einer Basisstation sowie Verfahren zur Kommunikation zwischen Transponder und zugeordneter Basisstation.

Funkbasierte Identifikationssystem, die auch als RFID-Systeme (RFID = Radio Frequency Identification) bezeichnet werden, sind in unterschiedlicher Ausführung sowie in verschiedenen Anwendungsgebieten bekannt. RFID-Systeme bestehen aus mindestens einem Transponder und einer zugeordneten Basisstation. Der Transponder sendet ein Funksignal mit seinem Identifikationscode zu einer Basisstation. Befinden sich der Transponder und die Basisstation nahe genug beieinander, so ergibt sich in der Basisstation ein auswertbares Signal. Durch dieses Signal wird der Basisstation die Anwesenheit des Transponders mit seiner spezifischen Identität in ihrer unmittelbaren Umgebung angezeigt. Dieses Signal ist ebenfalls für weitere Zwecke auswertbar.

Die in verschiedener Weise genutzten RFID-Systeme arbeiten in einem Frequenzbereich von etwa 125 kHz bis 5,8 GHz. Die Beschränkungen auf diesen Frequenzbereich hat sowohl praktische wie auch funktionelle Gründe und ist teilweise auch durch Standardisierungen in unterschiedlichen Ländern vorgegeben.

Es ist ein Nachteil bei bekannten RFID-Systemen, dass sich die Funksignale annähernd ungerichtet im Raum ausbreiten müssen, um sich von der Basisstation zum Transponder oder in umgekehrter Richtung zu bewegen. Dieser Nachteil folgt daraus, dass die relative Lage zwischen Basisstation und Transponder vor dem Senden von Signalen für gewöhnlich nicht bekannt ist. Daher verwenden die RFID-Systeme im allgemeinen aber nicht nur rundstrahlende Antennen. Werden rundstrahlende Funksysteme ohne Richtgewinn verwendet, so nimmt die Dämpfung entlang der Funkstrecke zumindest quadratisch mit der Frequenz des Funksignals zu. Diese Tatsache führt zu der Schlussfolgerung, dass der Einsatz von besonders hochfrequenten RFID-Systemen (also Mikrowellen- Systeme im Bereich von 3 bis 240 GHz) ungünstig und daher praktisch nicht sinnvoll erscheint.

Es ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, RFID-Systeme für den Frequenzbereich zwischen 3 und 240 GHz bereitzustellen, die trotz genannter Nachteile wesentliche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen RFID-Systemen liefern.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Erfassen eines Transponders durch eine Basisstation bereit, das die folgenden Schritte aufweist: Empfangen eines Transpondersignals mit einer Mehrzahl von voneinander beabstandeten Antennen, Übertragen des jeweils von den Antennen erfassten Transpondersignals zu einer Mess- und Auswerteeinheit und Verarbeiten der jeweils durch die Antennen erfassten Transpondersignale durch digitales Beamforming, so dass die Basisstation rechnerisch auf einen Raumpunkt in einer Umgebung der Basisstation fokussierbar ist, an dem sich der Transponder befindet.

Das von dem Transponder ausgesandte Signal benötigt unterschiedliche Laufzeiten, bis es von den voneinander beabstandeten Antennen der Basisstation empfangen wird. Diese unterschiedlichen Laufzeiten führen zu Phasenverschiebungen zwischen den von den einzelnen Antennen empfangenen Transpondersignalen. Die mehreren empfangenen Transpondersignale, die ihren Ursprung in dem einen vom Transponder ausgesandten Signal haben und durch die Anzahl der Empfangsantennen der Basisstation festgelegt sind, werden rechnerisch innerhalb der Basisstation auf der Grundlage des digitalen Beamformings überlagert und dadurch verarbeitet. Aus der Auswertung der Phasenverschiebung der empfangenen Transpondersignale zueinander und der geeigneten Überlagerung der empfangenen Signale ist die Basisstation in der Lage, auf einen bestimmten Raumpunkt in ihrer Umgebung zu fokussieren.

Zur Unterstützung des obigen Verfahrens ist die Mehrzahl der voneinander beabstandeten Antennen der Basisstation in einer synthetischen Apertur angeordnet. Die voneinander beabstandeten Antennen sind bevorzugt mit Hilfe eines Signal-Busses verbunden, um die empfangenen phasenverschobenen Transpondersignale weitestgehend unverfälscht an eine Mess- und Auswerteeinheit zur weiteren Verarbeitung übertragen zu können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform strahlt der Transponder sein Signal mit einem Richtgewinn in Richtung der Basisstation ab. Dieser Richtgewinn wird dadurch erzielt, dass das Transpondersignal über eine retrodirektive Antenne in Form eines Van-Atta-Arrays oder durch eine Mehrzahl zusammen geschalteter Backscatter-Transponder abgestrahlt wird. Eine weitere Möglichkeit zum Erzielen eines Richtgewinns besteht in der Verwendung des Heterodynings.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Erfassen eines Backscatter-Transponders durch eine Basisstation mit einer Antenne in Form einer Apertur, das die folgenden Schritte aufweist: Ansteuern einzelner Antennenelement der Apertur durch die Basisstation und Ausrichten der Apertur auf eine bestimmte Richtung oder auf einen vorbestimmten Raumpunkt in der Umgebung der Basisstation, Senden des Antennenstrahls in die vorbestimmte Richtung oder auf den vorbestimmten Raumpunkt und Empfangen eines vom Backscatter-Transponder zurückgesandten Transpondersignals, wenn sich dieser im Bereich des Antennenstrahls oder des Raumpunkts befindet.

Die Apertur der vorliegenden Basisstation besteht aus einer Mehrzahl von beweglichen Antennenelementen. Diese Beweglichkeit der Antennenelemente eröffnet die Möglichkeit, durch gezielte Ausrichtung der Antennenelemente einen abtastenden Antennenstrahl in eine vorbestimmte Richtung oder auf einen zu vor ausgewählten Raumpunkt auszusenden. Mit Hilfe dieses gerichteten Antennenstrahls lässt sich gezielt ein Bruchteil der Umgebung der Basisstation auswählen, der auf der Suche nach einem Transponder abgetastet werden soll. Diese Vorgehensweise konzentriert die der Basisstation zur Verfügung stehende Energie auf das Gebiet des Antennenstrahls. Dadurch kann aufgrund des fehlenden Rundstrahlens in die gesamte Umgebung der Basisstation eine höhere Reichweite des Antennenstrahls realisiert und die frequenzbedingte Dämpfung kompensiert werden.

Zur Umsetzung der obigen Verfahren wird eine Basisstation zum Erfassen eines Transponders bereitgestellt, die die folgenden Merkmale aufweist: eine Anzahl von voneinander beabstandeten Antennen, über die ein Transpondersignal vom Transponder erfassbar ist, eine Übertragungskomponente, in der das von den Antennen jeweils erfasst Transpondersignal in eine Mess- und Auswerteeinheit übertragbar ist, so dass durch die Mess- und Auswerteeinheit ein digitales Beamforming des durch die Antennen empfangenen Transpondersignals und dadurch ein Fokussieren auf einen Raumpunkt durchführbar ist.

Zudem wird eine Basisstation zum Erfassen eines Backscatter-Transponders mit Hilfe eines Phased-Array-Verfahrens bereitgestellt, die die folgenden Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Antennen, die eine synthetische Apertur bilden, um einen gerichteten Antennenstrahl auszusenden und ein Transpondersignal zu erfassen, eine Steuerkomponente, durch die die Mehrzahl der Antennen in eine vorbestimmte Richtung orientierbar ist, um den Antennenstrahl auf einen bestimmten Raumpunkt zu fokussieren, und eine Übertragungskomponente, in der das von den Antennen jeweils erfasste Transpondersignal an eine Mess- und Auswerteeinheit zum Verarbeiten übertragbar ist.

Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung auf einen Transponder gerichtet, der als ein aktiver oder ein passiver Transpon der ausgebildet ist. Der Transponder sendet sein Signal basierend auf den Prinzipien der Retrodirektivität aus. Die Retrodirektivität wird innerhalb des Transponders apperativ durch eine retrodirektive Antenne in Form eines Van-Atta-Arrays oder einer Mehrzahl zusammen geschalteter Backscatter-Transponder realisiert. Es ist ebenfalls möglich, dass der Transponder auf der Grundlage des Heterodynings arbeitet und somit das Signal gerichtet abstrahlt.

Die bevorzugten Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Zudem gehen sie aus den anhängenden Ansprüchen hervor. In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
1 einen schematischen Aufbau einer Basisstation zur Auswertung von Transpondersignalen mittels digitalen Beamformings,
2 einen schematischen Aufbau eines Transponders mit retrodirektiver Abstrahlung seines Signals,
3 eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen Basisstation und Backscatter-Transponder auf der Grundlage eines Phased-Array-Ansatzes und
4 eine bevorzugte Ausführungsform eines Antennen-Arrays.
1 zeigt schematisch die Grundstruktur einer Basisstation BS, die mit einem rundherum abstrahlenden Transponder RT in Verbindung steht. Die Basisstation BS erfasst die durch den Transponder RT ausgesandten Signale mit Hilfe einer Mehrzahl von Antennen BA₁, BA₂, ..., BA_N. Die Antennen BA₁, BA₂, ..., BA_N der Basisstation BS sind räumlich voneinander beabstandet und bilden bevorzugt eine Apertur bzw. synthetische Apertur. Nachdem das Transpondersignal von dem Transponder RT ausgesandt worden ist, sind unterschiedliche Laufzeiten des Transpondersignals erforderlich, bis das Transpondersignal von den verschiedenen Antennen BA₁, BA₂, ..., BA_N erfasst wird. Die unterschiedlichen Laufzeiten des Transpondersignals basieren auf der unterschiedlichen Entfernung zwischen dem Transponder RT und der jeweiligen Antenne BA₁, BA₂, ..., BA_N. Das Identifikationssignal, das der Transponder RT aussendet, führt somit zu N getrennten Empfangssignalen in der Basisstation BS.
Wendet man nun das sogenannte digitale Beamforming auf die durch die einzelnen Antennen BA₁, BA₂, ..., BA_N empfangenen phasenverschobenen Transpondersignale an, können die N phasenverschobenen Transpondersignale selben Ursprungs rechnerisch derart überlagert werden, dass mit Hilfe der Basisstation BS auf unterschiedliche Punkte in der Umgebung der Basisstation BS fokussiert wird. Das Fokussieren erfolgt bevorzugt auf die Punkte im Raum, von denen ein optimal starkes Signal eines Transponders ausgeht oder an denen sich tatsächlich ein Transponder befindet.
Die Fokussierung der Basisstation BS auf den Transponder RT kann umso schärfer und selektiver erfolgen, je größer die Apertur bezogen auf die Wellenlänge des Funksignals zwischen Basisstation BS und Transponder RT ist. Mit einer Verbesserung der Fokussierung wird gleichzeitig auch eine höhere Signalamplitude des Transponders RT erzielt. Daraus folgt, dass bei gleichbleibender Größe der Apertur eine bessere Fokussierung des Transponders RT in der Umgebung der Basisstation BS mit Hilfe von Funksignalen höherer Frequenz erzielt wird. Des Weiteren kann der generell vorhandene Wunsch nach möglichst kleinen Basisstationen, d.h. nach einer Apertur kleiner Abmessungen befriedigt werden, indem Funksignale im Millimeter- bzw. Submillimeter-Wellenlängenbereich eingesetzt werden.
Um die Phasenverschiebung zwischen den durch die Antennen BA₁, BA₂, BA_N der Basisstation erfassten Transpondersignale weitestgehend unverfälscht verarbeiten zu können, werden sie von den Antennen BA₁, BA₂, ..., BA_N mit Hilfe eines Signal-Busses SB zu einer Mess- und Auswerteeinheit MAE übertragen, wie es beispielgebend und schematisch in 1 dargestellt ist. Der eindeutige Phasenbezug der empfangenen Transpondersignale zueinander sowie die aus den unterschiedlichen Signallaufzeiten resultierenden Phasenunterschiede bleiben aufgrund dieser apparativen Anordnung erhalten. Neben der Verarbeitung der erfassten Transpondersignale dient die Mess- und Auswerteeinheit MAE ebenfalls der Steuerung der gesamten Signalaufnahme der Basisstation BS.
Der in 1 dargestellte Transponder RT kann sowohl als aktiver als auch als passiver Transponder ausgeführt sein. Im Falle der bevorzugten passiven Backscatter-Systeme umfasst der Transponder keine eigene HF-Signalquelle. Der Backscatter-Transponder reflektiert das von einer Basisstation BS erfasste abfragende Signal in modulierter Form. Das Grundprinzip solcher Backscatter-Transponder ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 199 46 166 A1 beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Basisstation BS Backscatter-Transponder eingesetzt, die ergänzend zu dem Richtgewinn auf Seiten der Basisstation BS einen Richtgewinn auf Seiten des Transponders erzielen. Dieser Richtgewinn auf Seiten des Backscatter-Transponders wird durch eine retrodirektive Antenne erreicht. Eine Backscatter-modulierte retrodirektive Antenne ist eine Anordnung, bei der das empfangene Abfragesignal der Basisstation bzw. der Basisstationen genau in die Richtung wieder moduliert reflektiert wird, aus der es von dem Backscatter-Transponder empfangen worden ist. Der Backscatter-Transponder strahlt daher nicht sein Antwortsignal rundherum ab, was zu einer Beeinträchtigung der Stärke des Signals beispielsweise durch Dämpfung führen würde. Stattdessen erfolgt die gerichtete Abstrahlung durch ein Van-Atta-Array, wie es aus der US 2,908,002 bekannt ist. Diese Retrodirektivität, die mit Hilfe einer Transponderantenne in Form eines Van-Atta-Arrays realisiert wird, kann ebenfalls durch heterodynes Mischen erreicht werden (vgl. C.Y. Pon: Retrodirective array using the heterodyne technique, IEEE Trans. Antennas and Propagation, Mar. 1964, S. 176-180). Auch in Bezug auf den Richtgewinn des Transponders ist es wieder so, dass bezogen auf die gleiche Antennenfläche ein umso höherer Richtgewinn erzielt wird, je höher die Signalfrequenz ist. Daher unterstützt an dieser Stelle auch wieder die Verwendung von Frequenzen im GHz-Bereich den Richtgewinn. Umgekehrt erhöht der Richtgewinn des Transponders die Reichweite der Funksignale zwischen Basisstation BS und Transponder RT.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines retrodirektiv arbeitenden aktiven oder passiven Transponders ist schematisch in 2 dargestellt. Der Transponder umfasst eine Mehrzahl von k Antennen TA₁, TA₂, .... TA_K. Die Antennenelemente TA₁, ..., TA_K sind über ein Verkoppelnetzwerk VKN derart miteinander verbunden, dass das im Einfallswinkel αin einfallende Funksignal von der Basisstation BS in einem identischen Winkel αout wieder in Richtung der Basisstation BS reflektiert wird.
Als eine alternative Ausführungsform zu dem oben beschriebenen retrodirektiven Array des Transponders RT ist es ebenfalls möglich, eine Mehrzahl M von einzelnen Backscatter-Transpondern in einem Array anzuordnen. Werden die M Backscatter-Transponder einzeln mit orthogonalen Codes moduliert, so ist es in der erfassenden Basisstation oder den erfassenden Basisstationen möglich, die einzelnen Backscatter-Transpondersignale eindeutig zu trennen, obwohl diese gleichzeitig reflektiert worden sind. Die M getrennten Backscatter-Transpondersignale können dann in der Basisstation ebenfalls mit Hilfe des digitalen Beamformings überlagert und ausgewertet werden, so dass auf diese Weise rechnerisch eine Fokussierung auf die jeweilige Basisstationsantenne erfolgt. Die einfachste orthogonale Modulation der M Backscatter-Transpondersignale besteht darin, jeden Backscatter-Transponder mit einer unterschiedlichen Frequenz im Vergleich zu den Frequenzen der übrigen Backscatter-Transponder zu modulieren.
Als ein alternatives Verfahren zu der Lösung, bei der innerhalb der Basisstation BS eine rechnerische digitale Strahlformung bzw. Fokussierung auf den Transponder durchgeführt wird, wird das folgende Verfahren vorgestellt. Es eignet sich insbesondere für die Verwendung in Verbindung mit Backscatter-Transpondern bzw. von Transpondern, die durch die Basisstation zum Senden aufgefordert werden. In diesem Verfahren erfolgt die Fokussierung des Antennenstrahls nicht nachträglich auf Grundlage bestimmter rechnerischer Schritte bzw. bestimmter softwaremäßiger Verarbeitungsprogramme, sondern bereits beim Senden des Funksignals durch die Basisstation BS nach dem Prinzip des Phased-Array-Verfahrens. Dieses Verfahren ist schematisch in 3 dargestellt.
Mit einem Phased-Array kann man den Antennenstrahl einer Apertur der Basisstation BS durch Steuersignale nacheinander auf unterschiedliche Punkte in der Umgebung der Basisstation fokussieren. Auf der Grundlage dieser Fokussierung wird der Raum mit Hilfe sequentieller Messungen durch den Antennenstrahl abgetastet. Das Phased-Array-Prinzip führt bei gleicher Größe der Apertur der Basisstation BS zu dem gleichen Richtgewinn wie die bereits oben beschriebene digitale Strahlformung bzw. das digitale Beamforming.
Gemäß dem in 3 dargestellten schematischen Aufbau des nach dem Phased-Array-Prinzip arbeitenden RFID-Systems ist die Basisstation BS in der Lage, die Hauptstrahlrichtung ihrer Antenne nacheinander in unterschiedliche Richtungen zu schwenken. Durch das Abtastvermögen des Antennenstrahls der beweglichen Apertur kann die Basisstation BS das Vorhandensein von einem oder mehreren Transpondern T₁, T₂, ..., T_N feststellen oder überprüfen. Des Weitern kann die Basisstation aufgrund des durch den Transponder reflektierten Signals dessen Identität und/oder dessen Position ermitteln. Aus der schematischen Darstellung in 3 folgt ebenfalls, dass mit der scharfen räumlichen Fokussierung der Sende/Empfangsantennenkeule mehrere Transponder T1 bis TN mit identischer Modulation auch ohne Kollision der Signale nacheinander ausgelesen werden können. Es ist ebenfalls denkbar, die räumliche Abtastung auf eine Mehrzahl von Basisstationen aufzuteilen, so dass jede Basisstation BS für das Auffinden von Transpondern T₁, T₂, ..., T_N in einem bestimmten Raumsegment verantwortlich ist.
Zur Umsetzung des Phased-Array-Verfahrens wird zum Beispiel ein 16-Patch-Antennen-Array in der Basisstation BS eingesetzt. Dieses ist schematisch in 4 dargestellt. Die 16-Patch-Antennenelemente AE sind in einem kreisförmigen Array angeordnet und jeweils mit Schaltern S, Phasenschiebern PS und Dämpfungselementen DE verbunden. Die 16 Patch-Antennenelemente AE wurden ausgewählt, um den abtastenden Antennenstrahl um jeweils 22,5° pro Abtastschritt versetzen zu können.
Das Phased-Array-Verfahren ist sowohl für aktive als auch für passive Transponder geeignet. Bestimmt man mit Hilfe der Verfahren und Anordnungen aus der DE 199 46 161 A1 die Entfernung zwischen einer Basisstation BS und einem Backscatter-Transponder, so ist es ergänzend mit Hilfe des Phased-Array-Verfahrens möglich, die Position des Backscatter-Transponders im Raum eindeutig zu bestimmen. Die Positionsbestimmung basiert darauf, dass mit Hilfe des durch die Apertur durchgeführten Antennenstrahlschwenks die Bewegungsrichtung des Backscatter-Transponders relativ zur Basisstation bestimmbar ist. Diese Positionsbestimmung lässt sich auch auf aktive Transponder anwenden.
Aus den oben beschriebenen Verfahren ergeben sich nun die Vorteile, dass gerade der unvorteilhaft erscheinende hochfrequente Bereich für die RFID-Technik zunehmend nutzbar ist. Zudem können gleichartige Transponder, die beispielsweise auch eine gleichartige Modulation aufweisen, durch die verbesserte Fokussierung örtlich getrennt erfasst werden. Auf dieser Grundlage werden zum Beispiel OFW-RFID-Transponder und Backscatter-Transponder ohne jegliche Multi-Tag-Fähigkeit multi-tag-fähig. Diese Multi-Tag-Fähigkeit ist natürlich abhängig von der Ortsauflösung der Basisstation. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Transponder geortet werden können. Zudem können durch die genaue örtliche Fokussierung einfachere Transponder eingesetzt werden, da ein geringerer Aufwand für beispielsweise das Multiplexing und die Kollisionsvermeidung anfällt. Zudem kann eine Codierung teilweise oder sogar ganz auf die Seite der Basisstation verlagert werden. Daher sind die obigen Verfahren besonders geeignet für Backscatter-RFID, Oberflächenwellen-RFID und EAMBT-Sensoren gemäß der DE 199 46 161 A1 .

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Transponders (RT) durch eine Basisstation (BS), das die folgenden Schritte aufweist a. Empfangen eines Transpondersignals mit einer Mehrzahl (N) von voneinander beabstandeten Antennen (BA₁, BA₂, BA_N), b. Übertragen des jeweils von den Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) erfassten Transpondersignals zu einer Mess- und Auswerteeinheit (MAE) und c. Verarbeiten der jeweils durch die Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) erfassten Transpondersignale durch digitales Beamforming, so dass die Basisstation (BS) rechnerisch auf einen Raumpunkt fokussierbar ist, an dem sich der Transponder (RT) befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem das Verarbeiten das jeweils durch die einzelnen Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) erfasste Transpondersignal rechnerisch phasenverschoben überlagert, so dass der Raumpunkt fokussierbar ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt: Anordnen der Mehrzahl (N) der voneinander beabstandeten Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) in einer synthetischen Apertur.
Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche, in dem das jeweils durch die einzelnen Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) empfangene Transpondersignal mit Erhaltung der Phasenverschiebung zu einem ursprünglichen Signal über einen Signal-Bus (SB) an die Mess- und Auswerteeinheit (MAE) übertragen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem weiteren Schritt: gerichtetes Abstrahlen des Transpondersignals vom Transponder (RT) in Richtung der Basisstation (BS).
Verfahren gemäß Anspruch 5, in dem das Transpondersignal über eine retrodirektive Antenne (TA₁, TA₂, TA_N) in Form eines van-Atta-Arrays oder durch eine Mehrzahl zusammen geschalteter Backscatter-Transponder oder mittels Heterodyning abgestrahlt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem der Transponder (RT) ein Backscatter-Transponder ist.
Verfahren zum Erfassen eines Backscatter-Transponders (TA₁, TA₂, TA_N) durch eine Basisstation (BS) mit einer Antenne in Form einer Apertur, das die folgenden Schritte aufweist: a. Ansteuern einzelner Antennenelemente der Apertur und Ausrichten der Apertur auf eine vorbestimmte Richtung oder auf einen vorbestimmten Raumpunkt in einer Umgebung der Basisstation (BS), b. Senden eines Antennenstrahls (AS) in die vorbestimmte Richtung oder auf den vorbestimmten Raumpunkt und c. Empfangen eines vom Backscatter-Transponder (TA₁, TA₂, TA_N) zurück gesandten Transpondersignals, wenn sich dieser im Bereich des Antennenstrahls (AS) oder des Raumpunktes befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 8, in dem das Senden des Antennenstrahls (AS) als ein sequentielles Abtasten des Raums erfolgt, in dem die Antennenelemente der Apertur gezielt sequentiell auf die Richtung oder den Raumpunkt ausgerichtet werden.
Basisstation (BS) zum Erfassen eines Transponders (RT), die die folgenden Merkmale aufweist: a. eine Mehrzahl (N) von voneinander beabstandeten Antennen(BA₁, BA₂, BA_N), über die ein Transpondersignal vom Transponder (RT) erfassbar ist, b. eine Übertragungskomponente (SB), in der das von den Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) jeweils erfasste Transpondersignal in eine Mess- und Auswerteeinheit (MAE) übertragbar ist, so dass c. durch die Mess- und Auswerteeinheit (MAE) ein digitales Beamforming des durch die Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) empfangenen Transpondersignals und dadurch ein Fokussieren auf einen Raumpunkt in einer Umgebung der Basisstation durchführbar ist.
Basisstation (BS) gemäß Anspruch 10, in der die Mehrzahl (N) der voneinander beabstandeten Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) als eine synthetische Apertur ausgebildet ist.
Basisstation (BS) gemäß Anspruch 10 oder 11, in der die Übertragungskomponente einen Signal-Bus (SB) umfasst, so dass Phasenunterschiede zwischen den jeweils durch die Antennen (BA₁, BA₂, BA_N) erfassten Transpondersignalen an die Mess- und Auswerteinheit (MAE) übertragbar sind.
Basisstation (BS) zum Erfassen eines Backscatter-Transponders (T₁, T₂, T_N) mit Hilfe eines Phased-Array-Verfahrens, die die folgenden Merkmale aufweist: a. eine Mehrzahl (N) von voneinander beabstandeten Antennen, die eine synthetische Apertur bilden, um einen gerichteten Antennenstrahl auszusenden und ein Transpondersignal zu erfassen, b. eine Steuerkomponente, durch die die Mehrzahl (N) der Antennen in eine vorbestimmte Richtung orientierbar ist, um den Antennenstrahl auf einen bestimmten Raumpunkt zu fokussieren, und c. eine Übertragungskomponente, in der das von den Antennen jeweils erfasste Transpondersignal an eine Mess- und Auswerteeinheit (MAE) zum Verarbeiten übertragbar ist.
Transponder (RT, T₁, T₂, T_N), der als ein aktiver oder ein passiver Transponder ausgebildet ist und der eine retrodirektive Antenne in Form eines Van-Atta-Arrays oder einer Mehrzahl zusammen geschalteter Backscatter-Transponder aufweist oder mit Heterodyning arbeitet, so dass sein Signal gerichtet in Richtung einer Basisstation (BS) abstrahlbar ist.