Bildgebende Polarimetrie Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildgebenden Polarimetrie, bei dem ein chiploser, passiver Transponder oder "Tag" verwendet wird, der mehrere Teilflächen mit unter ^¬ schiedlicher polarimetrischer Eigenschaft aufweist, und bei dem mindestens ein Bild des Transponders anhand der davon re- flektierten Radarstrahlung erzeugt wird. Die Erfindung betrifft auch einen passiven, chiplosen Transponder. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem Lesegerät und mindestens einem Transponder. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf eine Informationsablesung bei hohen Temperaturen.

RFID ("Radio Frequency Identification" ) -Systeme mit einem Le ^¬ segerät bzw. Abfragegerät und einem abzufragenden Transponder kommen in verschiedensten Anwendungen zum Einsatz. Transpon- der (auch als "RFID-Tags" bezeichnet) können dabei grundsätz ^¬ lich anhand ihres Aufbaus in aktive, semi-passive und passive Systeme unterteilt werden, wie beispielsweise in Stevan

Preradovic, Nemai C. Karmakar, and Isaac Baibin; "RFID Trans ^¬ ponders", IEEE Microwave Magazine, Oktober 2008, Seiten 90 bis 103, beschrieben. Des Weiteren wird zwischen chiplosen und chipbasierten Transpondern unterschieden, wobei aktive und semi-passive Systeme im Allgemeinen chipbasierte Trans ^¬ ponder nutzen, allerdings auch passive Transponder Halbleiterchips zur Informationsspeicherung besitzen können, siehe EP 1 993 168 A2. Nachteile von chipbasierten Transpondern sind ihre hohe Kosten und ihre Anfälligkeit aufgrund verwen ^¬ deter Halbleiterbauelemente und der zugehörigen Aufbau- und Verbindungstechnik besonders gegen äußere Einflüsse wie hohe oder sehr niedrige Temperaturen und mechanischer Schock und Vibrationen. Ein weiterer Nachteil chipbasierter Transponder ist die Notwendigkeit einer Energieversorgung zur Versorgung der Halbleiter-Chips und bei aktiven chipbasierter Transponder die durch eine Batterielaufzeit begrenzte Lebensdauer. Chiplose Transponder können wiederrum aufgeteilt werden in Transponder für zeitbereichsbasierte (TDR) , frequenzbasierte (FDR) oder bildbasierte Systeme.

TDR-Systeme nutzen aufgrund ihrer Funktionsweise OFW (Ober- flächenwellen) -Transponder oder Mikrowellen-Transponder . Mik- rowellen-Transponder codieren ihre Information in ihrer Impulsantwort, wobei lange Verzögerungszeiten auf dem Transponder nötig sind. Um diese Verzögerungszeiten zu realisieren, müssen große geometrische Strukturen verwendet werden, wo- durch erhöhte Verluste und in vielen Fällen eine Dispersion auftreten können. Bei OFW-Transpondern kann eine benötigte Verzögerungszeit durch eine Wellenkonversion von elektromag ^¬ netischen zu akustischen Wellen erzielt werden, da akustische Wellen deutlich langsamere Ausbreitungsgeschwindigkeiten auf- weisen. Die Information kann bei OFW-Transpondern analog zu mikrowellenbasierten Systemen codiert werden, wie in

WO 2000 039 604 AI offenbart. Diese Wellenkonversion erzeugt allerdings hohe Verluste, was die Reichweite solcher Systeme reduziert .

FDR-Systeme werten eine Frequenzantwort eines Transponders aus, wobei meist resonante Strukturen verwendet werden, wie z.B. in WO 2011 098 719 A4 oder WO 2009 126 999 AI

beschrieben. Resonanzen von Strukturen des Transponders müs- sen dabei voneinander trennbar sein. Es gibt Ansätze, eine Trennung der Resonanzen anhand der Frequenzen oder räumlich durchzuführen .

Bei räumlicher Trennung können bildgebende Systeme verwendet werden, siehe M. Zomorrodi und N. C. Karmakar: "Image-based Chipless RFID System with High Content Capacity for Low Cost Tagging", IEEE International Microwave and RF Conference, Seiten 41 bis 44, 15. bis 17. Dezember 2014. Dabei wird die Auswertung der Polarisation der abgestrahlten und empfangenen elektromagnetischen Wellen nur dazu verwendet, um Störungen durch z.B. Mehrwegausbreitungen zu reduzieren. Eine weitere Anwendung der Polarisation in RFID-Tags ist der sog.

Polarisationsmultiplex, bei dem zwei Datenkanäle mit Hilfe der Polarisation getrennt werden, wie in M. A. Islam und N. Karmakar: "Design of a 16-bit Ultra Low Cost Fully Printable Slot-Loaded Dual-Polarized Chipless RFID Tag", Proceedings of the Asia-Pacific Microwave Conference, Seiten 1482 bis 1485, 5. bis 8. Dezember 2011 oder WO 2013 096 995 AI offenbart. Zusätzlich kann mit Hilfe von Polarisation bei FDR-Tags eine Amplitudenmodulation erzielt werden, wie in A. Vena, E.

Perret und S. Tedjni: "A Depolarizing Chipless RFID Tag for Robust Detection and Its FCC Compliant UWB Reading System", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Bd. 61, 2013, Nr.8, Seiten 2982 bis 2994, offenbart.

Die Anwendung von chiplosen RFID-Transpondern ist heutzutage sehr vielfältig, insbesondere soll sie den vielerorts einge ^¬ setzten Barcode ersetzten, da dieser etliche Nachteile wie eine Nichtlesbarkeit bei Verschmutzung oder Witterung hat. Des Weiteren kann der Transponder zur Lokalisierung oder Tra- cking von Objekten (siehe DE 197 098 47 AI oder

DE 20 2010 018 131 Ul) sowie als Sensor zum Messen von Tempe ^¬ ratur, Druck oder Feuchtigkeit (siehe WO 1993 013 495 AI) verwendet werden.

Ein Nachteil chiploser RFID-Systeme ist ihre hohe benötigte Bandbreite, welche sowohl bei TDR- als auch bei FDR-Systemen für eine hohe Datenkapazität notwendig ist. Dabei ist die Bandbreite aufgrund gesetzlicher Regulierungen nicht beliebig einstellbar. Die Datenkapazität ist bei derartigen Systemen stark eingeschränkt. So können zum Beispiel bei mikrowellen ^¬ basierten TDR-Systemen Datenraten um 16 Bit und bei FDR- Systemen Datenraten von bis zu 35 Bit erzielt werden. Für OFW-Transponder sind Datenraten von 96 Bit kommerziell ver- fügbar und bis zu 128 Bit wissenschaftlich beschrieben.

Dabei ist die Herstellung von OFW-Transpondern nicht kostengünstig realisierbar. Neben aufwändigem Strukturieren müssen spezielle Materialien wie LiNb03 verwendet werden. Für FDR- Transponder müssen Materialien verwendet werden, deren

Permittivität genau bekannt ist. Für TDR-Transponder, die für Mikrowellensysteme gedacht sind, müssen dispersions- und ver ^¬ lustarme Materialien verwendet werden. Die Materialien und Strukturen der beschriebenen chiplosen RFID-Transponder sind bisher nicht für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen geeignet. Ein weiterer Nachteil ist die geringe Reichweite al ^¬ ler bisherigen RFID-Systeme mit chiplosen passiven Transpondern . Die Polarimetrie ist grundsätzlich bei einer Vielzahl von Radar-Anwendungen und insbesondere bei hochauflösenden, bildgebenden Systemen verbreitet. Polarisationsagile bildgebende Systeme werden unter anderem in der Erdfernerkundung (siehe WO 2015 041 295 AI) oder in der Sicherheitstechnik (siehe J. Adametz und L.-P. Schmidt: "Threat object Classification with a close ränge Polarimetrie imaging System by means of H-alpha decomposition" , European Radar Conference, Seiten 77 bis 80, 9. bis 11. Oktober 2013.) eingesetzt. In allen Fällen wird die polarimetrische Streuinformation von Zielen dazu genutzt, um unbekannte Objekte genauer zu klassifizieren oder zu identifizieren. Hierfür wurde in der Literatur eine Vielzahl von Auswerte-Algorithmen beschrieben. Im Bereich der Radar- Bildgebung wird häufig mittels Synthetic Aperture Radar

( SAR) -Verfahren der interessierende Bereich oder das zu ana- lysierende Objekt gescannt bzw. abgerastert, abgelaufen oder durchgelaufen und über spezielle Rekonstruktionsalgorithmen ein Bild errechnet, wie in EP 2 767 849 A2 offenbart. Dies ist auch zum Zwecke der Darstellung der räumlichen Trennung von strukturierten Flächen und nicht strukturierten Flächen in M. Zomorrodi und N. C. Karmakar verwendet.

Wird der SAR-Scan vollpolarimetrisch durchgeführt, d.h., dass das Ziel bzw. die Szenerie sequenziell mit zumindest zwei un ^¬ terschiedlich polarisierten, vorzugsweise mit zwei orthogonal polarisierten Wellen, beleuchtet und die Polarisation der gestreuten Wellen aufzeichnet wird, kann nach der SAR- Prozessierung auf Basis der polarimetrischen Information eine Klassifizierung der vorhandenen Objekte durchgeführt werden. In der Fernerkundung können auf diese Weise zum Beispiel - wie in T. Moriyama, S. Uratsuka und Y. Yamaguchi : "A Study of Extraction of Urban Areas from Polarimetrie Synthetic

Aperture Radar image", IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium, Seiten 703 bis 706, 20. bis 24. September 2004, beschrieben - sehr gut besiedelte von bewaldeten Gebieten un- terschieden werden. In der Sicherheitstechnik ist mittels des vollpolarisierten SAR-Scans die Unterscheidung verschiedener Gefahrengegenstände möglich. Diese Abgrenzungen oder Katego- risierungen lassen sich mit einem konventionellen Radarsystem, welches nicht über die vollpolarimetrische Streuinforma- tion verfügt, deutlich schwieriger darstellen. Grundsätzlich ist in einem vollpolarimetrischen Datensatz die vollständige Streuinformation eines Ziels enthalten, die für eine optimierte Klassifikation bzw. Identifikation herangezogen werden kann .

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zum Auslesen von Informationen aus einem passiven, chiplosen Transponder mit- tels Funkwellen, insbesondere Radarstrahlung, bereitzustel ^¬ len .

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An- sprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde ^¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur bildgebenden Polarimetrie, bei dem ein chiploser, passiver Transponder, der mehrere Felder oder Teilflächen mit unterschiedlicher polarimetrischer Eigenschaft oder Charakteristik aufweist, mittels Funkwellen, insbesondere Radarstrahlung, mit zumindest zwei unterschiedlich polarisierten Wellen bestrahlt wird, mindestens ein polarisationskodiertes Bild des Trans- ponders anhand der davon reflektierten Funkwellen, insbesondere Radarstrahlung erzeugt wird, und die unterschiedlichen Teilflächen des Transponders in dem polarisationskodierten Bild mittels ihrer mindestens einen polarimetrischen Eigenschaft erkannt werden.

Das Bestrahlen mittels Funkwellen mit zumindest zwei unter ^¬ schiedlich polarisierten Wellen entspricht insbesondere, dass vollpolarimetrisch beleuchtet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass keine erhöhten Kosten und Anfälligkeit durch Halbleiterbauelemente gegen z.B. Tem ^¬ peraturschwankungen und Witterung auftreten und die Lebensdauer nicht durch eine Batterielaufzeit beschränkt ist. Auch sind nun Hochtemperatur-Anwendungen ohne weiteres realisier- bar, z.B. in Öfen, Turbinen, Strahltriebwerken oder Stahlwerken .

Zudem werden durch die Realisierung eines bildbasierten Systems keine Verzögerungszeit benötigt und eine Wellenkonversi- on und die damit verbundenen hohen Verluste zur Kompensation der Verzögerungszeit vermieden. Das Auslesen der Daten erfolgt über ein bildgebendes Radarverfahren, so dass die von dem Transponder getragene Information weder in der Zeitbereichs- noch in der Frequenzbereichsantwort kodiert zu werden braucht. Dabei sind die Informationen des Transponders rein in den polarimetrischen Reflexionseigenschaften der Teilflächen bzw. der zugehörigen Teilbereiche und in deren Anordnung auf dem Transponder gespeichert. Die Kombination von Transponder und Vollpolarimetrie ergibt folglich eine vorteilhafte Methode zur Nutzung von chiplosen, passiven RFID-

Transpondern, die auf einer Bildgebung basiert, aber zur In- formationsspeicherung die Polarimetrie nutzt.

Auch lassen sich durch die vollpolarimetrische Beleuchtung oder Bestrahlung die unterschiedlichen Teilflächen des entsprechend ausgebildeten Transponders besonders einfach und sicher identifizieren und kategorisieren . Unter Verwendung vollpolarimetrischer Beleuchtungs- und Messmethoden können verschiedenste Strukturen voneinander getrennt werden. Dies ermöglicht eine besonders hohe Anzahl an möglichen Informati- onszuständen pro Transponder. Dies wiederum führt zu einer besonders hohen Datenkapazität. Ein Transponder mit mehr als 128 Bit ist realisierbar. Das Verfahren zur bildgebenden Polarimetrie kann auch als

Verfahren zum Auslesen eines chiplosen, passiven Transponders angesehen werden.

Der Transponder kann auch als Identifikationsmarke oder "Tag" bezeichnet werden. Er weist insbesondere weder ein Halblei ^¬ terbauelement noch einen elektrischen Energiespeicher auf. Der Transponder kann auch als radar-sensitiver (RFID-) Transponder oder Radar-Transponder bezeichnet werden. Teilflächen mit unterschiedlicher polarimetrischer Eigenschaft erzeugen unterschiedliche, eindeutig unterscheidbare bzw. identifizierbare Reflexionsmuster. Die mindestens eine polarimetrische Eigenschaft der jeweiligen Teilflächen (mit oder ohne polarimetrische Struktur) ist grundsätzlich vorbe ^¬ kannt. Die polarimetrischen Eigenschaften der Teilflächen sind dann also mit Hilfe des verwendeten Messverfahrens un ^¬ terscheidbar und eindeutig zuordenbar. Die Teilfläche kann eine Oberfläche des Transponders sein, ggf. mit dem darunter- liegenden Volumenbereich oder Teilbereich des Transponders.

Unter Radarstrahlung kann insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem Bereich zwischen 1 GHz und 1 THz verstanden werden. Dies bedeutet insbesondere, dass sowohl gesendete als auch reflektierte Radarwellen hinsichtlich ihrer Polarisation definiert beschreibbar sind. Insbesondere kann die ausgesandte und reflektierte Radarstrahlung bezüglich ihres Polarisationszustandes ausgewertet werden. Das Beleuchten mittels der Radarstrahlung kann räum- oder objektfest oder sequenziell geschehen, z.B. mittels der SAR-Methode.

Das polarisationskodierte Bild ist insbesondere ein aus der reflektierten Radarstrahlung erzeugtes Bild, dessen Bildpunkte jeweils mindestens eine Polarisationsinformation aufwei- sen.

Den jeweiligen Teilflächen des Transponders zugehörige Teil ^¬ bilder in dem polarisationskodierten Bild können beispielsweise mittels Methoden der Objekterkennung identifiziert wer- den.

Aus den erkannten Teilflächen bzw. Teilbildern kann Information abgeleitet werden, z.B. indem die Teilflächen als Informationsträger analog zu Bits mit n (n > 1) möglichen Zustän- den verwendet werden. Die Information des Transponders ist also in seinem polarimetrischen Rückstreuverhalten kodiert. Da dieses Rückstreuverhalten bei den verwendeten Strukturen definiert und bekannt ist, können Elemente während der Aus ^¬ wertung entsprechend ihrer Eigenschaften gesucht und klassi- fiziert werden. Jedes vorhandene, vorher definierte Rück ^¬ streuverhalten einer Teilfläche, welches von dem Rückstreu ^¬ verhalten anderer Teilflächen unterscheidbar ist, beschreibt einen möglichen Informationszustand. Durch Anordnung mehrerer Elemente mit verschiedenen polarimetrisch wirksamen Struktu- ren und damit unterschiedlichen Informationszuständen kann Information auf dem Transponder gespeichert werden.

Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Teilfläche durch analytisches Berechnen der mindestens einen

polarimetrischen Eigenschaft aus einem zugehörigen polarisa- tionskodierten Teilbild erkannt wird. Dies kann z.B. das An ^¬ wenden von analytischen Formeln auf ein Teilbild und ein Vergleichen eines Ergebnisses des Berechnens mit einem vorgege ^¬ benen "Referenz- "Ergebnis umfassen. Das polarimetrische Rück- streuverhalten der verwendeten Teilflächen kann also analytisch angegeben oder ausgewertet werden.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Teilflä ^¬ che anhand eines Bildvergleichs des zugehörigen Teilbilds mit mindestens einem Referenzbild erkannt wird. Dies kann bei ^¬ spielsweise mittels Methoden der Objekterkennung durchgeführt werden, wobei das Referenzbild wie ein Referenzobjekt genutzt werden kann. Das Referenzbild kann einer vorgegebenen Teilfläche bzw. dem zugehörigen Teilbild entsprechen.

Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das mindestens eine polarisationskodierte Bild des Transponders einer Pauli- Zerlegung unterzogen wird und die Teilflächen des Transponders mittels ihrer mindestens einen polarimetrischen Eigen- schaff aus mindestens einem pauli-zerlegten polarisationsko- dierten Bild erkannt werden. Ein pauli-zerlegtes Bild ist insbesondere ein Bild, das aus dem ursprünglichen

vollpolarimetrischen Bild mittels einer Pauli-Zerlegung erzeugt worden ist. Bei der Pauli-Zerlegung werden die

vollpolarimetrischen Streuinformationen an jedem Pixel oder Bildpunkt in die Einzelstreuprozesse Einfachreflexion, Dop ^¬ pelreflexion und Volumenstreuung aufgespalten. Ein paulizerlegtes Bild kann also ein die Einfachreflexion, die Dop ^¬ pelreflexion oder die Volumenstreuung darstellendes Bild sein. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass sich unterschiedliche Teilflächen oder Teilbilder besonders gut und sicher unterscheiden bzw. erkennen lassen. Zumindest eine Teilfläche kann beispielsweise mittels einer Auswertung nur eines pauli-zerlegten polarisationskodierten Bilds oder Teil- bilds (z.B. darstellend die Einfachreflexion) erkannt werden. Zumindest eine Teilfläche kann beispielsweise mittels einer Auswertung mehrerer pauli-zerlegten polarisationskodierten Bilder oder Teilbilder erkannt werden. Zur Auswertung der polarimetrischen Daten kann außer der Pauli-Zerlegung oder zusätzlich zu der Pauli-Zerlegung auch ein anderer geeigneter Dekompositionsalgorithmus für die

vollpolarimetrischen Bilddaten gewählt werden. Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens eine polarimetrische Eigenschaft mindestens einer dieser Teilflä ^¬ chen anhand einer eingebrachten polarimetrisch wirksamen Struktur erzeugt wird. So lässt sich ein sicher erkennbares Teilbild mit einfachen Mitteln erzeugen. Auch lässt sich so eine Vielzahl von unterschiedlichen Teilbildern erzeugen, was eine besonders hohe Informationsdichte ermöglicht. Eine Teil ^¬ fläche mit einer glatten und in Bezug auf ihr Material homo ^¬ genen polarimetrisch wirksamen Oberfläche weist insbesondere keine polarimetrisch wirksame Struktur auf. Bei einer glatten Oberfläche ist das Rückstreuverhalten insbesondere polarisa- tionsunabhängig . In diesem Sinne wird unter einer Struktur insbesondere eine gezielt erzeugte, dreidimensionale Oberflä ^¬ chenform, insbesondere geometrische Struktur und/oder eine polarimetrisch wirksame Materialabfolge verstanden. Die polarimetrisch wirksame Struktur kann beispielsweise als ein Dachkantspiegel, ein Tripelspiegel , als Dipolstruktur - z.B. als Drähte, planare Dipole oder planare Mäander-Elemente usw. - , als diffuser Streukörper oder ähnliches vorliegen. Grundsätzlich kann ein Transponder in einer Variante nur

Teilflächen ohne eine polarimetrisch wirksame Struktur aufweisen. In einer anderen Variante kann ein Transponder nur Teilflächen mit polarimetrisch wirksamer Struktur aufweisen. In noch einer anderen Variante weist ein Transponder mindes- tens eine Teilfläche ohne eine polarimetrisch wirksame Struk ^¬ tur und mindestens eine Teilfläche mit einer polarimetrisch wirksamen Struktur auf.

Für die Herstellung der Strukturen der Teilflächen brauchen hier im Vergleich zu FDR- oder OFW-Tags keine hochpräzisen Strukturierungen zu erfolgen.

Die Teilflächen sind so groß bzw. weisen solche geometrischen Abmessungen auf, dass sie entsprechend des zur Verfügung ste- henden Auflösungsvermögens des bildgebenden Systems gewählt sind und damit räumlich voneinander trennbar sind. Die geometrische Form - z.B. als Quadrat - kann beliebig gewählt werden. Die Teilflächen können beliebig auf dem Transponder kombiniert und angeordnet werden. Die geometrischen Abmessun- gen des Transponders bestimmen die maximale Anzahl an daran anordbaren Teilflächen.

Es ist eine Weiterbildung, dass die polarimetrisch wirksame Struktur eine regelmäßig geformte Struktur ist. Die regelmä- ßig geformte Struktur kann z.B. mehrere parallel zueinander angeordnete Längsnuten aufweisen, z.B. um einen Dachkantspiegel - insbesondere Mehrfach-Dachkantspiegel - für die Radar ^¬ strahlung zu erzeugen. Die Nuten können z.B. Seitenwände mit vorgegebenen Winkeln ("Neigungswinkel") um eine Längsausrich- tung der zugehörigen Nut aufweisen. Beispielsweise durch eine Einstellung dieses Neigungswinkels und/oder durch eine vorge ^¬ gebene Winkelanordnung ( "Verkippungswinkel " ) der Teilflächen und damit der Längsausrichtung auf dem Transponder lassen sich unterschiedliche Teilbilder erzeugen. Beispielsweise für einen Dachkantspiegel kann das Rückstreuverhalten in Abhängigkeit des Verkippungswinkels berechnet werden. Umgekehrt kann vom durch das mit dem bildgebenden Radar bestimmten polarimetrischen Rückstreuverhalten auf den Verkippungswinkel rückgerechnet werden. Dies erlaubt den eindeutigen Rück- schluss auf die exakte räumliche Ausrichtung der Transponder und damit die Zusammensetzung des Transponders. Damit ist die Informationsübertragung zwischen Transponder und Lesegerät über die polarimetrische Bildgebung gewährleistet. Allgemein kann mindestens eine polarimetrische Struktur min ^¬ destens eine polarimetrisch wirksame Seitenwand aufweisen, die einen vorgegebenen Neigungswinkel und/oder

Verkippungswinkel aufweist. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass mindestens eine

polarimetrische Eigenschaft mindestens einer dieser Teilflä ^¬ chen anhand ihres Materials erkannt wird. Der Transponder kann also Teilflächen bzw. entsprechende Teilbereiche mit un ^¬ terschiedlichem Material oder unterschiedlichen Materialgrup- pen aufweisen, die ein merklich unterschiedliches

polarimetrisches Rückstreuverhalten, insbesondere eine unter ^¬ schiedliche Permittivität , zeigen.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass aus mindestens einer polarimetrischen Eigenschaft mindestens eines Teilbereichs eine Temperatur des Transponders ermittelt wird. So kann der Transponder als Temperatursensor eingesetzt werden, und zwar auch bei hohen Temperaturen. Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Teil ^¬ bereich eine sich polarimetrisch wirksam temperaturabhängig ändernde Struktur oder Form (einschließlich Ausdehnung) aufweist. Beispielsweise kann die Teilfläche bzw. der die Teil ^¬ fläche aufweisende Teilbereich mindestens einen als Bimetall- Stück ausgebildeten Dachkantspiegel aufweisen. Durch Temperaturänderung ändern sich die Seitenwinkel bzw. Neigungswinkel des Dachkantspiegels und dadurch das Reflexionsverhalten der Struktur. Aus der Änderung des Rückstreuverhaltens kann die Temperatur ermittelt werden. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Temperatur anhand nur dieses Teilbe ^¬ reichs bestimmbar ist.

Eine weitere Möglichkeit der Temperaturmessung mit Hilfe des Transponders besteht darin, reflektierende Elemente mit Mate- rialien, deren Permittivität von der Temperatur abhängig ist, zu gestalten, z.B. zu beschichten oder zu füllen. Die Temperatur kann dann zum Beispiel über den Phasenunterschied der reflektierten Radarstrahlung zu nicht temperaturabhängig gestalteten, insbesondere beschichteten oder gefüllten, Teilbe- reichen ermittelt werden.

Noch eine weitere Möglichkeit zur Nutzung des Transponders als Temperaturfühler oder Temperatursensor ergibt sich zum Beispiel durch Ausnutzung verschiedener thermischer Ausdeh- nungskoeffizienten unterschiedlicher Materialien. Dieser Effekt beeinflusst die Höhe der einzelnen Teilbereiche. In die ^¬ sem Fall kann beispielsweise über einen Phasenunterschied der von den zwei Teilbereichen reflektierten Radarstrahlung die Temperatur bestimmt werden. Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen passiven, chiplosen Transponder, aufweisend mindestens zwei Teilflächen mit un ^¬ terschiedlicher polarimetrischer Struktur. Der Transponder kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile, und umgekehrt. Er kann mit dem Verfah ^¬ ren verwendet werden, jedoch ist das Verfahren nicht darauf beschränkt .

Die Teilflächen bzw. zugehörigen Teilbereiche sind räumlich voneinander trennbar bzw. getrennt, insbesondere nebeneinander bzw. zweidimensional angeordnet. Der Transponder ist ins ^¬ besondere plattenförmig, wobei die rückstreuenden Teilflächen Teilen einer Hauptfläche der Platte entsprechen. Eine Teilfläche kann insbesondere eine Oberfläche eines Teil ^¬ bereichs des Transponders aufweisen. Ein solcher Transponder weist also mindestens zwei Teilflächen oder Teilbereiche mit einer unterschiedlichen Oberflächenstruktur und/oder Materialstruktur auf. Eine durchgängig glatte Oberfläche eines in Bezug auf sein Material homogenen Teilbereichs stellt in die ^¬ sem Sinne insbesondere keine Teilfläche oder Teilbereich mit polarimetrischer Struktur dar. Eine solche "glatte" Teilfläche kann jedoch durchaus eindeutig identifizierbar sein. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens zwei Teilbe ^¬ reiche polarimetrische Strukturen mit gleicher Grundform, aber unterschiedlicher Dimensionierung und/oder Ausrichtung (Verkippungswinkel ) auf dem Transponder aufweisen. Eine unterschiedliche Dimensionierung kann z.B. eine unterschiedli- che Höhe, Breite oder Anwinkelung sein, z.B. einer Längsnut eines Dachspiegels.

Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass der Transponder aus einem Material oder aus einem Materialverbund besteht. Er kann insbesondere einstückig hergestellt sein. Die unter- schiedlichen Teilflächen können dann durch eine Oberflächenbehandlung hergestellt werden, z.B. durch Mikrofräsen. Alternativ kann der Transponder bereits als fertiges Teil, z.B. Gussteil oder Spritzteil, hergestellt worden sein. Ein sol- eher Transponder ist besonders einfach herstellbar und besonders robust.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass unterschiedlichen Teilflächen Materialien mit unterschiedlichem

polarimetrischen Rückstreuverhalten zugeordnet sind. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Unterscheidung und Erkennung der Teilflächen sicher auch ohne eine Strukturierung durchführbar ist. Zudem lassen sich so Sensorfunktionalitäten besonders einfach umsetzen.

Als Material oder Materialien eignen sich neben elektrischen Leitern - wie Metallen - auch Keramiken oder Polymere bzw. Kunststoffe. Beispielsweise kann der Transponder als ein so ^¬ lider Aluminiumblock vorliegen. Hochtemperaturfeste Materia- lien wie Keramik eignen sich sehr für Anwendungen bei hohen Temperaturen, da hier keine Verformung oder Beschädigung der Materialien durch die hohen Temperaturen auftritt. Die Verwendung von Materialkombinationen ist zusätzlich möglich. Die nahezu freie Wahl an Materialien und die geringen Anforderun- gen an Fertigungstoleranzen kann für eine kostengünstige Produktion genutzt werden.

Zumindest eine der Teilflächen kann mit einer Beschichtung versehen sein, welche entweder ein Auslesen oder Bestimmen ihrer polarimetrischen Eigenschaft verbessert oder

polarimetrisch wirkungslos ist. Die Beschichtung kann einlagig oder mehrlagig mit ein oder mehreren Materialien sein. Die Beschichtung kann eine Lackierung sein. Eine solche Beschichtung kann z.B. eine Schutzbeschichtung sein, z.B. gegen eine mechanische und/oder chemische Beanspruchung - z.B. Kor- rosion. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine Beschichtung eine Reflexion verstärken, um ein genaueres Bild zu erhalten, und/oder um sie temperaturabhängig zu ändern. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein System, das mindestens ein Lesegerät und mindestens einen Transponder wie oben be ^¬ schrieben aufweist. Das Lesegerät kann zum Ablauf des oben beschriebenen Verfahrens eingerichtet sein. Der Informations ^¬ gehalt des polarimetrischen Transponders ist bei bekanntem Abstand vom Lesegerät zum Transponder oder unter Einbeziehung von Autofokus-Verfahren nicht von der Bandbreite abhängig, wie bei herkömmlichen chiplosen RFID-Systemen . Dadurch entfällt die Begrenzung der Datakapazität durch gesetzliche Re ^¬ gulierungen. Es wird so ein System angegeben, das eine neue Anwendung der polarimetrischen Bildgebung ergibt, die hier erstmals zum Informationsaustausch genutzt wird.

Vielmehr kann insbesondere eine zweidimensionale Anordnung der Teilflächen verwendet werden, wobei verschiedenste Infor- mationszustände pro Teilfläche genutzt werden können. Auch damit können deutlich höhere Datenkapazitäten als bei herkömmlichen chiplosen Systemen erreicht werden. Begrenzendes Element ist dabei die geometrische Größe des Transponders im Verhältnis zum Auflösungsvermögen des Lesegeräts, insbesonde- re dessen bildgebenden Radars. Dieses kann durch Erhöhung der Frequenz oder einer Aperturgröße verbessert werden. Durch ein verbessertes Auflösungsvermögen kann die Strukturgröße bzw. die Größe eines Transponders verringert werden, weshalb bei gleicher Baugröße mehr Teilflächen auf einem Transponder Platz finden.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels , das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszei ^¬ chen versehen sein.

Fig. 1 zeigt ein polarimetrisches Radarbild eines erfin ^¬ dungsgemäßen Radar-Transponders mit verschiedenen Teilflächen; Fig. 2 zeigt eine Skizze von Teilflächen des Radar- Transponders aus Fig. 1 ;

Fig. 3 zeigt ein Bild des Radar-Transponders, dessen Bild ^¬ punkte die Intensitäten der Streuprozesse angeben;

Fig. 4 zeigt ein pauli-zerlegtes Bild des Radar- Transponders, das eine Doppelreflexion angibt;

Fig. 5 zeigt ein pauli-zerlegtes Bild des Radar- Transponders, das eine Volumenstreuung angibt;

Fig. 6 zeigt eine Intensität des Anteils der Doppelrefle ^¬ xion der Paulizerlegung bei einem pauli-zerlegten Bild des Transponders; und

Fig. 7 zeigt eine Intensität des Anteils der Volumenstreu ^¬ ung der Paulizerlegung bei einem pauli-zerlegten Bild des Transponders. Fig. 1 zeigt einen Transponder 1, der als ein plattenförmiges Aluminiumteil mit einer in Draufsicht quadratischen Kontur ausgebildet ist. Eine Kantenlänge kann beispielsweise ca. 10 cm betragen. Der Transponder 1 kann mittels eines Lesegeräts G mit vollpolarisierten Funkwellen, insbesondere Radarstrah- lung R, bestrahlt werden. Die an dem Transponder 1 reflek- tierte oder rückgestreute Strahlung kann von dem Lesegerät G detektiert und dort oder in einer eigenständigen Auswerteeinrichtung (o. Abb.) ausgewertet werden. Insbesondere kann mit ^¬ tels der detektierten rückgestreuten Strahlung mindestens ein Bild Bl bis B3 (siehe z.B. Fig. 3 bis 5) erzeugt werden, des ^¬ sen Bildpunkte eine Polarisationsinformation tragen.

Fig. 2 zeigt eine Skizze von neun Feldern oder Teilflächen Tl bis T9 des Transponders 1. Die Teilflächen Tl bis T9 weisen ebenfalls eine quadratische Form auf und sind gleich groß.

Die polarimetrischen Charakteristika der Teilflächen Tl bis T9 sind mit Hilfe des verwendeten Messverfahrens der Radarab ^¬ frage unterscheidbar und eindeutig zuordenbar. Die Informati- onen des Transponders 1 sind in dem polarimetrischen Rückstreuverhalten kodiert. Da das Rückstreuverhalten bei den verwendeten Teilflächen Tl bis T9 definiert und bekannt ist, können sie während der Auswertung entsprechend ihrer Eigenschaften gesucht und klassifiziert werden. Jedes vorhandene, vorher definierte Rückstreuverhalten, beschreibt einen möglichen Informationszustand. Durch Anordnung mehrerer Teilflä ^¬ chen Tl bis T9, die sich hier durch ihre geometrische Ober ^¬ flächenstruktur bzw. deren Fehlen voneinander unterscheiden können, und damit unterschiedlichen Informationszuständen kann Information auf dem Transponder 1 gespeichert werden.

Bei dem Transponder 1 sind zum Beispiel Teilflächen Tl bis T9 mit fünf verschiedenen Informationszuständen vorhanden. Dazu sind die beiden Teilflächen Tl und T5 als glatte Teilflächen ausgebildet, die Teilfläche T2 als Dachkantspiegel mit einem Verkippungswinkel einer Längsachse L von darin eingebrach ^¬ ten parallelen Längsnuten 2 von +45° gegen die Horizontale H, die Teilflächen T3, T4 und T8 als Dachkantspiegel mit einem Verkippungswinkel der darin eingebrachten parallelen Längs- nuten 2 von +0° gegen die Horizontale H, die Teilflächen T6 und T7 als Dachkantspiegel mit einem Verkippungswinkel der darin eingebrachten parallelen Längsnuten 2 von 90° gegen die Horizontale H und die Teilfläche T9 als Dachkantspiegel mit einem Verkippungswinkel der darin eingebrachten parallelen Längsnuten 2 von -45° gegen die Horizontale H. In diesem Beispiel würde sich ein Codeumfang von 20 Bit ergeben. Dabei hängt der Informationsgehalt eines Transponders 1 zum einen von der Anzahl der möglichen Informationszustände pro Feld oder Teilfläche und zum anderen von der Anzahl der verwendba- ren Felder oder Teilflächen ab. Mit mehr Teilflächen lassen sich auf diese Art und Weise hohe Datenraten erzielen.

In der Praxis können als Strukturen beispielsweise auch Teil ^¬ flächen mit Tripelspiegeln, Dipolstrukturen (z.B. Drähten, planaren Dipolen oder planaren Mäander-Elementen) , diffusen Streukörpern oder ähnliches verwendet werden. Dabei sollte allgemein gewährleistet sein, dass die einzelnen Teilflächen sowohl polarimetrisch als auch räumlich voneinander trennbar sind. Das bedeutet, dass die geometrischen Abmessungen der Teilflächen entsprechend dem zur Verfügung stehenden Auflösungsvermögen des bildgebenden Systems gewählt werden sollten. Die geometrische Form der Teilflächen - hier: Quadrat - kann dabei beliebig gewählt werden. Die Teilflächen können beliebig auf einem Transponder kombiniert und angeordnet wer- den. Die maximalen geometrischen Abmessungen bestimmen die maximale Anzahl an Elementen eines Transponders.

Fig. 3 zeigt ein Bild des Transponders 1, dessen Bildpunkte die Intensitäten der Streuprozesse angeben. Insbesondere gilt dies für die dargestellte Gesamtintensität, d.h. die Summe aller Einzelleistungen der Paulizerlegung. Dabei zeigt Fig. 3 ein Graustufenbild Bl, während die Intensitäten der Streupro ^¬ zesse vorteilhafterweise auch gemäß einer RGB-Farbskala dar ^¬ gestellt werden können. Das Bild Bl weist Teilbilder TB1 bis TB9 auf, die den Teilflächen Tl bis T9 entsprechen und die die von diesen Teilflächen Tl bis T9 rückgestreute Strahlung darstellen. Anhand dieser bildlichen Darstellung können zunächst die glatten Teilflächen Tl und T5 von den anderen Teilflächen T2 bis T4 und T6 bis T9, die als Dachkantspiegel für die einfallende Radarstrahlung wirken, eindeutig unterschieden werden. Weiterhin lassen sich bereits einige dieser Teilflächen T2 bis T4 und T6 bis T9 voneinander unterscheiden . Fig. 4 zeigt ein pauli-zerlegtes Bild B2 des Transponders 1, das nur die Doppelreflexionsanteile der Streuprozesse - ge ^¬ nauer: die der Doppelreflexion zugehörigen Phasen - angibt. Dabei werden entsprechende Teilbilder (ohne Bezugszeichen) erzeugt, die hier durch die gestrichelt eingezeichneten Li- nien umrandet sind.

Fig. 5 zeigt ein pauli-zerlegtes Bild B3 des Transponders 1, das nur die Volumenstreuungsanteile der Streuprozesse - ge ^¬ nauer: die der Volumenstreuung zugehörigen Phasen - angibt. Auch hier werden entsprechende Teilbilder (ohne Bezugszei ^¬ chen) erzeugt, die durch die gestrichelt eingezeichneten Linien umrandet sind.

Fig. 6 zeigt eine Intensität des Anteils der Doppelreflexion der Paulizerlegung bei einem pauli-zerlegten Bild B4 des

Transponders 1. Dabei werden hier wieder neun skizzierte ent ^¬ sprechende Teilbilder erzeugt.

Fig. 7 zeigt eine Intensität des Anteils der Volumenstreuung der Paulizerlegung bei einem pauli-zerlegten Bild B5 des

Transponders 1. Auch hier werden wieder neun skizzierte ent ^¬ sprechende Teilbilder erzeugt. Auch Fig. 4 bis Fig. 7 zeigen Graustufenbilder, während die Intensitäten der Streuprozesse vorteilhafterweise auch gemäß einer RGB-Farbskala dargestellt werden können. Über einen Vergleich der Teilbilder von z.B. Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 (in beliebiger geeigneter Kombination und/oder mit mindestens einem Referenz (teil) bild [ohne Abb.]) können nun auch die bisher noch nicht unterschiedenen Teilflächen T2 bis T4 und T6 bis T9 mit Dachkantspiegeln verschiedener

Verkippungswinkel eindeutig voneinander unterschieden werden. Auch die Teilbilder der Fig. 6 und 7 sind dazu einsetzbar.

Im Vergleich zu vielen bisherigen RFID-Systemen wird die Information im vorgestellten Transponder 1 weder in der Zeitbe- reichs- noch in der Frequenzbereichsantwort kodiert. Das Aus ^¬ lesen der Daten des Transponders 1 erfolgt über ein bildge ^¬ bendes Radarverfahren. Dabei sind die Informationen des

Transponders 1 rein in den polarimetrischen Reflexionseigenschaften der Teilflächen Tl bis T9 und in deren Anordnung auf dem Transponder 1 gespeichert.

Das polarimetrische Rückstreuverhalten der verwendeten Teilflächen Tl bis T9 kann analytisch angegeben werden. Im Falle der glatten Teilflächen Tl und T5 ist das Rückstreuverhalten polarisationsunabhängig. Für die Teilflächen T2 bis T4 und T6 bis T9 mit Dachkantspiegeln kann das Rückstreuverhalten in Abhängigkeit des Verkippungswinkels berechnet werden. Umge ^¬ kehrt kann von dem durch das mit dem bildgebenden Radar bestimmten polarimetrischen Rückstreuverhalten auf den

Verkippungswinkel rückgerechnet werden. Dies erlaubt den ein ^¬ deutigen Rückschluss auf die exakte Ausrichtung der Teilflä ^¬ chen Tl bis T9 und damit die Zusammensetzung des Transponders 1. Somit ist die Informationsübertragung zwischen dem Transponder 1 und dem Lesegerät G über die polarimetrische

Bildgebung gewährleistet. Die Kombination von RFID, insbesondere Radarauslesung, und Polarimetrie stellt einen neuen Typ von chiplosen, passiven RFID-Systemen dar, der zwar auf einer Bildgebung basiert, aber zur Informationsspeicherung die Polarimetrie nutzt. Außerdem stellt das System eine neue Anwendung der

polarimetrischen Bildgebung dar, die hier zum Informationsaustausch genutzt wird. Die flexible Materialwahl und der Aufbau der einzelnen Teil ^¬ flächen Tl bis T9 ermöglichen den Einsatz des Transponders 1 bei hohen Temperaturen, wo es zusätzlich zur Informationsübertragung auch als Temperatur-Sensor eingesetzt werden kann .

Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Vari ^¬ ationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.

Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.