6G-LICRIS - Liquid crystal reconfigurable intelligent surfaces for 6G mobile networks; Teilvorhaben: Messtechnik zur Kanalmessung und RIS-Modulcharakterisierung

Abstract

Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (Reconfigurable Intelligent Surfaces, RIS) sind dünne, energieeffiziente Flächen aus vielen einzeln einstellbaren Elementarzellen. Durch gezielte Anpassung der Reflexionskoeffizienten lenken sie die Funkwelle einer Basisstation passiv und ohne aktive HF-Verstärkung in Richtung des Endgeräts - insbesondere in Bereiche ohne direkte Sichtverbindung (NLOS). RIS gelten damit als Schlüsseltechnologie zur Verbesserung von Abdeckung und Kapazität künftiger 6G-Netze und zur Kompensation der hohen Pfadverluste im Millimeterwellenbereich. Ziel des Verbundvorhabens 6G-LICRIS war der durchgängige Nachweis flüssigkristallbasierter RIS (LC-RIS) - vom optimierten LC-Material über die Hardware bis zur Ende-zu-Ende-Demonstration im realen Funknetz. Während sich die bisherige Forschung überwiegend auf Theorie, Design und Prototypen konzentriert hatte, waren die messtechnischen Aspekte der RIS-Charakterisierung vergleichsweise wenig untersucht. Als wichtigster Messparameter wurde das winkelabhängige Reflexions- bzw. Streudiagramm identifiziert, dessen Erfassung Fernfeldbedingungen erfordert und bei elektrisch großen, frequenzselektiven Bauelementen eine erhebliche Herausforderung darstellt. Da passive RIS ihren wirtschaftlichen Vorteil nur bei kostengünstiger Fertigung ausspielen, müssen auch die Charakterisierungsverfahren kosteneffizient sein. Der Schwerpunkt des Teilvorhabens von Rohde & Schwarz (R&S) lag daher auf einer kompakten, in handelsüblichen Messkammern umsetzbaren monostatischen Messlösung; vorteilhaft ist zudem, dass die LC-RIS auf der etablierten LCD-Technologie aufbaut.