Erfolgreicher Projektabschluss 6G-LICRIS

IMST treibt Liquid Crystal RIS-Technologie für das 6G-Zeitalter voran

Mit dem erfolgreichen Abschluss des 6G-Forschungsprojekts 6G-LICRIS wurde ein zentraler Meilenstein für die zukünftige drahtlose Kommunikation erreicht. Ziel des Projekts war die Entwicklung und Validierung von Liquid Crystal Reconfigurable Intelligent Surfaces (LICRIS) als Schlüsseltechnologie für die gezielte Steuerung von Funkwellen im 6G-Umfeld. Besonders im Bereich der mmWave-Kommunikation im Ka-Band eröffnen sich dadurch neue Freiheitsgrade für leistungsfähige und energieeffiziente Funknetze. IMST hat im Projekt eine tragende Rolle übernommen und dort angesetzt, wo Innovation für Industriepartner konkret messbar wird. In den Bereichen Simulation und Messtechnik konnte IMST entscheidende Beiträge leisten und neue Standards für die praxisnahe Entwicklung von RIS Technologien setzen.

Hochpräzise Simulation für skalierbare RIS-Designs
Die Leistungsfähigkeit von Liquid Crystal RIS wird auf der Ebene der Einheitszellen entschieden. IMST entwickelte hierfür hochgenaue Vollwellen-Simulationsmodelle, mit denen sich Phasen- und Amplitudenverhalten effizient und mit deutlich reduzierten Rechenzeiten analysieren lassen. Die Modelle basieren auf den Liquid Crystal Technologiearbeiten der Universität Stuttgart, der Firma Merck sowie den HF-Designs der Technischen Universität Berlin.
Durch gezielte Optimierungen konnten verschiedene Designvarianten schnell bewertet und iterativ weiterentwickelt werden. Aufbauend darauf entstand ein makroskopisches FDTD-RIS-Modell in EMPIRE XPU. Große RIS-Flächen lassen sich damit als parametrierbare Impedanzflächen beschreiben. Effekte wie Phasenquantisierung, Verluste und Winkelabhängigkeiten können realitätsnah synthetisiert und analysiert werden. So wird die systemnahe Simulation auch großflächiger RIS Konfigurationen möglich und skalierbar.

Messtechnik als Schlüssel zur Validierung
Für IMST ist klar: Simulation entfaltet ihren vollen Wert erst durch experimentelle Bestätigung. Im Projekt 6G-LICRIS wurden daher effiziente und speziell auf RIS zugeschnittene Messverfahren etabliert. Diese reduzieren den Messaufwand deutlich und liefern gleichzeitig eine hohe Aussagekraft.
In enger Zusammenarbeit mit Rohde & Schwarz sowie dem Fraunhofer Heinrich Hertz Institut (HHI) in Berlin entstanden Methoden zur Ableitung bistatischer Reflexionsdiagramme aus monostatischen Messungen, ein automatisierter planarer Nahfeldmessaufbau mit Nahfeld-Fernfeld-Transformation sowie ein kompakter Kalibrieraufbau für Liquid Crystal RIS zur zuverlässigen Zuordnung von Stellgrößen zu Reflexionsphase und Effizienz.

Von der Methode zur funktionsfähigen Demonstration
Ein besonderer Mehrwert des Projekts liegt in der engen Verzahnung von Simulation, Messverfahren und Hardware. IMST begleitete mehrere Messkampagnen von frühen Validierungen bis hin zur Charakterisierung eines funktionsfähigen Liquid Crystal RIS Demonstrators gemeinsam mit der Universität Stuttgart. Ergänzt wurde dies durch HF-Design Beiträge der Technischen Universität Berlin sowie System- und Demonstrationsbeiträge des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin.
Zusätzlich entwickelte IMST spezielle Test-RIS-Strukturen um Mess- und Auswerteverfahren frühzeitig mit realer Hardware zu validieren und zu optimieren.

Fazit
Mit dem erfolgreichen Abschluss von 6G-LICRIS steht ein robuster Werkzeugkasten für die Weiterentwicklung von RIS-Technologien zur Verfügung. IMST zeigt damit eindrucksvoll, wie skalierbare Simulation und praxisnahe Messtechnik den Weg von der Idee zur einsatzfähigen 6G-Technologie ebnen.
Für Industriepartner, Forschungsinstitute und Systemanbieter ist IMST damit ein verlässlicher Entwicklungspartner für die nächste Generation drahtloser Kommunikation.

Förderkennzeichen: 16KISK139