Reader- und Antennenentwicklung

Reader- und Antennenentwicklung bei Kathrein Solutions

Die Herausforderung: das System so aufzusetzen, dass in einem Bereich die exakte Erfassung stattfindet und der RTLS-Transponder in einem anderen Bereich nahtlos in den Heatmap-Modus umschaltet!

Michael Kaiser im Interview

Welche technologischen Entwicklungen stehen aktuell bei Kathrein Solutions im Fokus? Welche Lösungen werden implementiert und wie sieht das Kundenfeedback dazu aus? Welchen direkten Einfluss hat die Inbetriebnahme der neuen Antennenmesskammer in Stephanskirchen aus 2019 auf die Produkt- und Lösungsentwicklungen?

Das Highlight der aktuellen Entwicklung: Das anstehende Re-Design der WiRa 30° Antenne im neuen Design und stark optimieren Eigenschaften. Zudem wird an neuen RTLS-Algorithmen gearbeitet. Dabei steht eine exakte Echtzeit-Erfassung bis zu 30 Zentimeter in der Fläche und eine Umschaltung in den Heatmap-Modus im Fokus.

Die Herausforderung: das System so aufzusetzen, dass in einem Bereich die exakte Erfassung stattfindet und der RTLS-Transponder in einem anderen Bereich nahtlos in den Heatmap-Modus umschaltet! Die Lösung soll ab 2021 serienreif verfügbar sein.

Michael Kaiser, Director Product Management & Innovations, Kathrein Solutions im Interview mit RFID im Blick.

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An welchen neuen Produkten oder ProduktUpdates wird aktuell bei Kathrein Solutions gearbeitet?

Unser Fokus einer modularen Plattform ermöglicht es uns auf verschiedene Anforderungen dynamisch zu reagieren. Unsere Entwicklung ist somit in der Lage für unsere eigenen aber auch für kundenspezifischen OEM Produkte die passende Lösung zu erarbeiten. In Bezug auf neue Produkte werden in den kommenden Monaten neue Antennen und Reader vorgestellt.

Als Highlight sehen wir das anstehenden Re-Design unserer WiRa 30° Antenne im neuen Design und stark optimieren Eigenschaften. Unser umfassendes UHF RFID Reader Portfolio werden wir mit einem ultra-kompakten 4port-Reader abrunden.

Welche Entwicklungsschritte sind in der UHF-RFID- Antennen- und -Readerentwicklung zu erwarten?

Unser Portfolio entwickeln wir stetig weiter und passen es an neue Standards und Normen an. Die zukunftsweisende Modularität ermöglicht es uns via Firmware Updates auch spezielle Funktionen freizuschalten. Unsere Standard Reader der RRU 4500 und ARU 3500-Reihe sind mit einem High Secure Memory-Modul ausgestattet, das eine performante Entschlüsselung der Daten ermöglicht. Der integrierte Linux iPC ermöglicht verteilte Softwarelösungen performant auszuführen und ist somit für Cloud-Architekturen bestmöglich vorbereitet.

In welchen Bereichen können mit Blick auf die Performance-Parameter, wie beispielsweise Reichweite, Sensitivität, Erfassungsgeschwindigkeit, Optimierungen erzielt werden?

Das Kathrein Portfolio ist bereits auf einem sehr hohen technischen Standard und erreicht in vielen Anwendungen absolute Bestwerte. Trotzdem entwickeln wir unser Portfolio ständig weiter. Bei der Reichweiten- und EmpfindlichkeitsOptimierung setzen wir auf eine eigene innovative Self Jammer Cancellation. Dabei werden Störsignale im Empfangszweig dynamisch ausgeblendet.

Während unsere High End Reader bereits seit Jahren über eine SJC-Lösung verfügen, werden wir dies bei unseren Einsteiger-Reader jetzt nachziehen und ebenso anbieten. Für die Erfassungsgeschwindigkeit bieten wir optimierte Übertragungsprofile an und setzen vor allem auf unseren internen Linux-PC. Dieser kann die über die schnellen Profile erfassten Rohdaten aufbereiten und weiterverarbeiten.

Somit kommt es zu keiner Datenverzögerung auch bei hohem Datenaufkommen! Auch im Bereich der Software Entwicklung und unserem Produkt CrossTalk werden intelligente Algorithmen zur Filterung und Entscheidungsfindung eingesetzt.

Welchen Einfluss hat die Transponderentwicklung auf die Antenne- und Readerentwicklung?

Welche Abhängigkeiten bestehen? Welcher der beiden Komponentenbereiche setzt Entwicklungslimits für die andere Seite?

Hier sehen wir einen sehr wichtigen Einflussfaktor auf die Gesamt-Performanz des Systems. Eine Lösung ist nur so gut, wie es das schwächste Glied in der Kette zulässt! Fehlt es an der Transponder-Empfindlichkeit, nützt auch der beste High End Reader nichts. Dabei ist nicht ein festes Limit das entscheidende, sondern die Wechselwirkung aller Parameter im System. Unsere Stärke liegt darin, diese Wechselwirkungen festzustellen und daraus eine optimale Lösung zu bilden.

Dabei können wir in allen Bereichen auf Eigenentwicklungen zurückgreifen und zum Beispiel auch Sonder-Transponder anbieten, die in der vorgegeben Anwendung am besten funktionieren. Hier möchte ich auf unsere inMetall-Transponder verweisen, wie zum Beispiel bei den RFID-KFZ-Kennzeichen ePlate von Tönnjes, bei denen wir metallische Strukturen in RFID Transponder verwandeln können. Diese embedded Lösung haben wir bereits bei einer Vielzahl von Anwendungen umsetzen können und somit metallische Gehäuse oder Anbauteile ins RFID-System eingebunden!

Zusätzlich sehen wir die Notwendigkeit neue Transponder Funktionen in RFID System zu übernehmen. Dies haben wir vor Jahren bereits mit dem UCODE DNA Chip von NXP vorgemacht und eine High Speed Lösung für die end-to-end-Verschlüsselung in den Markt gebracht.

Ebenso haben wir erst vor kurzem unsere Reader ertüchtigt, die neuartigen Augmented RFID-Chips von em|microelectronic zu erfassen und damit einer breiten Sensor-Lösung den Weg geebnet.

Mit der Kathrein RTLS-N-1000 Serie hat Kathrein Solutions ein erstes aktives, UWB-basiertes RTLS präsentiert.

Welches Feedback haben Sie von Anwendern erhalten und wird die erste Produktserie zu einer Produktfamilie ausgebaut?

Die Rückmeldungen von den Kunden zu unserm KRTLS waren durchweg positiv! Erste große Rollouts, wie zum Beispiel eine Erfassung von Fahrzeugen in der Vorserie bei einem großen europäischen Automobilhersteller ist bereits im Januar in den Produktiv-Betrieb übergegangen. Weitere UWB-Projekte befinden sich in der Konzept- oder Pilot-Phase. Die überaus positiven Rückmeldungen und Antworten lassen uns auch schneller in die nächste Entwicklungsphase einsteigen.

Wir arbeiten an weiteren RTLS-Algorithmen, die neben einer hoch-genauen Erfassung (bis zu 30 cm Genauigkeit), auch eine dynamische Echtzeit Erfassung in der Fläche ermöglichen, um daraus sogenannte Heatmaps zu erzeugen, also Bereiche in den sich Bewegungsprofile überschneiden.

Die Kunst dabei ist es, das System so aufzusetzen, dass in einem Bereich die hoch-genaue Erfassung stattfindet und der RTLS-Transponder in einem anderen Bereich nahtlos in den Heatmap-Modus umschaltet! Die Serienreife für diese Lösung wird in Q2/2021 erreicht sein.

Ist nach der Integration der UWB-Technologie im IoT-Portfolio von Kathrein Solutions geplant weitere Technologien, wie BLE oder LPWAN, in die Produktentwicklung aufzunehmen?

Und falls nicht: Warum bleibt der Fokus bei RFID und UWB? 

Grundsätzlich stehen wir allen Funktechnischen Lösung offen gegenüber und setzen sie zum Nutzen unserer Kunden ein. So haben wir bereits bei den RRU 4560 und ARU 3560 neben dem WLAN-Interface ein BLEModul verbaut, um über diesen Weg eine weitere Datenschnittstelle anzubieten. Ebenso verbauen wir in unseren RTLS-Transponder, neben der UWB-Technologie auch UHF RFID und NFC. So miteinander verbunden, dass darüber Daten und Anwendungen austauschen können. Wir nennen diese CrossLink-Funktionen.

Neben diesen HW-basierten Lösungsansatz, können wir immer Kundenanforderungen nach weiteren Technologie-Schnittstellen über unsere CrossTalk Plattform einbinden. Hier kommt das Lösungskonzept von CrossTalk mit verteilten Agenten, die in die Backend-Server integriert sind ideal zum Tragen. Dabei ist es unerheblich welche Technologie zum Einsatz kommt und auch welche HW-Lösung bevorzugt wird.

Generell können wir jede HW ertüchtigen und in das Gesamt-System einbinden, unabhängig davon ob Kathrein auf dem Typenschild steht oder nicht. Diese 3rd Party-Tauglichkeit, haben wir bei CrossTalk von Anfang an verfolgt und werden diesen Weg auch in Zukunft offen halten!

Welchen direkten Einfluss hat die Inbetriebnahme der neuen Antennenmesskammer in Stephanskirchen 2019 bereits auf die Produk- tund Lösungsentwicklung

mit Blick auf kürzere Entwicklungszeit und reduzierte Kosten sowie das Lösen von zuvor schwierigen Herausforderungen?

Diese neue Antennenmesskammer war ein Schritt von vielen, um noch schlagkräftiger in die Zukunft zu gehen. Letztendlich haben wir den Standort in Stephanskirchen weiter ausgebaut und alle Kompetenzen zusammengeführt. Dies haben wir mit der Verlegung des Stammsitzes nach Stephanskirchen abgeschlossen.

Leider musste Corona-bedingt die Einweihungsfeier der neuen Büro-Räume auf unbestimmte Zeit verschoben werden. Dies holen wir aber in 2021 nach, um mit unseren Partnern und Kunden gemeinsam Milestone zu setzen.

Dabei hilft uns die neue Messkammer, die kürzere Entwicklungszeiten erlaubt und uns vor allem eine Verdopplung der Test-Kapazitäten für Kunden-Anwendungen ermöglicht. Also eine Win-Win Situation für unsere Kunden und Partner! 

Quelle: RFID im Blick, Spezialausgabe Wireless IoT Technologie 2020

Unsere Produkte

WRA 6060 UHF-RFID-Antenne
SMSH-UHF-RFID-Antennen-Familie
ARU 2400 UHF-RFID-Reader
IoT-Suite CrossTalk
ARU 8500 RFID-Reader
K-RTLS
Michael Kaiser
Michael Kaiser
Director Product Management & Innovations
Stephanskirchen, Deutschland
Thomas Brunner
Thomas Brunner
Geschäftsführer
Stephanskirchen, Deutschland
Christian Schnebinger
Christian Schnebinger
Deputy Sales Officer
Stephanskirchen, Deutschland
Onur Yildiz
Onur Yildiz
Senior Sales Manager
Stephanskirchen, Deutschland
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