DE102019128203B3 - Method for calibrating a microwave module, calibration system, microwave module and microwave device - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Kalibrieren eines Mikrowellenmoduls (20) für eine Mikrowellenvorrichtung (10), wobei das Mikrowellenmodul (20) einen Mikrowellenausgang (26) sowie einen Regelkreis (38) aufweist, umfasst die folgenden Schritte:- Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung durch das Mikrowellenmodul (20), wobei die erzeugte elektromagnetische Strahlung durch eine elektromagnetische Welle definiert ist, die eine Amplitude und eine Phase umfasst,- Aussenden der erzeugten elektromagnetischen Strahlung über den Mikrowellenausgang (26) des Mikrowellenmoduls (20),- Messen einer vorwärtslaufenden Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung mittels einer zum Mikrowellenmodul (20) externen Messvorrichtung (60), und- Regeln der Amplitude und/oder der Phase der erzeugten elektromagnetischen Strahlung mittels einer zum Mikrowellenmodul (20) externen Steuer- und/oder Auswerteeinheit (62), die mit dem Regelkreis (38) signalübertragend verbunden ist, sodass die vom Mikrowellenmodul (20) erzeugte elektromagnetische Strahlung hinsichtlich Amplitude und Phase stabil ist.Ferner sind ein Kalibriersystem (58), ein Mikrowellenmodul (20) sowie eine Mikrowellenvorrichtung (10) beschrieben.A method for calibrating a microwave module (20) for a microwave device (10), wherein the microwave module (20) has a microwave output (26) and a control loop (38), comprises the following steps: Generating electromagnetic radiation by the microwave module (20) ), wherein the generated electromagnetic radiation is defined by an electromagnetic wave which comprises an amplitude and a phase, - emission of the generated electromagnetic radiation via the microwave output (26) of the microwave module (20), - measurement of a forward wave of the emitted electromagnetic radiation by means of a measuring device (60) external to the microwave module (20), and regulating the amplitude and / or the phase of the electromagnetic radiation generated by means of a control and / or evaluation unit (62) external to the microwave module (20), which is connected to the control loop (38 ) is connected to transmit signals, so that the microwave module (20) generates Good electromagnetic radiation is stable in terms of amplitude and phase. Furthermore, a calibration system (58), a microwave module (20) and a microwave device (10) are described.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Kalibriersystem zum Kalibrieren eines Mikrowellenmoduls für eine Mikrowellenvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Mikrowellenmodul für eine Mikrowellenvorrichtung sowie eine Mikrowellenvorrichtung.The invention relates to a method and a calibration system for calibrating a microwave module for a microwave device. The invention also relates to a microwave module for a microwave device and a microwave device.

Mikrowellenmodule bzw. Mikrowellenvorrichtungen, die ein entsprechendes Mikrowellenmodul umfassen, kommen in verschiedenen technischen Gebieten zum Einsatz, um Energie gezielt zu übertragen, die dann in gewünschter Weise umgesetzt bzw. genutzt wird.Microwave modules or microwave devices, which include a corresponding microwave module, are used in various technical fields in order to transfer energy in a targeted manner, which is then converted or used in the desired manner.

Mit der Energie der Mikrowellen lassen sich unter anderem Bauteile bzw. Werkstücke erwärmen, sodass diese leichter weiterverarbeitet werden können, beispielsweise in Pressen oder Umformwerkzeugen.With the energy of the microwaves, components or workpieces, among other things, can be heated so that they can be further processed more easily, for example in presses or forming tools.

Ferner können die Werkzeuge auch selbst mittels Mikrowellen erwärmt werden. Beispielsweise werden Mikrowellenmodule verwendet, um Formen zu erwärmen, in denen Bauteile oder ähnliches hergestellt werden sollen. Die Mikrowellenmodule stellen dabei sicher, dass die entsprechenden Formen auf die gewünschte Temperatur gebracht werden.Furthermore, the tools themselves can also be heated by means of microwaves. For example, microwave modules are used to heat molds in which components or the like are to be manufactured. The microwave modules ensure that the corresponding molds are brought to the desired temperature.

Auch können solche Mikrowellenmodule verwendet werden, um Bauteile zu enteisen, insbesondere im Transportbereich, beispielsweise Tragflächen oder Propeller von Flugzeugen.Such microwave modules can also be used to de-ice components, in particular in the transport sector, for example wings or propellers of aircraft.

Ein weiteres Anwendungsgebiet der Mikrowellenmodule betrifft industrielle Trocknungsanlagen, beispielsweise Lackiereinrichtungen, in denen Lacke, Farben oder allgemein Gegenstände mittels Mikrowellen getrocknet werden.Another field of application of the microwave modules relates to industrial drying systems, for example painting facilities in which lacquers, paints or objects in general are dried by means of microwaves.

Auch kommen Mikrowellenmodule bei modernen Gargeräten neben herkömmlichen Garmethoden, beispielsweise Heißluft und/oder Dampf, zum Einsatz, um ein in einem Garraum des Gargeräts eingebrachtes Gargut zu garen. Die Mikrowellenmodule erzeugen Mikrowellen, deren Energie vom Gargut absorbiert und in Wärme umgewandelt wird, wodurch das Gargut gegart wird.Microwave modules are also used in modern cooking appliances in addition to conventional cooking methods, for example hot air and / or steam, in order to cook food that has been placed in a cooking space of the cooking appliance. The microwave modules generate microwaves, the energy of which is absorbed by the food and converted into heat, whereby the food is cooked.

Zudem können solche Mikrowellenmodule zum Einsatz kommen, um Objekte in Gegenständen wie Paketen oder Behältern zu charakterisieren. Die Gegenstände, also die Pakete und/oder Behälter, stellen demnach einen geschlossenen Raum dar, in den die Mikrowellen eingebracht werden, um Eigenschaften des im geschlossenen Raum befindlichen Objekts festzustellen. Dieses Anwendungsgebiet ist vergleichbar mit dem Anwendungsgebiet von Gargeräten.In addition, such microwave modules can be used to characterize objects in objects such as packages or containers. The objects, that is to say the packages and / or containers, accordingly represent a closed space into which the microwaves are introduced in order to determine the properties of the object located in the closed space. This field of application is comparable to the field of application of cooking appliances.

Es können grundsätzlich, also unabhängig vom Einsatzgebiet, mehrere Mikrowellenmodule zum Einsatz kommen, wobei die Energieverteilung der von den mehreren Mikrowellenmodulen erzeugten Mikrowellen durch gezielte Überlagerung der von den Mikrowellenmodulen ausgehenden elektromagnetischen Wellen gesteuert werden kann.In principle, regardless of the area of use, several microwave modules can be used, the energy distribution of the microwaves generated by the several microwave modules being able to be controlled by targeted superimposition of the electromagnetic waves emanating from the microwave modules.

In modernen Mikrowellenvorrichtungen werden hierzu Halbleiterbauteile genutzt, über die die elektromagnetischen Wellen mit gewünschten Eigenschaften erzeugt werden können. Die Mikrowellenmodule sind dabei üblicherweise synchronisiert miteinander.In modern microwave devices, semiconductor components are used for this purpose, via which the electromagnetic waves with the desired properties can be generated. The microwave modules are usually synchronized with one another.

Die Verwendung von Halbleiterbauteilen im Bereich von Gargeräten zur Erzeugung der Mikrowellen wird als „Solid-State Cooking“ (SSC) oder „Radio Frequency Solid-State Cooking“ (RF SSC) bezeichnet.The use of semiconductor components in cooking appliances to generate microwaves is known as “solid-state cooking” (SSC) or “radio frequency solid-state cooking” (RF SSC).

Der Vorteil der Halbleiterbauteile gegenüber einem herkömmlichen Magnetron ist es, dass die Leistung bzw. Amplitude und die Phase der erzeugten Mikrowellen gezielt (an-)gesteuert werden können, sodass eine gezielte Überlagerung der elektromagnetischen Wellen möglich ist, also eine konstruktive und/oder destruktive Interferenz in bestimmten Bereichen.The advantage of the semiconductor components compared to a conventional magnetron is that the power or amplitude and the phase of the generated microwaves can be controlled in a targeted manner, so that a targeted superposition of the electromagnetic waves is possible, i.e. constructive and / or destructive interference in certain areas.

Es ist also notwendig, dass die Amplituden und Phasen der von den einzelnen Mikrowellenmodulen bereitgestellten Mikrowellen exakt angesteuert werden können.It is therefore necessary that the amplitudes and phases of the microwaves provided by the individual microwave modules can be controlled exactly.

Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass die jeweiligen Mikrowellenmodule eine interne Regelung aufweisen, um die Amplitude und Phase der erzeugten Mikrowellen zu regeln. Für die Regelung werden typischerweise die Streuparameter (S-Parameter) als charakteristische Eigenschaft der Umgebung der Mikrowellenvorrichtung gemessen, insbesondere einer zugeordneten Kammer, anhand derer der Energieeintrag der Mikrowellen optimiert werden kann, um die gewünschte Energieverteilung zu erhalten, insbesondere die gewünschte konstruktive bzw. destruktive Interferenz der einzelnen Mikrowellen.For this purpose, it is known from the prior art that the respective microwave modules have an internal regulation in order to regulate the amplitude and phase of the microwaves generated. For the regulation, the scattering parameters (S-parameters) are typically measured as a characteristic property of the environment of the microwave device, in particular of an assigned chamber, by means of which the energy input of the microwaves can be optimized in order to obtain the desired energy distribution, in particular the desired constructive or destructive one Interference of the individual microwaves.

Zusätzlich können über die Streuparameter Informationen über das Objekt, beispielsweise das im Garraum befindliche Gargut bzw. ein in einem Behälter befindliches Objekt, gewonnen werden. Hierüber kann dann der Heizprozess optimiert bzw. dynamisch an (sich verändernde) Eigenschaften des Objekts angepasst werden, sofern dies gewünscht ist. Auch kann das Ergebnis einfach ausgegeben werden, sofern lediglich eine Erkennung durchgeführt werden soll. Es ist daher notwendig, dass die Streuparameter präzise gemessen werden können, um die Steuerung bzw. die Erkennung entsprechend zu realisieren.In addition, information about the object, for example the food to be cooked in the cooking space or an object in a container, can be obtained via the scattering parameters. The heating process can then be optimized or dynamically adapted to (changing) properties of the object, if this is desired. The result can also simply be output if only recognition is to be carried out. It is therefore necessary that the scattering parameters can be measured precisely in order to achieve the To implement control or detection accordingly.

Mit anderen Worten hängt die Genauigkeit, mit der die Phase und Amplitude am Ausgang des Mikrowellenmoduls geregelt werden kann, im Wesentlichen von der Genauigkeit der Messung ab, deren Messergebnisse für die interne Regelung verwendet werden.In other words, the accuracy with which the phase and amplitude can be regulated at the output of the microwave module depends essentially on the accuracy of the measurement, the measurement results of which are used for the internal regulation.

Zur Messung der Streuparameter wird üblicherweise ein Richtkoppler beim entsprechenden Mikrowellenmodul verwendet, insbesondere ein integrierter Richtkoppler, sodass die Amplitude und Phase der abgegebenen Leistung sowie der zurückgespeisten Leistung getrennt gemessen werden können. Unter der abgegebenen Leistung ist die Leistung der vorwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen zu verstehen, also in Wirkrichtung, wohingegen die zurückgespeiste Leistung der Leistung der rückwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen entspricht, die aufgrund des Reflexionsfaktors am Antennenausgang auftritt, insbesondere aufgrund der Anpassung der Antenne.To measure the scattering parameters, a directional coupler is usually used in the corresponding microwave module, in particular an integrated directional coupler, so that the amplitude and phase of the power output and the power fed back can be measured separately. The output power is to be understood as the power of the forward electromagnetic waves, i.e. in the effective direction, whereas the power fed back corresponds to the power of the reverse electromagnetic waves that occurs due to the reflection factor at the antenna output, in particular due to the adaptation of the antenna.

Für die messtechnische Trennung der beiden Richtungen werden die entsprechenden Richtkoppler eingesetzt, die jedoch nur eine begrenzte Fähigkeit haben, die beiden Richtungen voneinander zu trennen. Dieses Maß wird auch als Direktivität des entsprechenden Richtkopplers bezeichnet, wobei mit vertretbarem Aufwand Werte um 20 dB erreicht werden können. Eine derartige Direktivität reicht für die Anwendungsfälle jedoch nur bedingt aus.The corresponding directional couplers are used to separate the two directions by measurement, but they only have a limited ability to separate the two directions from one another. This level is also referred to as the directivity of the corresponding directional coupler, whereby values of around 20 dB can be achieved with reasonable effort. Such a directivity is only partially sufficient for the application cases.

Aus der DE 10 2017 114 416 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung einer Mikrowellenheizvorrichtung eines Mikrowellenheizsystems bekannt, wobei eine Regelungsphase vorgesehen ist, in der zumindest die Phase und/oder die Amplitude der über die Einspeiseeinheiten ausgesandten elektromagnetischen Wellen geregelt werden.From the DE 10 2017 114 416 A1 a method for controlling a microwave heating device of a microwave heating system is known, a control phase being provided in which at least the phase and / or the amplitude of the electromagnetic waves emitted via the feed units are controlled.

In der WO 2018 / 041 643 A1 sind eine Messvorrichtung und eine Methode zur Verringerung des Einflusses der Richtwirkung von Richtkopplern auf den Betrieb einer Mikrowellenvorrichtung beschrieben.WO 2018/041 643 A1 describes a measuring device and a method for reducing the influence of the directional effect of directional couplers on the operation of a microwave device.

Die US 2015 / 0 081 238 A1 zeigt eine Messvorrichtung und eine Methode zur Messung der Phase und der Amplitude der an einem Richtkoppler aufgenommenen Messsignale und eine entsprechende Kalibration.US 2015/0 081 238 A1 shows a measuring device and a method for measuring the phase and the amplitude of the measuring signals recorded on a directional coupler and a corresponding calibration.

In der WO 2018 / 165 001 A1 ist ein Verfahren zur Messung von S-Parametern bekannt, das bei einem Gargerät mit einem Garraum angewendet wird.In WO 2018/165 001 A1, a method for measuring S-parameters is known that is used in a cooking appliance with a cooking chamber.

Die WO 2014 / 188 422 A2 zeigt ein Kalibrierverfahren, um ein Verarbeitungssystem zu kalibrieren, mit dem Hochfrequenzsignale verarbeitet werden.WO 2014/188 422 A2 shows a calibration method for calibrating a processing system with which high-frequency signals are processed.

Daher ist es notwendig, die Genauigkeit der Messung der für die interne Regelung vorgesehenen Messwerte zu erhöhen, sodass die Genauigkeit der internen Phasen- und Amplitudenregelung des Mikrowellenmoduls verbessert werden kann.It is therefore necessary to increase the accuracy of the measurement of the measured values provided for the internal control, so that the accuracy of the internal phase and amplitude control of the microwave module can be improved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Mikrowellenmoduls für eine Mikrowellenvorrichtung, wobei das Mikrowellenmodul einen Mikrowellenausgang sowie einen Regelkreis aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • - Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung durch das Mikrowellenmodul, wobei die erzeugte elektromagnetische Strahlung durch eine elektromagnetische Welle definiert ist, die eine Amplitude und eine Phase umfasst,
  • - Aussenden der erzeugten elektromagnetischen Strahlung über den Mikrowellenausgang des Mikrowellenmoduls,
  • - Messen einer vorwärtslaufenden Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung mittels einer zum Mikrowellenmodul externen Messvorrichtung, und
  • - Regeln der Amplitude und/oder der Phase der erzeugten elektromagnetischen Strahlung mittels einer zum Mikrowellenmodul externen Steuer- und/oder Auswerteeinheit, die mit dem Regelkreis signalübertragend verbunden ist, sodass die vom Mikrowellenmodul erzeugte elektromagnetische Strahlung hinsichtlich Amplitude und Phase stabil ist.
The object is achieved according to the invention by a method for calibrating a microwave module for a microwave device, the microwave module having a microwave output and a control loop. The procedure consists of the following steps:
  • Generating electromagnetic radiation by the microwave module, the electromagnetic radiation generated being defined by an electromagnetic wave comprising an amplitude and a phase,
  • - Sending the generated electromagnetic radiation via the microwave output of the microwave module,
  • Measuring a forward wave of the emitted electromagnetic radiation by means of a measuring device external to the microwave module, and
  • - Regulation of the amplitude and / or the phase of the electromagnetic radiation generated by means of a control and / or evaluation unit external to the microwave module, which is connected to the control circuit in a signal-transmitting manner, so that the electromagnetic radiation generated by the microwave module is stable in terms of amplitude and phase.

Der Grundgedanke der Erfindung ist es, dass die Amplitude und die Phase der vom Mikrowellenmodul ausgesandten elektromagnetischen Strahlung, also den Mikrowellen, während des Kalibrierverfahrens konstant gehalten werden, indem eine externe Regelung zusätzlich zum internen Regelkreis des Mikrowellenmoduls vorgesehen ist und entsprechend eingreift, um die Amplitude bzw. die Phase der vom Mikrowellenmodul erzeugten elektromagnetischen Strahlung zu stabilisieren. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Kalibrierung des Mikrowellenmoduls genauer erfolgen kann, sodass später eine exaktere Messung der Amplitude für die interne Regelung möglich ist, was letztendlich zu einer genaueren internen Regelung des Mikrowellenmoduls führt.The basic idea of the invention is that the amplitude and the phase of the electromagnetic radiation emitted by the microwave module, i.e. the microwaves, are kept constant during the calibration process by providing an external control in addition to the internal control loop of the microwave module and intervening accordingly to adjust the amplitude or to stabilize the phase of the electromagnetic radiation generated by the microwave module. This ensures that the microwave module can be calibrated more precisely, so that a more precise measurement of the amplitude for the internal regulation is possible later, which ultimately leads to a more precise internal regulation of the microwave module.

Bei dem Kalibrierverfahren des Mikrowellenmoduls ist die externe Messvorrichtung sowie die externe Steuer- und/oder Auswerteeinheit vorgesehen, die mit dem Mikrowellenmodul zusammenwirken, um die vom Mikrowellenmodul ausgesandte elektromagnetische Strahlung zu messen, auszuwerten und zudem das Mikrowellenmodul über den entsprechend ausgebildeten externen Regelkreis derart zu regeln, dass die Phase und die Amplitude der erzeugten und ausgesandten elektromagnetischen Strahlung konstant sind. Mit anderen Worten erfolgt über die externe Regelung eine Stabilisierung der Phase und der Amplitude der vom Mikrowellenmodul erzeugten und ausgesandten elektromagnetischen Strahlung.In the calibration method of the microwave module, the external measuring device and the external control and / or evaluation unit are provided which are connected to the microwave module work together to measure and evaluate the electromagnetic radiation emitted by the microwave module and also to regulate the microwave module via the correspondingly designed external control circuit in such a way that the phase and the amplitude of the electromagnetic radiation generated and emitted are constant. In other words, the external regulation stabilizes the phase and the amplitude of the electromagnetic radiation generated and emitted by the microwave module.

Die externe Regelung regelt beispielsweise die Leistung eines Verstärkers des Mikrowellenmoduls während des Kalibrierverfahrens nach.The external control adjusts, for example, the power of an amplifier of the microwave module during the calibration process.

Ein Aspekt sieht vor, dass ein Kalibrierstandard während zumindest eines Kalibrierschritts angeschlossen wird. Insbesondere wird der Kalibrierstandard an einen Ausgang der externen Messvorrichtung angeschlossen, die über ihren Eingang mit dem Mikrowellenausgang des Mikrowellenmoduls verbunden ist. Es ergibt sich eine Messstrecke, die durch den Kalibrierstandard abgeschlossen ist. Der Kalibrierstandard stellt eine komplexe Last (Impedanz) dar, die einen Einfluss auf die Reflexionseigenschaften hat.One aspect provides that a calibration standard is connected during at least one calibration step. In particular, the calibration standard is connected to an output of the external measuring device, which is connected to the microwave output of the microwave module via its input. The result is a measuring section that is completed by the calibration standard. The calibration standard represents a complex load (impedance) that has an influence on the reflection properties.

Ausgehend vom angeschlossenen Kalibrierstandard ergeben sich somit unterschiedliche Messwerte, über die die Kalibrierung des Mikrowellenmoduls erfolgen kann.Based on the connected calibration standard, different measured values are thus obtained, which can be used to calibrate the microwave module.

Insbesondere werden drei unterschiedliche Kalibrierstandards nacheinander angeschlossen, beispielsweise in drei aufeinanderfolgenden Kalibrierschritten. Bei den drei Kalibrierstandards handelt es sich beispielsweise um einen Offen-Kalibrierstandard („Open“), einen Kurzschluss-Kalibrierstandard („Short“) sowie einen Last-Kalibrierstandard („Load“). Demnach handelt es sich bei dem Kalibrierverfahren um ein sogenanntes OSL-Kalibrierverfahren, bei dem drei verschiedene Kalibrierstandards verwendet werden.In particular, three different calibration standards are connected one after the other, for example in three consecutive calibration steps. The three calibration standards are, for example, an open calibration standard (“Open”), a short-circuit calibration standard (“Short”) and a load calibration standard (“Load”). Accordingly, the calibration process is a so-called OSL calibration process in which three different calibration standards are used.

Bei dem Offen-Kalibrierstandard („Open“) ist die Messleitung definiert offen, das heißt mit „Nichts“ verbunden. Ein offenes Leitungsende bewirkt eine Totalreflexion des gesendeten Signals. Ein genauerer Offen-Kalibrierstandard („Open“) kann aus einem Kurzschluss-Kalibrierstandard („Short“) und einem Leitungsstück, das eine Länge von 90° (Länge des Leistungsstücks ist derart, dass sich die Phase des Signals bei einfachem Durchlauf des Leistungsstücks um 90° dreht bzw. eine Drehung um 90° (π/2) erfolgt) bei der Kalibrierfrequenz hat, für einen kleinen Frequenzbereich realisiert werden.With the open calibration standard ("Open"), the measuring line is defined as open, that is, connected to "nothing". An open end of the line causes total reflection of the transmitted signal. A more precise open calibration standard ("Open") can consist of a short-circuit calibration standard ("Short") and a line piece that is 90 ° in length (the length of the power piece is such that the phase of the signal is changed by simply passing through the power piece Rotates 90 ° or a rotation of 90 ° (π / 2) takes place) at the calibration frequency has to be realized for a small frequency range.

Bei dem Kurzschluss-Kalibrierstandard („Short“) ist die Messleitung definiert mit der Leitungsschirmung (Masse) verbunden, das heißt kurzgeschlossen. Ein kurzgeschlossenes Leitungsende bewirkt ebenfalls eine Totalreflexion des gesendeten Signals, jedoch ist die Phase des Signals gegenüber dem Offen-Kalibrierstandard um 180° gedreht.With the short-circuit calibration standard, the measuring line is connected to the cable shielding (ground) in a defined manner, i.e. short-circuited. A short-circuited line end also causes total reflection of the transmitted signal, but the phase of the signal is rotated by 180 ° compared to the open calibration standard.

Bei dem Last-Kalibrierstandard („Load“) ist die Messleitung mit einem definierten Leitungswellenwiderstand abgeschlossen.With the load calibration standard ("Load"), the measuring line is terminated with a defined line impedance.

Grundsätzlich werden während jedem Kalibrierschritt, also beim jeweils angeschlossenen Kalibrierstandard, Messungen von der externen Messvorrichtung durchgeführt, um das Mikrowellenmodul hinsichtlich Phase und Amplitude der ausgesandten Mikrowellen extern zu regeln bzw. zu stabilisieren.In principle, measurements are carried out by the external measuring device during each calibration step, ie with the calibration standard connected in each case, in order to externally regulate or stabilize the microwave module with regard to the phase and amplitude of the transmitted microwaves.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass Amplitudenwerte einer vorwärtslaufenden Welle und einer rückwärtslaufenden Welle der erzeugten elektromagnetischen Strahlung mittels eines internen Richtkopplers des Mikrowellenmoduls gemessen werden. Insofern finden während des Kalibrierverfahrens des Mikrowellenmoduls interne Messungen der Amplitudenwerte der vorwärts- bzw. rückwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen statt, die zur internen Regelung des Mikrowellenmoduls verwendet werden. Für diese Messungen wird der interne Richtkoppler des Mikrowellenmoduls verwendet. Der interne Richtkoppler koppelt die jeweiligen elektromagnetischen Wellen getrennt voneinander aus, deren Messwerte, also deren Amplitudenwerte, vom internen Regelkreis des Mikrowellenmoduls verwendet werden, um die interne Regelung sicherzustellen.Another aspect provides that amplitude values of a forward wave and a backward wave of the generated electromagnetic radiation are measured by means of an internal directional coupler of the microwave module. In this respect, internal measurements of the amplitude values of the forward and backward traveling electromagnetic waves, which are used for the internal regulation of the microwave module, take place during the calibration process of the microwave module. The internal directional coupler of the microwave module is used for these measurements. The internal directional coupler decouples the respective electromagnetic waves separately from one another, whose measured values, i.e. their amplitude values, are used by the internal control circuit of the microwave module in order to ensure the internal regulation.

Wie eingangs erläutert, lässt sich über den Richtkoppler die Trennung der beiden Richtungen der elektromagnetischen Wellen messtechnisch sicherstellen, sodass die Parameter der abgegebenen Leistung, also den vorwärtslaufenden Wellen, sowie der zurückgespeisten Leistung, also den rückwärtslaufenden Wellen, über den Richtkoppler getrennt gemessen werden können. Diese Messungen werden für jeden Kalibrierstandard durchgeführt, sodass entsprechende Messwerte für die vorwärtslaufende Welle und die rückwärtslaufende Welle bei jedem angeschlossenen Kalibrierstandard vorliegen.As explained at the beginning, the directional coupler can be used to ensure the separation of the two directions of the electromagnetic waves, so that the parameters of the output power, i.e. the forward waves, and the power fed back, i.e. the backward waves, can be measured separately via the directional coupler. These measurements are carried out for each calibration standard so that corresponding measured values are available for the forward-running wave and the backward-running wave for each connected calibration standard.

Die entsprechenden Messwerte bei den angeschlossenen Kalibrierstandards, also die gemessenen Amplitudenwerte, werden aufgenommen und verwendet, um das Mikrowellenmodul zu kalibrieren. Über die externe Regelung während der jeweiligen Kalibrierschritte, bei denen ein entsprechender Kalibrierstandard angeschlossen ist, ist sichergestellt, dass die Amplitude und Phase während der Messungen der Amplitudenwerte der vorwärtslaufenden Welle und der rückwärtslaufenden Welle stabil sind.The corresponding measured values for the connected calibration standards, i.e. the measured amplitude values, are recorded and used to calibrate the microwave module. The external control during the respective calibration steps, in which a corresponding calibration standard is connected, ensures that the amplitude and phase are stable during the measurements of the amplitude values of the forward-moving wave and the backward-moving wave.

Insbesondere werden die gemessenen Amplitudenwerte, also die Messwerte des internen Richtkopplers, benutzt, um Kalibrierungskoeffizienten für das Mikrowellenmodul zu ermitteln, mittels derer parasitäre Effekte des Richtkopplers des Mikrowellenmoduls kompensiert werden. Die parasitären Effekte des internen Richtkopplers begrenzen dessen Direktivität, was wiederum zu den ungenauen Messungen während des Betriebs des Mikrowellenmoduls führt, wodurch die Genauigkeit der internen Phasen- bzw. Amplitudenregelung beeinträchtigt ist.In particular, the measured amplitude values, that is to say the measured values of the internal directional coupler, are used to determine calibration coefficients for the microwave module, by means of which parasitic effects of the directional coupler of the microwave module are compensated. The parasitic effects of the internal directional coupler limit its directivity, which in turn leads to inaccurate measurements during operation of the microwave module, as a result of which the accuracy of the internal phase or amplitude control is impaired.

Über die gemessenen Amplitudenwerte während des Kalibrierverfahrens können entsprechende Kalibrierungskoeffizienten ermittelt werden, die diese parasitären Effekte eliminieren, wodurch die Genauigkeit der Messung über den internen Richtkoppler und somit auch die Genauigkeit der internen Amplituden- bzw. Phasenregelung erhöht werden können.Corresponding calibration coefficients can be determined via the measured amplitude values during the calibration process, which eliminate these parasitic effects, whereby the accuracy of the measurement via the internal directional coupler and thus also the accuracy of the internal amplitude or phase control can be increased.

Die Kalibrierungskoeffizienten lassen sich in einem Speicher hinterlegen. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Mikrowellenmodul für den Einsatz entsprechend kalibriert ist, da das Mikrowellenmodul, insbesondere ein Regler des Mikrowellenmoduls, auf die hinterlegten Kalibrierungskoeffizienten während des Betriebs des Mikrowellenmoduls zugreifen kann. Insbesondere werden die gemessenen Amplitudenwerte mittels der Kalibrierungskoeffizienten korrigiert, um die parasitären Effekte zu eliminieren.The calibration coefficients can be stored in a memory. This ensures that the microwave module is appropriately calibrated for use, since the microwave module, in particular a controller of the microwave module, can access the stored calibration coefficients during operation of the microwave module. In particular, the measured amplitude values are corrected by means of the calibration coefficients in order to eliminate the parasitic effects.

Während des Kalibrierverfahrens findet eine interne Regelung über den internen Regelkreis nicht statt. Mit anderen Worten wird die interne Regelung beim Kalibrierverfahren des Mikrowellenmoduls abgeschaltet. Dies bedeutet, dass die Stabilisierung der Mikrowellen während der Messung der Kalibrierstandards ausschließlich über die externe Regelung erfolgt.Internal control via the internal control loop does not take place during the calibration process. In other words, the internal regulation is switched off during the calibration process of the microwave module. This means that the microwaves are stabilized during the measurement of the calibration standards exclusively via the external control.

Darüber hinaus wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Kalibriersystem, das eine Messvorrichtung, eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit sowie ein Mikrowellenmodul für eine Mikrowellenvorrichtung umfasst. Das Mikrowellenmodul weist einen Mikrowellenausgang sowie einen Regelkreis auf. Die Messvorrichtung ist dem Mikrowellenausgang zugeordnet. Die Steuer- und/oder Auswerteeinheit ist mit der Messvorrichtung und dem Mikrowellenmodul verbunden, insbesondere dem Regelkreis. Die Steuer- und/oder Auswerteeinheit ist eingerichtet, vom Mikrowellenmodul erzeugte elektromagnetische Wellen hinsichtlich Amplitude und/oder Phase zu stabilisieren.In addition, the object is achieved according to the invention by a calibration system which comprises a measuring device, a control and / or evaluation unit and a microwave module for a microwave device. The microwave module has a microwave output and a control loop. The measuring device is assigned to the microwave output. The control and / or evaluation unit is connected to the measuring device and the microwave module, in particular the control loop. The control and / or evaluation unit is set up to stabilize electromagnetic waves generated by the microwave module with regard to amplitude and / or phase.

Bei dem Mikrowellenmodul des Kalibriersystems handelt es sich demnach um das zu kalibrierende Mikrowellenmodul. Die Messvorrichtung sowie die Steuer- und/oder Auswerteeinheit sind separat zum Mikrowellenmodul ausgebildet, sodass diese für das Kalibrierverfahren, welches mit dem Kalibriersystem durchgeführt werden kann, mit dem Mikrowellenmodul verbunden werden.The microwave module of the calibration system is accordingly the microwave module to be calibrated. The measuring device and the control and / or evaluation unit are designed separately from the microwave module, so that they are connected to the microwave module for the calibration process, which can be carried out with the calibration system.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinheit erhält von der Messvorrichtung Messergebnisse der vorwärtslaufenden Welle der vom Mikrowellenmodul ausgesandten elektromagnetischen Strahlung. Diese Messergebnisse werden von der Steuer- und/oder Auswerteeinheit ausgewertet, wobei die Steuer- und/oder Auswerteeinheit den Regelkreis des Mikrowellenmoduls ansteuert.The control and / or evaluation unit receives measurement results from the measuring device for the forward wave of the electromagnetic radiation emitted by the microwave module. These measurement results are evaluated by the control and / or evaluation unit, the control and / or evaluation unit activating the control loop of the microwave module.

Insofern ergibt sich über die Messvorrichtung und die Steuer- und/oder Auswerteeinheit die externe Regelung des Mikrowellenmoduls.In this respect, the external regulation of the microwave module is obtained via the measuring device and the control and / or evaluation unit.

Das Kalibriersystem ist demnach eingerichtet, das zuvor beschriebene Verfahren zum Kalibrieren des Mikrowellenmoduls auszuführen.The calibration system is accordingly set up to carry out the previously described method for calibrating the microwave module.

Ein Aspekt sieht vor, dass die Messvorrichtung einen Messrichtkoppler umfasst, der einen Messausgang aufweist. Der Messausgang ist insbesondere mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit gekoppelt, sodass die am Messausgang vorliegenden Signale an die Steuer- und/oder Auswerteeinheit übermittelt werden, die zuvor ausgekoppelt worden sind.One aspect provides that the measuring device comprises a directional measuring coupler which has a measuring output. The measurement output is coupled in particular to the control and / or evaluation unit, so that the signals present at the measurement output are transmitted to the control and / or evaluation unit that were previously decoupled.

Der Messrichtkoppler weist eine hohe Direktivität auf, die beispielsweise größer als 35 dB ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Messrichtkoppler die vorwärtslaufende elektromagnetische Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung des Mikrowellenmoduls entsprechend genau messen kann, insbesondere von der rückwärtslaufenden elektromagnetischen Welle trennen kann.The directional measuring coupler has a high level of directivity, which is greater than 35 dB, for example. This ensures that the directional measuring coupler can measure the forward electromagnetic wave of the electromagnetic radiation emitted by the microwave module with corresponding accuracy, in particular can separate it from the reverse electromagnetic wave.

Mit anderen Worten ist der Messausgang eingerichtet, vorwärtslaufende Wellen auszukoppeln. Der Messausgang des Messrichtkopplers, der mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit gekoppelt ist, leitet somit zumindest teilweise die vom Mikrowellenmodul ausgesandten elektromagnetischen Signale (Mikrowellen) weiter. Der entsprechende Teil (Bruchteil der ausgesandten Leistung), der weitergeleitet wird, hängt vom Koppelfaktor ab, welcher typischerweise -10 dB beträgt. Der Messausgang des Messrichtkopplers kann demnach auch als „coupled port“ bezeichnet werden.In other words, the measurement output is set up to decouple forward-moving waves. The measurement output of the directional measurement coupler, which is coupled to the control and / or evaluation unit, thus at least partially forwards the electromagnetic signals (microwaves) emitted by the microwave module. The corresponding part (fraction of the transmitted power) that is passed on depends on the coupling factor, which is typically -10 dB. The measurement output of the directional coupler can therefore also be referred to as a “coupled port”.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Messausgang mit einem Leistungssensor zur Amplitudenmessung und/oder einem Phasensensor zur Phasenmessung verbunden ist. Über den Leistungssensor lässt sich die Amplitude der vorwärtslaufenden Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung messen, insbesondere des ausgekoppelten Teils der vorwärtslaufenden Welle. Über den Phasensensor kann die Phase der vorwärtslaufenden Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung gemessen werden, insbesondere des ausgekoppelten Teils der vorwärtslaufenden Welle. Insofern lässt sich die elektromagnetische Welle der ausgesandten Mikrowellen entsprechend charakterisieren, um entsprechend eine externe Regelung zu realisieren.Another aspect provides that the measurement output is connected to a power sensor for amplitude measurement and / or a phase sensor for phase measurement. The amplitude of the forward wave of the emitted electromagnetic radiation can be measured via the power sensor, in particular of the decoupled part of the forward running wave. The phase of the forward wave of the emitted electromagnetic radiation can be measured via the phase sensor, in particular of the decoupled part of the forward wave. In this respect, the electromagnetic wave of the transmitted microwaves can be characterized accordingly in order to implement an external control accordingly.

Der Leistungssensor und/oder der Phasensensor sind bzw. ist mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit verbunden, sodass die hierüber erhaltenen Amplituden- bzw. Phaseninformationen an die Steuer- und/oder Auswerteeinheit weitergeleitet werden können.The power sensor and / or the phase sensor are or is connected to the control and / or evaluation unit, so that the amplitude or phase information obtained in this way can be forwarded to the control and / or evaluation unit.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinheit kann wiederum die Kalibrierungskoeffizienten für das Mikrowellenmodul und/oder Korrekturwerte ermitteln und an das Mikrowellenmodul übersenden. Hierüber kann die externe Regelung erfolgen.The control and / or evaluation unit can in turn determine the calibration coefficients for the microwave module and / or correction values and transmit them to the microwave module. This can be used for external control.

Grundsätzlich kann der Phasensensor mit dem Mikrowellenmodul synchronisiert sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Mikrowellenmodul eine Referenz für die Phasenmessung bereitstellt.In principle, the phase sensor can be synchronized with the microwave module. This ensures that the microwave module provides a reference for the phase measurement.

Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Mikrowellenmodul für eine Mikrowellenvorrichtung, wobei das Mikrowellenmodul einen Verstärker sowie einen Mikrowellenausgang umfasst. Das Mikrowellenmodul weist zudem einen dem Mikrowellenausgang zugeordneten Richtkoppler sowie einen Regelkreis auf, der einen Regler und eine Regelstrecke umfasst, in der der Verstärker vorgesehen ist. Der Regler ist eingerichtet, parasitäre Effekte des Richtkopplers zu kompensieren. Insofern handelt es sich bei dem Mikrowellenmodul um ein kalibriertes Mikrowellenmodul, das entsprechend dem zuvor genannten Verfahren bzw. mit dem zuvor genannten Kalibriersystem kalibriert worden ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die parasitären Effekte des internen Richtkopplers des Mikrowellenmoduls kompensiert werden können. Das Mikrowellenmodul ist demnach während des Kalibrierverfahrens extern stabilisiert worden, insbesondere die Amplitude und/oder die Phase der während des Kalibrierverfahrens ausgesandten elektromagnetischen Strahlung, wodurch die Kalibrierung des Mikrowellenmoduls entsprechend genauer möglich gewesen ist.Furthermore, the object is achieved according to the invention by a microwave module for a microwave device, the microwave module comprising an amplifier and a microwave output. The microwave module also has a directional coupler assigned to the microwave output and a control loop that includes a controller and a controlled system in which the amplifier is provided. The controller is set up to compensate for parasitic effects of the directional coupler. In this respect, the microwave module is a calibrated microwave module that has been calibrated in accordance with the aforementioned method or with the aforementioned calibration system. This ensures that the parasitic effects of the internal directional coupler of the microwave module can be compensated for. The microwave module has accordingly been stabilized externally during the calibration process, in particular the amplitude and / or the phase of the electromagnetic radiation emitted during the calibration process, as a result of which the calibration of the microwave module has been possible correspondingly more precisely.

Ein Aspekt sieht vor, dass ein Speicher vorgesehen ist, in dem Kalibrierungskoeffizienten hinterlegt sind, die die parasitären Effekte des Richtkopplers kompensieren. Auf die Kalibrierungskoeffizienten kann das Mikrowellenmodul, insbesondere der Regler, während des Betriebs des Mikrowellenmoduls zugreifen, wodurch sichergestellt ist, dass Messungenauigkeiten aufgrund der parasitären Effekte, die nicht vermeidbar sind, kompensiert bzw. eliminiert werden. Insbesondere werden die mit den Messungenauigkeiten behafteten Messwerte der internen Regelung mit den hinterlegten Kalibrierungskoeffizienten verarbeitet, um die aufgrund der parasitären Effekte auftretenden Messungenauigkeiten zu eliminieren.One aspect provides that a memory is provided in which calibration coefficients are stored that compensate for the parasitic effects of the directional coupler. The microwave module, in particular the controller, can access the calibration coefficients during operation of the microwave module, which ensures that measurement inaccuracies due to the parasitic effects that cannot be avoided are compensated or eliminated. In particular, the measured values of the internal regulation that are affected by the measurement inaccuracies are processed with the stored calibration coefficients in order to eliminate the measurement inaccuracies that occur due to the parasitic effects.

Grundsätzlich kann das Mikrowellenmodul einen Mikrowelleneingang und/oder eine Antenne, die mit dem Mikrowellenausgang signalübertragend verbunden ist, und/oder einen Zirkulator aufweisen, der zwischen dem Verstärker und dem Richtkoppler innerhalb der Regelstrecke vorgesehen ist. Über den Mikrowelleneingang werden dem Mikrowellenmodul beispielsweise Mikrowellen zugeführt, insbesondere von einer Mikrowellenquelle bzw. einem Mikrowellengenerator, also einem Halbleiterbauteil. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn mehr als ein Mikrowellenmodul in einer Mikrowellenvorrichtung verbaut werden sollte.In principle, the microwave module can have a microwave input and / or an antenna which is connected to the microwave output in a signal-transmitting manner, and / or a circulator which is provided between the amplifier and the directional coupler within the controlled system. For example, microwaves are fed to the microwave module via the microwave input, in particular from a microwave source or a microwave generator, that is to say a semiconductor component. This is particularly important if more than one microwave module should be installed in a microwave device.

Die Antenne dient dazu, die am Mikrowellenausgang bereitstehende elektromagnetische Strahlung auszusenden, insbesondere in eine Kammer oder einen Raum der Mikrowellenvorrichtung, sofern das Mikrowellenmodul in der Mikrowellenvorrichtung verbaut ist. Über den Zirkulator ist es zudem möglich, dass rückwärtslaufende Wellen nicht in Richtung des Verstärkers laufen können, wodurch dieser beschädigt werden könnte.The antenna is used to transmit the electromagnetic radiation available at the microwave output, in particular into a chamber or a room of the microwave device, provided the microwave module is built into the microwave device. Using the circulator, it is also possible that waves running backwards cannot run in the direction of the amplifier, which could damage it.

Darüber hinaus kann das Mikrowellenmodul einen Modulator sowie einen Demodulator und/oder einen Digital-Analog-Wandler sowie einen Analog-Digital-Wandler umfassen. Der Modulator und/oder der Digital-Analog-Wandler sind bzw. ist innerhalb der Regelstrecke vorgesehen. Über den Modulator und Demodulator können die elektromagnetischen Signale entsprechend moduliert bzw. demoduliert werden. Die jeweiligen Wandler dienen dazu, die analogen Signale zu digitalisieren, sodass deren Verarbeitung vereinfacht ist.In addition, the microwave module can comprise a modulator and a demodulator and / or a digital-to-analog converter and an analog-to-digital converter. The modulator and / or the digital-to-analog converter are or is provided within the controlled system. The electromagnetic signals can be modulated or demodulated accordingly via the modulator and demodulator. The respective converters are used to digitize the analog signals so that their processing is simplified.

Darüber hinaus wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Mikrowellenvorrichtung mit wenigstens einem Mikrowellenmodul der zuvor genannten Art. Über das kalibrierte Mikrowellenmodul ist demnach sichergestellt, dass eine genaue Messung am Ausgang des Mikrowellenmoduls und somit eine genaue interne Regelung der Phasen- bzw. Amplitudenwerte der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung möglich ist.In addition, the object is achieved according to the invention by a microwave device with at least one microwave module of the aforementioned type. The calibrated microwave module accordingly ensures that an accurate measurement at the output of the microwave module and thus an accurate internal control of the phase or amplitude values of the emitted electromagnetic Radiation is possible.

Insbesondere weist die Mikrowellenvorrichtung einen Mikrowellengenerator und/oder mehrere Mikrowellenmodule auf. Bei dem Mikrowellengenerator kann es sich um ein Halbleiterbauteil handeln, das dem wenigstens einen Mikrowellenmodul entsprechend Mikrowellen bereitstellt, die vom Mikrowellenmodul verarbeitet und ausgesandt werden.In particular, the microwave device has a microwave generator and / or a plurality of microwave modules. The microwave generator can be a semiconductor component which provides the at least one microwave module with microwaves that are processed and emitted by the microwave module.

Zudem können die mehreren Mikrowellenmodule jeweils einen Mikrowelleneingang aufweisen, über die die Mikrowellenmodule mit dem einen Mikrowellengenerator signalübertragend verbunden sind. Insofern ist sichergestellt, dass die Mikrowellenmodule synchronisierte Mikrowellen zur Verfügung gestellt bekommen, da die unterschiedlichen Mikrowellenmodule vom gleichen Mikrowellengenerator mit Mikrowellen versorgt werden.In addition, the plurality of microwave modules can each have a microwave input via which the microwave modules are connected in a signal-transmitting manner to the one microwave generator. In this respect, it is ensured that the microwave modules are provided with synchronized microwaves, since the different microwave modules are supplied with microwaves from the same microwave generator.

Die einzelne Ansteuerung der Mikrowellenmodule, also die Einstellung der Amplitude bzw. Phase der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung, erfolgt beispielsweise über den jeweiligen Modulator des Mikrowellenmoduls.The individual activation of the microwave modules, that is to say the setting of the amplitude or phase of the emitted electromagnetic radiation, takes place, for example, via the respective modulator of the microwave module.

Der jeweilige Modulator kann also eingerichtet sein, eine Amplituden- und/oder Phasenmodulation vorzunehmen.The respective modulator can therefore be set up to carry out amplitude and / or phase modulation.

Grundsätzlich können die mehreren Mikrowellenmodule auch mit mehreren Mikrowellenquellen bzw. Mikrowellengeneratoren verbunden sein, insbesondere wobei die mehreren Mikrowellenquellen bzw. Mikrowellengeneratoren miteinander synchronisiert sind.In principle, the multiple microwave modules can also be connected to multiple microwave sources or microwave generators, in particular wherein the multiple microwave sources or microwave generators are synchronized with one another.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrowellenvorrichtung in Form eines Gargeräts,
  • - 2 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Mikrowellenmoduls,
  • - 3 eine schematische Darstellung der im Richtkoppler laufenden elektromagnetischen Wellen und deren Koppelungen mit den Anschlüssen des Richtkopplers,
  • - 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kalibriersystems, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Kalibrieren eines Mikrowellenmoduls durchgeführt werden kann,
  • - 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrowellenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • - 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrowellenvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform,
  • - 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrowellenvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform,
  • - 8 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrowellenvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform, und
  • - 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrowellenvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
Further advantages and properties of the invention emerge from the following description and the drawings, to which reference is made. In the drawings show:
  • - 1 a schematic representation of a microwave device according to the invention in the form of a cooking appliance,
  • - 2 a representation of a microwave module according to the invention,
  • - 3 a schematic representation of the electromagnetic waves traveling in the directional coupler and their coupling with the connections of the directional coupler,
  • - 4th a schematic representation of a calibration system according to the invention, with which a method according to the invention for calibrating a microwave module can be carried out,
  • - 5 a schematic representation of a microwave device according to the invention according to a second embodiment,
  • - 6th a schematic representation of a microwave device according to the invention according to a third embodiment,
  • - 7th a schematic representation of a microwave device according to the invention according to a fourth embodiment,
  • - 8th a schematic representation of a microwave device according to the invention according to a fifth embodiment, and
  • - 9 a schematic representation of a microwave device according to the invention according to a sixth embodiment.

In 1 ist eine Mikrowellenvorrichtung 10 in Form eines Gargeräts gezeigt, die ein Gehäuse 12 aufweist. Das Gehäuse 12 umgibt einen als Garraum ausgebildeten Raum 14, in dem ein Objekt 16, nämlich ein zu garendes Gargut, angeordnet ist, sowie einen Technikraum 18, in dem technische Bauteile bzw. Komponenten der Mikrowellenvorrichtung 10 untergebracht sind.In 1 is a microwave device 10 shown in the form of a cooking device having a housing 12th having. The case 12th surrounds a space designed as a cooking space 14th in which an object 16 , namely a food to be cooked, is arranged, as well as a technical room 18th , in the technical parts or components of the microwave device 10 are housed.

Des Weiteren umfasst die Mikrowellenvorrichtung 10 in der gezeigten Ausführungsform vier Mikrowellenmodule 20, die jeweils dem Raum 14 zugeordnet und in 1 nur schematisch gezeigt sind.The microwave device also comprises 10 in the embodiment shown, four microwave modules 20th each to the room 14th assigned and in 1 are only shown schematically.

Die Mikrowellenmodule 20 sind mit einem einzigen Mikrowellengenerator 22 verbunden, der beispielsweise als ein Resonanz-Oszillator ausgebildet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Mikrowellengenerator 22 um ein Halbleiterbauteil (SSD-Technologie), das als Mikrowellenquelle dient.The microwave modules 20th are with a single microwave generator 22nd connected, which is designed for example as a resonance oscillator. In other words, it is the microwave generator 22nd a semiconductor component (SSD technology) that serves as a microwave source.

Die Mikrowellenmodule 20 weisen demnach jeweils einen Mikrowelleneingang 24 auf, über den das jeweilige Mikrowellenmodul 20 mit dem Mikrowellengenerator 22 gekoppelt ist, sodass die mehreren Mikrowellenmodule 20 synchronisierte elektromagnetische Signale (Mikrowellen) aus derselben Quelle empfangen.The microwave modules 20th therefore each have a microwave input 24 via which the respective microwave module 20th with the microwave generator 22nd is coupled so that the multiple microwave modules 20th Receive synchronized electromagnetic signals (microwaves) from the same source.

Darüber hinaus umfassen die Mikrowellenmodule 20 jeweils einen Mikrowellenausgang 26, der in der gezeigten Ausführungsform mit einer Antenne 28 verbunden ist, über die die vom entsprechenden Mikrowellenmodul 20 erzeugte elektromagnetische Strahlung in den Raum 14 ausgesandt werden kann. Die Antenne 28 ist hierzu mit dem Mikrowellenausgang 26 des jeweiligen Mikrowellenmoduls 20 signalübertragend verbunden, sodass die erzeugten Mikrowellen vom Mikrowellenausgang 26 zur jeweiligen Antenne 28 übertragen werden können.In addition, the microwave modules include 20th one microwave output each 26th , which in the embodiment shown with an antenna 28 is connected, via which the corresponding microwave module 20th generated electromagnetic radiation into the room 14th can be sent out. The antenna 28 is for this purpose with the microwave output 26th of the respective microwave module 20th connected to transmit signals, so that the generated microwaves from the microwave output 26th to the respective antenna 28 can be transferred.

In 2 ist eines der Mikrowellenmodule 20 detaillierter gezeigt.In 2 is one of the microwave modules 20th shown in more detail.

Das Mikrowellenmodul 20 weist, wie bereits erläutert, den Mikrowelleneingang 24 auf, über den das Mikrowellenmodul 20 Mikrowellen vom Mikrowellengenerator 22 empfängt.The microwave module 20th has, as already explained, the microwave input 24 over which the microwave module 20th Microwaves from the microwave generator 22nd receives.

Zudem weist das Mikrowellenmodul 20 in der gezeigten Ausführungsform einen Digital-Analog-Wandler 30 sowie einen Modulator 32 auf.In addition, the microwave module 20th in the embodiment shown, a digital-to-analog converter 30th as well as a modulator 32 on.

Über den Modulator 32 lassen sich die über den Mikrowelleneingang 24 empfangenen Mikrowellen entsprechend modulieren, wie nachfolgend noch erläutert wird. Insofern ist der Modulator 32 an den Mikrowelleneingang 24 anschließend vorgesehen.About the modulator 32 can be used via the microwave input 24 modulate received microwaves accordingly, as will be explained below. To that extent is the modulator 32 to the microwave input 24 subsequently provided.

Der Modulator 32 ist zudem mit einem Verstärker 34 signalübertragend verbunden, der die vom Modulator 32 modulierten Mikrowellen erhält und verstärkt, bevor diese über den Mikrowellenausgang 26, mit dem der Verstärker 34 ebenfalls signalübertragend verbunden ist, und die daran angeschlossene Antenne 28 ausgesandt werden.The modulator 32 is also with an amplifier 34 connected to transmit the signal, the from the modulator 32 modulated microwaves are received and amplified before they pass through the microwave output 26th with which the amplifier 34 is also connected to transmit signals, and the antenna connected to it 28 be sent out.

Zwischen dem Verstärker 34 und dem Mikrowellenausgang 26 ist zudem ein Richtkoppler 36 vorgesehen, der demnach dem Mikrowellenausgang 26 zugeordnet ist.Between the amplifier 34 and the microwave output 26th is also a directional coupler 36 provided, which is therefore the microwave output 26th assigned.

Über den Richtkoppler 36 lassen sich vorwärtslaufende elektromagnetische Wellen sowie rückwärtslaufende elektromagnetische Wellen getrennt voneinander auskoppeln, um diese für einen internen Regelkreis 38 des Mikrowellenmoduls 20 zu verwenden.Via the directional coupler 36 Forward electromagnetic waves and reverse electromagnetic waves can be decoupled separately from each other in order to use them for an internal control loop 38 of the microwave module 20th to use.

Der interne Regelkreis 38 umfasst unter anderem einen Regler 40 sowie eine Regelstrecke 42, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.The internal control loop 38 includes, among other things, a regulator 40 as well as a controlled system 42 , which will be discussed below.

Der Richtkoppler 36 ist eingerichtet, eine vorwärtslaufende elektromagnetische Welle, die in 2 mit M3 bezeichnet ist, sowie eine rückwärtslaufende elektromagnetische Welle auszukoppeln, die in 2 mit M4 bezeichnet ist.The directional coupler 36 is set up to transmit a forward traveling electromagnetic wave that is in 2 is denoted by M3, and a reverse electromagnetic wave to be coupled out, which in 2 is denoted by M4.

Darüber hinaus umfasst das Mikrowellenmodul 20 einen Demodulator 44 sowie einen Analog-Digital-Wandler 46, die jeweils zwischen dem Richtkoppler 36 und dem Regler 40 angeordnet sind, sodass die vom Richtkoppler 36 ausgekoppelten elektromagnetischen Wellen M3, M4 demoduliert und digitalisiert werden, wodurch Messwerte M3, M4 vorliegen, die an den Regler 40 zur weiteren Verarbeitung, insbesondere zur Regelung, übermittelt werden.It also includes the microwave module 20th a demodulator 44 and an analog-to-digital converter 46 , each between the directional coupler 36 and the controller 40 are arranged so that the directional coupler 36 decoupled electromagnetic waves M3 , M4 can be demodulated and digitized, creating measured values M3 , M4 available to the controller 40 for further processing, in particular for regulation.

Aufgrund der vom Richtkoppler 36 ausgekoppelten elektromagnetischen Wellen bzw. den zugeordneten Messwerten M3, M4 kann der Regler 40 basierend auf erhaltenen Sollwerten „Soll“ für die elektromagnetische Strahlung entsprechende Stellwerte „Stell“ ermitteln, die an den Modulator 32 übermittelt werden, um die über den Signaleingang 24 empfangenen Mikrowellen entsprechend zu modulieren.Due to the directional coupler 36 decoupled electromagnetic waves or the assigned measured values M3 , M4 can the controller 40 based on the received setpoints “setpoint” for the electromagnetic radiation, determine the corresponding setpoints “control” that are sent to the modulator 32 transmitted to the via the signal input 24 to modulate received microwaves accordingly.

Diese Stellwerte „Stell“ werden zunächst vom Digital-Analog-Wandler 30 umgewandelt, bevor diese an den Modulator 32 übermittelt werden.These manipulated values "Stell" are initially from the digital-to-analog converter 30th converted before this to the modulator 32 be transmitted.

Mit anderen Worten erstreckt sich die Regelstrecke 42 demnach vom Modulator 32 bis zum Richtkoppler 36.In other words, the controlled system extends 42 accordingly from the modulator 32 to the directional coupler 36 .

Zudem kann das Mikrowellenmodul 20 einen hier nicht dargestellten Zirkulator umfassen, der zwischen dem Verstärker 34 und dem Richtkoppler 36 innerhalb der Regelstrecke 42 vorgesehen ist. Der Zirkulator stellt sicher, dass reflektierte bzw. rückwärtslaufende elektromagnetische Wellen nicht in den Verstärker 34 laufen können.In addition, the microwave module 20th include a circulator, not shown, between the amplifier 34 and the directional coupler 36 within the controlled system 42 is provided. The circulator ensures that reflected or backward traveling electromagnetic waves do not enter the amplifier 34 be able to walk.

Der Regler 40 ist insbesondere Teil eines Mikro-Controllers, der zudem einen Speicher 48 umfassen kann, in dem zuvor ermittelte Kalibrierungskoeffizienten hinterlegt sind, auf die das Mikrowellenmodul 20 zugreift, insbesondere der Regler 40, um parasitäre Effekte des Richtkopplers 36 zu kompensieren, sofern das Mikrowellenmodul 20 kalibriert worden ist, wie nachfolgend anhand der 4 noch erläutert wird.The regulator 40 is in particular part of a micro-controller that also has a memory 48 may include, in which previously determined calibration coefficients are stored, to which the microwave module 20th accesses, especially the controller 40 to avoid parasitic effects of the directional coupler 36 to compensate, provided the microwave module 20th has been calibrated as follows using the 4th will be explained.

Die parasitären Effekte des Richtkopplers 36 lassen sich aufgrund der Darstellung der 3 erläutern, in der der Richtkoppler 36 sowie die von ihm verarbeiteten elektromagnetischen Wellen gezeigt sind.The parasitic effects of the directional coupler 36 can be based on the representation of the 3 explain in which the directional coupler 36 as well as the electromagnetic waves processed by it are shown.

Der Richtkoppler 36 weist einen Eingang 50 auf, der dem Verstärker 34 zugeordnet ist. Der Eingang 50 ist in 3 zudem als Anschluss „1“ gezeigt.The directional coupler 36 has an entrance 50 on that of the amplifier 34 assigned. The entrance 50 is in 3 also shown as connection "1".

Darüber hinaus hat der Richtkoppler 36 einen Ausgang 52, der dem Mikrowellenausgang 26 des Mikrowellenmoduls 20 zugeordnet ist. Der Ausgang 52 ist in 3 zudem als Anschluss „2“ gezeigt.In addition, the directional coupler has 36 an exit 52 that the microwave output 26th of the microwave module 20th assigned. The exit 52 is in 3 also shown as connection “2”.

Darüber hinaus umfasst der Richtkoppler 36 einen ersten Auskoppelausgang 54 sowie einen zweiten Auskoppelausgang 56, über die die vorwärtslaufenden Wellen bzw. rückwärtslaufenden Wellen entsprechend ausgekoppelt werden können. Der erste Auskoppelausgang 54 ist in 3 als Anschluss „3“ gezeigt, wohingegen der zweite Auskoppelausgang 56 in 3 als Anschluss „4“ gezeigt ist.In addition, the directional coupler includes 36 a first decoupling output 54 and a second decoupling output 56 , via which the forward-running waves or backward-running waves can be decoupled accordingly. The first decoupling output 54 is in 3 Shown as connection "3", whereas the second decoupling output 56 in 3 shown as port “4”.

Aus 3 wird deutlich, dass ein Teil der vorwärtslaufenden Wellen am Mikrowellenausgang 26 bzw. an der Antenne 28 aufgrund des Reflexionsfaktors S11 reflektiert werden, was mit der Anpassung des Mikrowellenmoduls 20 zusammenhängt.Out 3 it becomes clear that some of the forward waves are at the microwave exit 26th or on the antenna 28 due to the reflection factor S11 be reflected, what with the adaptation of the microwave module 20th related.

Ein Großteil der rückwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen („rev Pwr“) liegt am zweiten Auskoppelausgang 56 an, also dem Anschluss „4“, was über den Koppelfaktor K4 in 3 gezeigt ist. Jedoch liegt auch ein geringer Teil der rückwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen am ersten Auskoppelausgang 54 an, also dem Anschluss „3“, was über den Koppelfaktor K3 in 3 gezeigt ist. Mit anderen Worten wird ein Teil der rückwärtslaufenden elektromagnetischen Welle in den ersten Auskoppelausgang 54, also dem Anschluss „3“, reflektiert, an dem eigentlich nur die vorwärtslaufenden Wellen ausgekoppelt werden sollen.A large part of the backward traveling electromagnetic waves ("rev Pwr") are at the second output 56 on, i.e. connection "4", what about the coupling factor K4 in 3 is shown. However, a small part of the electromagnetic waves traveling backwards is also at the first decoupling output 54 on, i.e. connection "3", what about the coupling factor K3 in 3 is shown. In other words it becomes part of the backward running electromagnetic wave into the first decoupling output 54 , ie the connection "3", where actually only the forward-moving waves should be decoupled.

In analoger Weise ergibt sich für die vorwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen („fwd Pwr“), dass der Großteil am ersten Auskoppelausgang 54, also dem Anschluss „3“, und ein Bruchteil am zweiten Auskoppelausgang 56 anliegen, also dem Anschluss „4“. Diese ist durch die Koppelfaktoren K1 und K2 in 3 gezeigt.In an analogous way, it results for the forward traveling electromagnetic waves (“fwd Pwr”) that the majority at the first decoupling output 54 , ie connection "3", and a fraction at the second decoupling output 56 are present, i.e. connection "4". This is due to the coupling factors K1 and K2 in 3 shown.

Die parasitären Effekte des Richtkopplers 36 stellen dabei die jeweiligen Bruchteile dar, die an dem „falschen“ Auskoppelausgängen 54, 56 ausgekoppelt werden, was auch als Übersprechen im Vergleich zur Hauptkopplung bezeichnet wird. Das Übersprechen lässt sich entsprechend über die Koppelfaktoren K2, K3 der vorwärtslaufenden bzw. rückwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen beschreiben.The parasitic effects of the directional coupler 36 represent the respective fractions at the "wrong" decoupling outputs 54 , 56 are coupled out, which is also referred to as crosstalk compared to the main coupling. The crosstalk can be adjusted accordingly via the coupling factors K2 , K3 describe the forward or reverse electromagnetic waves.

Um die parasitären Effekte des Richtkopplers 36 zu kompensieren, müssen daher die Bruchteile bzw. deren Koppelfaktoren K2, K3 zunächst ermittelt werden, um dann exakt bestimmten zu können, welche Leistung tatsächlich eine ausgehende Leistung bzw. eine reflektierte Leistung darstellt, wobei grundsätzlich die Amplitudenwerte anstatt der Leistungswerte herangezogen werden, die jedoch miteinander korrelieren.To the parasitic effects of the directional coupler 36 to compensate, the fractions or their coupling factors must therefore K2 , K3 are first determined in order to then be able to determine exactly which power actually represents an outgoing power or a reflected power, with the amplitude values being used in principle instead of the power values, which, however, correlate with one another.

Dies geschieht über ein Kalibrierverfahren des Mikrowellenmoduls 20, wozu ein Kalibriersystem 58 verwendet werden kann, wie dies in 4 gezeigt ist.This is done using a calibration process for the microwave module 20th , including a calibration system 58 can be used like this in 4th is shown.

Das Kalibriersystem 58 umfasst neben dem zu kalibrierenden Mikrowellenmodul 20 eine Messvorrichtung 60, eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 sowie ein Kalibrierstandardset 64, das drei unterschiedliche Kalibrierstandards 66 umfasst, nämlich einen Offen-Kalibrierstandard („Open“), einen Kurzschluss-Kalibrierstandard („Short“) sowie einen Last-Kalibrierstandard („Load“).The calibration system 58 includes the microwave module to be calibrated 20th a measuring device 60 , a control and / or evaluation unit 62 as well as a calibration standard set 64 , the three different calibration standards 66 includes, namely an open calibration standard (“Open”), a short-circuit calibration standard (“Short”) and a load calibration standard (“Load”).

Die Messvorrichtung 60 umfasst in der gezeigten Ausführungsform einen Messrichtkoppler 68, der mit seinem Eingang 70 mit dem Mikrowellenausgang 26, insbesondere der Antenne 28, signalübertragend verbunden ist.The measuring device 60 comprises in the embodiment shown a directional measuring coupler 68 who with his entrance 70 with the microwave output 26th , especially the antenna 28 , is connected to transmit signals.

Zudem hat der Messrichtkoppler 68 einen Ausgang 72, über den einer der drei oben genannten Kalibrierstandards 66 mit dem Messrichtkoppler 68 gekoppelt werden kann.In addition, the directional coupler has 68 an exit 72 via one of the three calibration standards mentioned above 66 with the directional coupler 68 can be coupled.

Darüber hinaus hat der Messrichtkoppler 68 einen Messausgang 74, mit dem in der gezeigten Ausführungsform ein Leistungssensor 76 sowie ein Phasensensor 78 verbunden sind, die wiederum mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 signalübertragend verbunden sind, sodass die vom Leistungssensor 76 sowie dem Phasensensor 78 gemessenen Messwerte, also die Amplituden- bzw. Phaseninformationen, an die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 übermittelt werden können.In addition, the directional coupler has 68 a measurement output 74 , with the one in the embodiment shown, a power sensor 76 as well as a phase sensor 78 are connected, which in turn with the control and / or evaluation unit 62 are connected to transmit signals, so that the power sensor 76 as well as the phase sensor 78 measured values, ie the amplitude or phase information, to the control and / or evaluation unit 62 can be transmitted.

Bei dem Messrichtkoppler 68 handelt es sich insbesondere um einen Messrichtkoppler, der eingerichtet ist, über seinen Messausgang 74 vorwärtslaufende Wellen auszukoppeln, also vorwärtslaufende Wellen der vom Mikrowellenmodul 20 ausgesandten Mikrowellen.With the directional coupler 68 it is in particular a directional measuring coupler that is set up via its measuring output 74 Coupling out forward-running waves, i.e. forward-running waves from the microwave module 20th emitted microwaves.

In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Messrichtkoppler 68 um einen Richtkoppler mit drei Toren bzw. Anschlüssen-In the embodiment shown, it is the directional measuring coupler 68 a directional coupler with three ports or connections

Aus der gezeigten Ausführungsform des Kalibriersystems 58 wird zudem deutlich, dass das Mikrowellenmodul 20 mit dem Phasensensor 78 synchronisiert ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Phaseninformationen des Mikrowellenmoduls 20, also der erzeugten Mikrowellen, mit dem Phasensensor 78 synchronisiert sind.From the embodiment of the calibration system shown 58 it is also clear that the microwave module 20th with the phase sensor 78 is synchronized. This ensures that the phase information of the microwave module 20th , i.e. the generated microwaves, with the phase sensor 78 are synchronized.

Mit dem Kalibriersystem 58, lässt sich ein Verfahren zum Kalibrieren des Mikrowellenmoduls 20 durchführen, indem die folgenden Schritte durchgeführt werden.With the calibration system 58 , a method for calibrating the microwave module 20th by following the steps below.

In einem ersten Schritt S1 wird elektromagnetische Strahlung durch das Mikrowellenmodul 20 erzeugt, wobei die erzeugte elektromagnetische Strahlung durch eine elektromagnetische Welle definiert ist, die eine Amplitude und eine Phase umfasst. Die Amplitude bzw. Phase der elektromagnetischen Welle lässt sich entsprechend ansteuern, insbesondere über den Modulator 32 und/oder den Verstärker 34.In a first step S1 is electromagnetic radiation through the microwave module 20th generated, wherein the generated electromagnetic radiation is defined by an electromagnetic wave comprising an amplitude and a phase. The amplitude or phase of the electromagnetic wave can be controlled accordingly, in particular via the modulator 32 and / or the amplifier 34 .

In einem zweiten Schritt S2, wird die erzeugte elektromagnetische Strahlung, also Mikrowellen, über den Mikrowellenausgang 26, insbesondere die Antenne 28, des Mikrowellenmoduls 20 ausgesandt. Die ausgesandten Mikrowellen laufen über den Eingang 70 in den Messrichtkoppler 68, an dem über den Messausgang 74 die entsprechend vorwärtslaufende Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung ausgekoppelt wird.In a second step S2 , the generated electromagnetic radiation, i.e. microwaves, is transmitted via the microwave output 26th , especially the antenna 28 , of the microwave module 20th sent out. The emitted microwaves run through the entrance 70 in the directional coupler 68 , to which via the measurement output 74 the corresponding forward wave of the emitted electromagnetic radiation is decoupled.

In einem dritten Schritt S3, wird die vorwärtslaufende Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung mittels der zum Mikrowellenmodul 20 externen Messvorrichtung 60 gemessen, also dem Leistungssensor 76 und dem Phasensensor 78, die mit dem Messausgang 74 gekoppelt sind. Über den Leistungssensor 76 wird die Amplitude der vorwärtslaufenden Welle und über den Phasensensor 78 wird die Phase der vorwärtslaufenden Welle gemessen.In a third step S3 , the forward wave of the emitted electromagnetic radiation becomes the microwave module by means of the 20th external measuring device 60 measured, so the power sensor 76 and the phase sensor 78 that with the measurement output 74 are coupled. About the power sensor 76 becomes the amplitude of the forward wave and over the Phase sensor 78 the phase of the forward wave is measured.

In einem vierten Schritt S4 werden die Amplitude und die Phase der erzeugten elektromagnetischen Strahlung an die externe Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 übermittelt, die die entsprechenden Informationen auswertet.In a fourth step S4 the amplitude and the phase of the generated electromagnetic radiation are transmitted to the external control and / or evaluation unit 62 transmitted, which evaluates the corresponding information.

In einem fünften Schritt S5 regelt die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 die Amplitude und/oder die Phase der erzeugten elektromagnetischen Strahlung des Mikrowellenmoduls 20, sodass die vom Mikrowellenmodul 20 erzeugte elektromagnetische Strahlung hinsichtlich Amplitude und Phase stabil ist.In a fifth step S5 regulates the control and / or evaluation unit 62 the amplitude and / or the phase of the electromagnetic radiation generated by the microwave module 20th so that the microwave module 20th generated electromagnetic radiation is stable in terms of amplitude and phase.

Dies findet jeweils für die unterschiedlichen Kalibrierstandards 66 statt, die in entsprechenden Kalibrierschritten mit dem Ausgang 72 des Messrichtkopplers 68 verbunden werden.This takes place in each case for the different calibration standards 66 instead of that in corresponding calibration steps with the output 72 of the directional coupler 68 get connected.

Insofern werden bei allen drei Kalibrierschritten, also den jeweils drei unterschiedlichen Kalibrierstandards 66, die Amplitude und die Phase der erzeugten elektromagnetischen Strahlung über die Messvorrichtung 60 und die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 extern geregelt bzw. stabilisiert.In this respect, in all three calibration steps, i.e. the three different calibration standards 66 , the amplitude and the phase of the electromagnetic radiation generated via the measuring device 60 and the control and / or evaluation unit 62 externally regulated or stabilized.

Es wird also während jedem Kalibrierschritt ein entsprechender Kalibrierstandard 66 an den Ausgang 72 der externen Messvorrichtung 60, insbesondere des Messrichtkopplers 68, angeschlossen. Demnach wird ein OSL-Kalibrierverfahren durchgeführt.There is therefore a corresponding calibration standard during each calibration step 66 to the exit 72 the external measuring device 60 , especially the directional coupler 68 connected. An OSL calibration procedure is carried out accordingly.

Bei den Kalibrierstandards 66 handelt es sich um komplexe Lasten (Impedanzen), die über einen Betragswert und einen Phasenwert definiert werden können. Der Last-Kalibrierstandard („Load“) wird als ideal angenommen, der unter anderem keinen Betrag aufweist, wohingegen der Offen-Kalibrierstandard („Open“) und der Kurzschluss-Kalibrierstandard („Short“) den gleichen Betrag haben, aber eine 180° Phasendifferenz zueinander aufweisen. Mit anderen Worten haben der Offen-Kalibrierstandard und der Kurzschluss-Kalibrierstandard jeweils einen Reflexionskoeffizienten, der um 180° phasenverschoben ist, was aus mathematischer Sicht ein umgekehrtes Vorzeichen zur Folge hat.With the calibration standards 66 it is a matter of complex loads (impedances) that can be defined using an absolute value and a phase value. The load calibration standard ("Load") is assumed to be ideal, which among other things has no amount, whereas the open calibration standard ("Open") and the short-circuit calibration standard ("Short") have the same amount, but 180 ° Have phase difference from one another. In other words, the open calibration standard and the short-circuit calibration standard each have a reflection coefficient which is phase-shifted by 180 °, which, from a mathematical point of view, results in an opposite sign.

Während der einzelnen Kalibrierschritte werden jeweils die vorwärtslaufende Welle und die rückwärtslaufende Welle mittels des (internen) Richtkopplers 36 des Mikrowellenmoduls 20 getrennt voneinander ausgekoppelt, um die zugehörigen Amplitudenwerte als Messwerte M3, M4 zu erhalten, die für die interne Regelung verwendet werden. Über die gemessenen Amplitudenwerte, also die Messwerte M3, M4, können Kalibrierungskoeffizienten für das Mikrowellenmodul 20 ermittelt werden, mittels derer die parasitären Effekte des Richtkopplers 36 des Mikrowellenmoduls 20 kompensiert werden können.During the individual calibration steps, the forward-running wave and the backward-running wave are checked by means of the (internal) directional coupler 36 of the microwave module 20th decoupled separately from each other to the associated amplitude values as measured values M3 , M4 which are used for the internal regulation. About the measured amplitude values, i.e. the measured values M3 , M4 , can add calibration coefficients for the microwave module 20th be determined, by means of which the parasitic effects of the directional coupler 36 of the microwave module 20th can be compensated.

Hierzu werden die Kalibrierungskoeffizienten aus den Messwerten M3, M4 bei den entsprechend angeschlossenen Kalibrierstandards 66 wie folgt ermittelt: K 1 = M 3 l o a d A m p

Figure DE102019128203B3_0001
K 2 = M 4 l o a d A m p
Figure DE102019128203B3_0002
 K 3 = M 3 o p e n − M 3 s h o r t A m p ∗ ( Γ o p e n − Γ s h o r t )
Figure DE102019128203B3_0003
 K 4 = M 4 o p e n − M 4 s h o r t A m p ∗ ( Γ o p e n − Γ s h o r t )
Figure DE102019128203B3_0004
 A m p = P c a l P m a x
Figure DE102019128203B3_0005

  • M3load ist der Messwert M3 bei angeschlossenem Last-Kalibrierungsstandard („Load“).
  • M4load ist der Messwert M4 bei angeschlossenem Last-Kalibrierungsstandard („Load“).
  • M3open ist der Messwert M3 bei angeschlossenem Offen-Kalibrierungsstandard („Open“).
  • M3short ist der Messwert M3 bei angeschlossenem Kurzschluss-Kalibrierungs-standard („Short“).
  • Γopen stellt den Reflexionskoeffizienten des Offen-Kalibrierungsstandards („Open“) dar.
  • Γshort stellt den Reflexionskoeffizienten des Kurzschluss-Kalibrierungsstandards („Short“) dar.
  • M4open ist der Messwert M4 bei angeschlossenem Offen-Kalibrierungs-standard („Open“).
  • M4short ist der Messwert M4 bei angeschlossenem Kurzschluss-Kalibrierungs-standard („Short“).
  • Pmax stellt die maximale Ausgangsleistung dar bzw. den Bezugswert für Amp = 1.
  • Pcal stellt die Leistung dar, bei der die jeweilige Messung durchgeführt worden ist.
For this purpose, the calibration coefficients are derived from the measured values M3 , M4 with the correspondingly connected calibration standards 66 determined as follows: K 1 = M. 3 l O a d A. m p
Figure DE102019128203B3_0001
 K 2 = M. 4th l O a d A. m p
Figure DE102019128203B3_0002
 K 3 = M. 3 O p e n - M. 3 s H O r t A. m p ∗ ( Γ O p e n - Γ s H O r t )
Figure DE102019128203B3_0003
 K 4th = M. 4th O p e n - M. 4th s H O r t A. m p ∗ ( Γ O p e n - Γ s H O r t )
Figure DE102019128203B3_0004
 A. m p = P. c a l P. m a x
Figure DE102019128203B3_0005
  • M3 load is the measured value M3 with connected load calibration standard ("Load").
  • M4 load is the measured value M4 with connected load calibration standard ("Load").
  • M3 open is the measured value M3 with an open calibration standard connected ("Open").
  • M3 short is the measured value M3 with connected short-circuit calibration standard ("Short").
  • Γ open represents the reflection coefficient of the open calibration standard ("Open").
  • Γ short represents the reflection coefficient of the short-circuit calibration standard ("Short").
  • M4 open is the measured value M4 with connected open calibration standard ("Open").
  • M4 short is the measured value M4 with connected short-circuit calibration standard ("Short").
  • P max represents the maximum output power or the reference value for Amp = 1.
  • P cal represents the power at which the respective measurement was carried out.

Ausgehend von den oben genannten Kalibrierungskoeffizienten K1, K2, K3, K4 lassen sich die Amplitude bzw. Leistung der vorwärtslaufenden Wellen („fwd Pwr“) und die Amplitude bzw. Leistung der rückwärtslaufenden Wellen („rev Pwr“) sowie der Reflexionsfaktor („S11“), also der Streuparameter S11, des Mikrowellenmoduls 20 wie folgt ermitteln: f w d   P w r = M 3 ∗ K 4 − M 4 ∗ K 3 K 1 ∗ K 4 − K 2 ∗ K 3

Figure DE102019128203B3_0006
r e v   P w r = M 4 ∗ K 1 − M 3 ∗ K 2 K 1 ∗ K 4 − K 2 ∗ K 3
Figure DE102019128203B3_0007
 S 11 = M 4 ∗ K 1 − M 3 ∗ K 2 M 3 ∗ K 4 − M 4 ∗ K 3
Figure DE102019128203B3_0008
 Based on the calibration coefficients mentioned above K1 , K2 , K3 , K4 the amplitude or power of the forward waves ("fwd Pwr") and the amplitude or power of the reverse waves ("rev Pwr") and the reflection factor ("S11"), ie the scattering parameter S11 , of the microwave module 20th determine as follows: f w d P. w r = M. 3 ∗ K 4th - M. 4th ∗ K 3 K 1 ∗ K 4th - K 2 ∗ K 3
Figure DE102019128203B3_0006
 r e v P. w r = M. 4th ∗ K 1 - M. 3 ∗ K 2 K 1 ∗ K 4th - K 2 ∗ K 3
Figure DE102019128203B3_0007
 S. 11 = M. 4th ∗ K 1 - M. 3 ∗ K 2 M. 3 ∗ K 4th - M. 4th ∗ K 3
Figure DE102019128203B3_0008

Hierbei ist zu beachten, dass alle Messgrößen komplexe Amplituden sind und vektoriell gerechnet wird.It should be noted that all measured variables are complex amplitudes and are calculated vectorially.

Während des Kalibrierverfahrens findet eine interne Regelung über den internen Regelkreis 38 nicht statt. Mit anderen Worten wird die interne Regelung beim Kalibrierverfahren des Mikrowellenmoduls 20 abgeschaltet. Dies bedeutet, dass die Stabilisierung der Mikrowellen während der Messung der Kalibrierstandards 66 ausschließlich über die externe Regelung erfolgt, also die externe Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62.During the calibration process, internal control takes place via the internal control circuit 38 not held. In other words, the internal regulation is used in the calibration process of the microwave module 20th switched off. This means that the microwaves stabilize during the measurement of the calibration standards 66 takes place exclusively via the external control, i.e. the external control and / or evaluation unit 62 .

Der interne Regelkreis 38, insbesondere der im internen Regelkreis 38 vorgesehene Modulator 32, wird insofern von der externen Steuer- und/oder Auswerteeinheit 62 kontrolliert bzw. angesteuert.The internal control loop 38 , especially the one in the internal control loop 38 intended modulator 32 , is insofar from the external control and / or evaluation unit 62 controlled or activated.

Grundsätzlich ist es mit dem Kalibrierverfahren sowie dem Kalibriersystem 58 demnach möglich, die parasitären Effekte zu eliminieren, da die obigen Kalibrierungskoeffizienten ermittelt werden können.Basically it is with the calibration procedure as well as the calibration system 58 hence it is possible to eliminate the parasitic effects since the above calibration coefficients can be determined.

Aufgrund der Kalibrierungskoeffizienten lassen sich die tatsächlich vorliegenden vorwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen und die rückwärtslaufenden elektromagnetischen Wellen sowie der Reflexionsfaktor genauer bestimmen, insbesondere die Amplituden bzw. Leistungen der Wellen, da die parasitäre Koppelung herausgerechnet werden kann. Dies bedeutet auch, dass sich die Streuparameter (S-Parameter) genauer messen lassen.On the basis of the calibration coefficients, the actually present forward electromagnetic waves and the backward electromagnetic waves as well as the reflection factor can be determined more precisely, in particular the amplitudes or powers of the waves, since the parasitic coupling can be calculated out. This also means that the scattering parameters (S-parameters) can be measured more precisely.

Dies ist für die interne Regelung des Mikrowellenmoduls wichtig, da aufgrund der genaueren Bestimmung der Leistungen die interne Regelung der Phase und Amplitude der erzeugten elektromagnetischen Wellen, also der Mikrowellen, genauer erfolgen kann. Es führt also dazu, dass das Mikrowellenmodul 20 hinsichtlich der internen Regelung im Betrieb stabiler gehalten und genauer angesteuert werden kann.This is important for the internal regulation of the microwave module, since the internal regulation of the phase and amplitude of the generated electromagnetic waves, i.e. the microwaves, can be carried out more precisely due to the more precise determination of the powers. So it leads to the microwave module 20th can be kept more stable with regard to the internal regulation during operation and controlled more precisely.

Dies ist insbesondere von Bedeutung, sofern mehrere Mikrowellenmodule 20 gleichzeitig eingesetzt werden, wie dies anschaulich in der Mikrowellenvorrichtung 10 gemäß 1 gezeigt ist.This is particularly important if there are several microwave modules 20th can be used at the same time, as can be seen in the microwave device 10 according to 1 is shown.

In 5 ist eine alternative Ausführungsform der Mikrowellenvorrichtung 10 gezeigt, die mehrere Mikrowellenmodule 20 umfasst, die wie vorstehend beschrieben kalibriert worden sind.In 5 Figure 3 is an alternative embodiment of the microwave device 10 shown the multiple microwave modules 20th which have been calibrated as described above.

Die Mikrowellenvorrichtung 10 umfasst ein Werkzeug 80, mit dem ein Werkstück, Bauteil oder ähnliches bearbeitet werden kann.The microwave device 10 includes a tool 80 with which a workpiece, component or the like can be machined.

Die Mikrowellenmodule 20 sind dabei derart eingerichtet, das Werkzeug 80 über die eingespeisten Mikrowellen zu erwärmen. Hierdurch kann sich die Handhabung des Werkstücks durch das Werkzeug 80 entsprechend verbessern.The microwave modules 20th are set up in this way, the tool 80 to be heated via the fed-in microwaves. This allows the workpiece to be handled by the tool 80 improve accordingly.

Das Werkzeug 80 kann zur Erwärmung eine entsprechende Lage aufweisen, die sich über Mikrowellen erwärmen lässt. Ferner können im Werkzeug 80 wärmeleitende Schichten vorgesehen sein, um die über die Mikrowellen eingespeiste Wärme im Werkzeug 80 zu verteilen, insbesondere an gewünschte Bereiche.The tool 80 can have a corresponding layer for heating, which can be heated using microwaves. Furthermore, in the tool 80 Thermally conductive layers can be provided to prevent the heat fed in via the microwaves into the tool 80 to distribute, especially to desired areas.

Grundsätzlich lässt sich das Werkzeug 80 gezielt erwärmen, da die Mikrowellenmodule 20 aufgrund der vorherigen Kalibrierung gezielter angesteuert werden können, um die ausgesandten elektromagnetischen Wellen entsprechend zu überlagern, sodass die gewünschte Leistungsdichte am Werkzeug 80 vorliegt.Basically, the tool 80 heat in a targeted manner, as the microwave modules 20th can be controlled more specifically due to the previous calibration in order to superimpose the emitted electromagnetic waves accordingly, so that the desired power density on the tool 80 is present.

In 6 ist eine weitere Ausführungsvariante der Mikrowellenvorrichtung 10 gezeigt, die ebenfalls mehrere Mikrowellenmodule 20 umfasst, die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Kalibrierung kalibriert worden sind.In 6th is a further variant of the microwave device 10 shown, which also has several microwave modules 20th includes that have been calibrated using the calibration method described above.

Die Mikrowellenvorrichtung 10 umfasst eine Form 82 zur Herstellung eines Bauteils 84.The microwave device 10 includes a shape 82 for the production of a component 84 .

Die Mikrowellenmodule 20 sind dabei derart eingerichtet, die Form 82 über die eingespeisten Mikrowellen zu erwärmen. Hierdurch kann sich die Herstellung des Bauteils 84 mittels der Form 82 entsprechend verbessern, da eine homogene, von außen wirkende Wärmeenergie über die Form 82 eingebracht wird.The microwave modules 20th are set up in this way, the shape 82 to be heated via the fed-in microwaves. This can result in the production of the component 84 by means of the form 82 improve accordingly, as there is a homogeneous, externally acting thermal energy through the mold 82 is introduced.

Die Form 82 kann zur Herstellung von Bauteilen 84 vorgesehen sein, die einen Kunststoff, ein Metall und/oder eine Verstärkungsfaser wie eine Kohlefaser umfasst. Ferner kann mit der Form 82 ein Blechteil hergestellt werden. Demnach kann es sich bei der Form 82 um einen Teil einer Presse handeln.Form 82 can be used to manufacture components 84 be provided which comprises a plastic, a metal and / or a reinforcing fiber such as a carbon fiber. Furthermore, with the form 82 a sheet metal part can be produced. So it can be the shape 82 be part of a press.

Zur Wärmeübertragung bzw. Wärmeweiterleitung umfasst die Form 82 beispielsweise Bereiche, die mit den Mikrowellen (besonders effizient) wechselwirken. Zudem können Bereiche bzw. Lagen, insbesondere Zwischenschichten, vorgesehen sein, über die Wärme an gewünschte Stellen in der Form 82 weitergeleitet wird. Hierdurch ist es unter anderem möglich die Wärme gezielt zu einer Auflagefläche für das herzustellende Bauteil 84 zu leiten.For heat transfer or heat conduction, the form includes 82 for example, areas that interact with the microwaves (particularly efficiently). In addition, areas or layers, in particular intermediate layers, can be provided via the heat at desired locations in the mold 82 is forwarded. This makes it possible, among other things, to direct the heat to a support surface for the component to be manufactured 84 to direct.

In 7 ist eine andere Ausführungsvariante der Mikrowellenvorrichtung 10 gezeigt, die ebenfalls mehrere Mikrowellenmodule 20 umfasst, die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Kalibrierung kalibriert worden sind.In 7th is another embodiment of the microwave device 10 shown, which also has several microwave modules 20th includes that have been calibrated using the calibration method described above.

Die Mikrowellenvorrichtung 10 ist als eine Trocknungsanlage ausgebildet, bei der die Mikrowellenmodule 20 ein zu trocknendes Objekt 86 entsprechend den Mikrowellen aussetzen, um dieses zu trocknen.The microwave device 10 is designed as a drying system in which the microwave modules 20th an object to be dried 86 expose accordingly to the microwaves to dry it.

Das zu trocknende Objekt 86 ist dabei beispielsweise auf einem Appliziertisch positioniert.The object to be dried 86 is positioned on an application table, for example.

Bei dem zu trocknenden Objekt 86 kann es sich um ein lackiertes Bauteil 88 handeln, dessen Lackschicht 90 mittels Mikrowellen getrocknet wird, die über die Mikrowellenmodule 20 ausgesandt und in das Objekt 86 eingespeist werden, insbesondere die Lackschicht 90.At the object to be dried 86 it can be a painted component 88 act, its coat of paint 90 is dried by means of microwaves, which are via the microwave modules 20th sent out and into the object 86 are fed, in particular the paint layer 90 .

Das zu trocknende Objekt 86 kann auch selbst getrocknet werden, sodass die im Objekt 86 enthaltende Feuchtigkeit über die von den Mikrowellenmodulen 20 ausgesandten Mikrowellen entfernt werden, insbesondere verdampft werden.The object to be dried 86 can also be dried by yourself, so that the in the object 86 containing moisture above that of the microwave modules 20th emitted microwaves are removed, in particular are evaporated.

In 8 ist eine weitere Ausführungsvariante der Mikrowellenvorrichtung 10 gezeigt, die ebenfalls mehrere Mikrowellenmodule 20 umfasst, die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Kalibrierung kalibriert worden sind.In 8th is a further variant of the microwave device 10 shown, which also has several microwave modules 20th includes that have been calibrated using the calibration method described above.

Die Mikrowellenvorrichtung 10 ist hier als eine Enteisungsanlage ausgebildet, wobei die von den Mikrowellenmodule 20 ausgesandten Mikrowellen ein Transportfahrzeug 92 enteisen, beispielsweise einen Flügel 94 oder einen Propeller 96 eines Flugzeugs 98.The microwave device 10 is designed here as a de-icing system, with the microwave modules 20th emitted microwaves a transport vehicle 92 de-ice, for example a wing 94 or a propeller 96 of an airplane 98 .

Über die Mikrowellenmodule 20 werden also Mikrowellen gezielt ausgesandt, die das auf dem Flügel 94 bzw. dem Propeller 96 vorhandene Eis entsprechend erwärmen, um dieses zu schmelzen. Insofern wird die Mikrowellenstrahlung in das Eis eingespeist, wodurch die Enteisung des Flugzeugs erfolgt.About the microwave modules 20th So microwaves are sent out in a targeted manner, which do this on the wing 94 or the propeller 96 heat the ice accordingly to melt it. In this respect, the microwave radiation is fed into the ice, which means that the aircraft is de-iced.

In 9 ist eine weitere Ausführungsvariante der Mikrowellenvorrichtung 10 gezeigt, die ebenfalls mehrere Mikrowellenmodule 20 umfasst, die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Kalibrierung kalibriert worden sind.In 9 is a further variant of the microwave device 10 shown, which also has several microwave modules 20th includes that have been calibrated using the calibration method described above.

In dieser Ausführungsvariante ist die Mikrowellenvorrichtung 10 als eine Überwachungseinheit 100 einer Transportanlage 102 ausgebildet, um mittels der Mikrowellen Gegenstände 104 zu durchleuchten, die durch die Überwachungseinheit 100 transportiert werden, beispielsweise Gepäckstücke an einem Flughafen.In this variant embodiment, the microwave device is 10 as a monitoring unit 100 a transport system 102 trained to use the microwave to objects 104 to be x-rayed by the monitoring unit 100 be transported, for example luggage at an airport.

Hierzu werden Mikrowellen mit definierter Phase und/oder Amplitude ausgesandt, wobei die entsprechenden Signale ausgewertet werden, um etwaige Objekte 106 in den Gegenständen 104, beispielsweise in den Gepäckstücken, zu charakterisieren.For this purpose, microwaves with a defined phase and / or amplitude are emitted, the corresponding signals being evaluated to identify any objects 106 in the objects 104 , for example in the luggage.

Auch hier ist es notwendig, dass die von den Mikrowellenmodulen 20 ausgesandten Mikrowellen exakt geregelt werden können, um entsprechend genau messen zu können. Dies ist aufgrund der zuvor durchgeführten Kalibrierung der Mikrowellenmodule 20 gewährleistet.Here, too, it is necessary that the microwave modules 20th emitted microwaves can be precisely regulated in order to be able to measure accordingly accurately. This is due to the previously performed calibration of the microwave modules 20th guaranteed.

Claims (12)

Verfahren zum Kalibrieren eines Mikrowellenmoduls (20) für eine Mikrowellenvorrichtung (10), wobei das Mikrowellenmodul (20) einen Mikrowellenausgang (26) sowie einen Regelkreis (38) aufweist, mit den folgenden Schritten: - Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung durch das Mikrowellenmodul (20), wobei die erzeugte elektromagnetische Strahlung durch eine elektromagnetische Welle definiert ist, die eine Amplitude und eine Phase umfasst, - Aussenden der erzeugten elektromagnetischen Strahlung über den Mikrowellenausgang (26) des Mikrowellenmoduls (20), - Messen einer vorwärtslaufenden Welle der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung mittels einer zum Mikrowellenmodul (20) externen Messvorrichtung (60), und - Regeln der Amplitude und/oder der Phase der erzeugten elektromagnetischen Strahlung mittels einer zum Mikrowellenmodul (20) externen Steuer- und/oder Auswerteeinheit (62), die mit dem Regelkreis (38) signalübertragend verbunden ist, sodass die vom Mikrowellenmodul (20) erzeugte elektromagnetische Strahlung hinsichtlich Amplitude und Phase stabil ist.Method for calibrating a microwave module (20) for a microwave device (10), wherein the microwave module (20) has a microwave output (26) and a control loop (38), with the following steps: - Generating electromagnetic radiation by the microwave module (20), wherein the electromagnetic radiation generated is defined by an electromagnetic wave which comprises an amplitude and a phase, - Sending the generated electromagnetic radiation via the microwave output (26) of the microwave module (20), - measuring a forward wave of the emitted electromagnetic radiation by means of a measuring device (60) external to the microwave module (20), and - Regulation of the amplitude and / or the phase of the generated electromagnetic radiation by means of a control and / or evaluation unit (62) external to the microwave module (20), which is connected to the control loop (38) for signal transmission, so that the generated by the microwave module (20) electromagnetic radiation is stable in terms of amplitude and phase. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kalibrierstandard (66) während zumindest eines Kalibrierschritts angeschlossen wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a calibration standard (66) is connected during at least one calibration step. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Amplitudenwerte einer vorwärtslaufenden Welle und einer rückwärtslaufenden Welle der erzeugten elektromagnetischen Strahlung mittels eines internen Richtkopplers (36) des Mikrowellenmoduls (20) gemessen werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that amplitude values of a forward wave and a backward wave of the generated electromagnetic radiation are measured by means of an internal directional coupler (36) of the microwave module (20). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Amplitudenwerte benutzt werden, um Kalibrierungskoeffizienten für das Mikrowellenmodul (20) zu ermitteln, mittels derer parasitäre Effekte des Richtkopplers (36) des Mikrowellenmoduls (20) kompensiert werden.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the measured amplitude values are used to determine calibration coefficients for the microwave module (20), by means of which parasitic effects of the directional coupler (36) of the microwave module (20) are compensated. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungskoeffizienten in einen Speicher (48) hinterlegt werden.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the calibration coefficients are stored in a memory (48). Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Amplitudenwerte einem Regler (40) des Mikrowellenmoduls (20) zugeführt werden.Method according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the measured amplitude values are fed to a controller (40) of the microwave module (20). Kalibriersystem (58) zum Kalibrieren eines Mikrowellenmoduls (20) für eine Mikrowellenvorrichtung (10), wobei das Kalibriersystem (58) eine Messvorrichtung (60), eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit (62) sowie ein Mikrowellenmodul (20) für eine Mikrowellenvorrichtung (10) umfasst, wobei das Mikrowellenmodul (20) einen Mikrowellenausgang (26) sowie einen Regelkreis (38) aufweist, wobei die Messvorrichtung (60) dem Mikrowellenausgang (26) zugeordnet ist, wobei die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (62) mit der Messvorrichtung (60) und dem Mikrowellenmodul (20) verbunden ist, und wobei die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (62) eingerichtet ist, vom Mikrowellenmodul (20) erzeugte elektromagnetische Wellen hinsichtlich Amplitude und/oder Phase zu stabilisieren.Calibration system (58) for calibrating a microwave module (20) for a microwave device (10), the calibration system (58) having a measuring device (60), a control and / or evaluation unit (62) and a microwave module (20) for a microwave device ( 10) includes, wherein the microwave module (20) has a microwave output (26) and a control circuit (38), wherein the measuring device (60) is assigned to the microwave output (26), wherein the control and / or evaluation unit (62) is connected to the measuring device (60) and the microwave module (20), and wherein the control and / or evaluation unit (62) is set up to stabilize electromagnetic waves generated by the microwave module (20) with regard to amplitude and / or phase. Kalibriersystem (58) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (60) einen Messrichtkoppler (68) umfasst, der einen Messausgang (74) aufweist, insbesondere wobei der Messausgang (74) eingerichtet ist, vorwärtslaufende Wellen auszukoppeln.Calibration system (58) Claim 7 , characterized in that the measuring device (60) comprises a directional measuring coupler (68) which has a measuring output (74), in particular wherein the measuring output (74) is set up to couple forward waves. Kalibriersystem (58) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messausgang (74) mit einem Leistungssensor (76) zur Amplitudenmessung und/oder einem Phasensensor (78) zur Phasenmessung verbunden ist, insbesondere wobei der Leistungssensor (76) und/oder der Phasensensor (78) mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit (62) verbunden sind bzw. ist.Calibration system (58) Claim 8 , characterized in that the measurement output (74) is connected to a power sensor (76) for amplitude measurement and / or a phase sensor (78) for phase measurement, in particular wherein the power sensor (76) and / or the phase sensor (78) is connected to the control and / or evaluation unit (62) are or is connected. Mikrowellenmodul (20) für eine Mikrowellenvorrichtung (10), wobei das Mikrowellenmodul (20) einen Verstärker (34) sowie einen Mikrowellenausgang (26) umfasst, wobei das Mikrowellenmodul (20) einen dem Mikrowellenausgang (26) zugeordneten Richtkoppler (36) sowie einen Regelkreis (38) aufweist, der einen Regler (40) und eine Regelstrecke (42) umfasst, in der der Verstärker (34) vorgesehen ist, und wobei der Regler (40) eingerichtet ist, parasitäre Effekte des Richtkopplers (36) zu kompensieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellenmodul (20) ein kalibriertes Mikrowellenmodul (20) ist, das gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder mittels des Kalibriersystems (58) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 kalibriert worden ist.Microwave module (20) for a microwave device (10), the microwave module (20) comprising an amplifier (34) and a microwave output (26), the microwave module (20) having a directional coupler (36) assigned to the microwave output (26) and a control loop (38) comprising a controller (40) and a controlled system (42) in which the amplifier (34) is provided, and wherein the controller (40) is set up to compensate for parasitic effects of the directional coupler (36), thereby characterized in that the microwave module (20) is a calibrated microwave module (20) which, according to the method of one of the Claims 1 to 6th or by means of the calibration system (58) according to one of the Claims 7 to 9 has been calibrated. Mikrowellenmodul (20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher (48) vorgesehen ist, in dem Kalibrierungskoeffizienten hinterlegt sind, die die parasitären Effekte des Richtkopplers (36) kompensieren.Microwave module (20) Claim 10 , characterized in that a memory (48) is provided in which calibration coefficients are stored which compensate for the parasitic effects of the directional coupler (36). Mikrowellenvorrichtung (10) mit wenigstens einem Mikrowellenmodul (20) nach Anspruch 10 oder 11.Microwave device (10) with at least one microwave module (20) according to Claim 10 or 11 .
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