Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur radarbasierten Messung, ein System sowie eine Verwendung.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die radarbasierte Messung eines in einem Messbereich eines Messaufbaus anordenbaren oder angeordneten Messobjekts mit einem Radar-Sendesignal.

Bei dem Radar-Sendesignal handelt es sich besonders bevorzugt um ein FMCW- Radar-Sendesignal. Es kann sich alternativ oder zusätzlich um ein pulsbasiertes Radar-Sendesignal handeln. Es handelt es sich vorzugsweise um ein breitbandiges Radar-Sendesignal, beispielsweise mit einer Bandbreite, die mehr als 5 % oder 10 % der Mittenfrequenz beträgt. Das Radar-Sendesignal kann zwecks Messung in den Messbereich emittiert werden. Vorzugsweise weist das Radar-Sendesignal hingegen keine THz-Pulse auf.

Die DE 10 2017 125 740 B4 betrifft ein THz-Messgerät zum Messen mindestens einer Schichtdicke eines entlang einer Förderrichtung geförderten Prüflings. Hierbei erfolgt die Messung mit elektromagnetischen Wellen einer Frequenz, wie sie auch in Radar-Systemen zum Einsatz kommt und zur Charakterisierung eines Prüflings, der ein Messobjekt darstellt, in einer Messvorrichtung, die ein Messaufbau darstellt. Es handelt sich bei dem System jedoch nicht um ein radarbasiertes System, da die verwendeten Signale keine Radar-Signale sind, insbesondere keine FMCW- oder Puls- Radarsignale.

Die DE 10 2016 105 599 A1 betrifft ein THz-Messgerät und ein THz-Messverfahren, wobei durch Messung von reflektierter THz-Strahlung gezielt Fehlstellen des Prüfobjekts detektiert werden können. Auch hierbei handelt es sich nicht um ein radarbasiertes System, da die verwendeten Signale keine Radar-Signale sind, insbesondere keine FMCW- oder Puls-Radarsignale. Ferner findet keine Korrektur des Messergebnisses statt, um Anteile, die auf den Messaufbau und/oder unerhebliche Teile des Messbereichs bzw. Messobjekts und/oder Variationen über der Frequenz zurückzuführen sind, zu kompensieren und/oder um separiert frequenz- und/oder zeitaufgelöst zu analysieren. Bekannt sind im Stand der Technik also auf der einen Seite Messsysteme, die mit Radar-Signalen arbeiten, jedoch regelmäßig beschränkt sind auf die Auswertung reflektierter Signal-Anteile insbesondere zur Abstandsdetektion und/oder Bestimmung einer Relativgeschwindigkeit. Getrennt hiervon zu sehen sind solche Systeme, bei denen THz-Strahlung zur Materialcharakterisierung eingesetzt werden, wobei die THz-Strahlung regelmäßig nicht in Form von Radar-Signalen vorliegt.

Die DE 10 2019 008 595 A1 benutzt ein FMCW-Radar-Verfahren, um die Dicke und/oder Dielektrizitätskonstante eines Objekts zu bestimmen. Hierfür werden Chirp- Signale mittels eines Sender-Empfängers ausgesandt, die mittels eines Reflektors zweifach durch das Objekt transmittiert werden. Bei der Auswertung werden ausschließlich die transmittierten Signale verwendet. Bei der Auswertung kann zwar auch eine Phase berücksichtigt werden, hierbei handelt es sich allerdings um eine über den gesamten Frequenzbereich gebildete bzw. gemittelte Phase. Eine frequenzabhängige Phasenauswertung findet nicht statt. Ferner findet keine Korrektur des Messergebnisses statt, um Anteile, die auf den Messaufbau und/oder unerhebliche Teile des Messbereichs bzw. Messobjekts und/oder Variationen über der Frequenz zurückzuführen sind, zu kompensieren und/oder um separiert frequenz- und/oder zeitaufgelöst zu analysieren.

Die WO 2020/078866 A1 benutzt FMCW-Wellen, um Fehlstellen in der Isolation eines Kühlgeräts zu detektieren, wobei ein zweifach transmittiertes Signal ausgewertet wird. Reflektierte Strahlung wird lediglich benutzt, um den Abstand zwischen Messobjekt und Senderempfänger zu ermitteln, jedoch nicht für die Detektion der Fehlstellen. Ferner findet keine Korrektur des Messergebnisses statt, um Anteile, die auf den Messaufbau und/oder unerhebliche Teile des Messbereichs bzw. Messobjekts und/oder Variationen über der Frequenz zurückzuführen sind, zu kompensieren und/oder um separiert frequenz- und/oder zeitaufgelöst zu analysieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Messung sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens und eine Verwendung anzugeben, bei der die Messung eines in einem Messbereich eines Messaufbaus anordenbaren oder angeordneten Messobjekts mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung verbessert werden kann. Die Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , ein System gemäß Anspruch 14 oder eine Verwendung gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einem ersten, unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Radar-Sendesignal - vorzugsweise FMCW- oder pulsbasiertes Radar-Sendesignal - in einen Messbereich eines Messaufbaus emittiert, in dem ein Messobjekt anordenbar oder angeordnet ist.

Darüber hinaus erfolgt eine Detektion sowohl mindestens einer von dem Messobjekt reflektierten Komponente des Radar-Sendesignals als auch mindestens einer von dem Messobjekt transmittierten Komponente des Radar-Sendesignals unabhängig voneinander als Radarempfangssignale, aus denen ein Messergebnis gebildet wird oder ist, das die Radarempfangssignale repräsentiert.

Zunächst liegt ein wesentlicher Unterschied zu den bekannten Systemen darin, dass ein Radar-Signal verwendet wird.

Radar-Signale sind im Sinne der vorliegenden Erfindung ganz besonders bevorzugt sogenannte FMCW-Signale, also Signale, die eine oder mehrere Frequenzrampen aufweisen bzw. eine zumindest im Wesentlichen kontinuierliche oder lineare Frequenzänderung über der Zeit aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können Radar- Signale Pulse aufweisen, wie sie in Puls-Radar-Systemen Verwendung finden. In beiden Fällen sind die Radar-Signale grundsätzlich dazu geeignet, eine funkbasierte Erkennung, Abstands- und/oder (Relativ-) Geschwindigkeitsbestimmung zu ermöglichen.

Radar-Signale im Sinne der vorliegenden Erfindung sind weiter besonders bevorzugt Hochfrequenzsignale bzw. Signale mit Frequenzen größer als 50 GHz und/oder geringer als 1 THz.

Weiter sind Radar-Signale im Sinne der vorliegenden Erfindung ganz besonders bevorzugt breitbandige Signale, enthalten also insbesondere Frequenzanteile in einem Frequenzbereich, der bezogen auf eine Mittenfrequenz eine Bandbreite von mehr als 5 %, bevorzugt mehr als 10 %, insbesondere mehr als 15 %, der Mittenfrequenz aufweist. Insbesondere weist ein Radar-Signal im Sinne der vorliegenden Erfindung also eine oder mehrere Frequenzrampen auf, die, bezogen auf ihre Mittenfrequenz, die vorzugsweise über 50 GHz und/oder unter 1 THz liegt, Frequenzen überstreicht, die bezogen auf eine Mittenfrequenz eine Bandbreite von mehr als 5 %, 10 % oder 15 % ergeben.

Bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren bzw. System erfolgt die Messung vorzugsweise kohärent. Hierzu werden Sende- und Empfangssignale vorzugsweise mit zueinander kohärenten (insbesondere Lokaloszillator-stabilisierten) Signalen umgesetzt. Bei kohärenten Signalen handelt es sich um Signale, die dieselbe Frequenz sowie Phasen mit einer bekannten Phasenbeziehung zueinander - insbesondere dieselbe Phase - haben. Somit können (für ein Radar-Ziel) frequenz- und/oder zeitabhängig sowohl Amplituden als auch Phasenmesswerte detektiert werden. Das vorschlagsgemäße System ist hierzu vorzugsweise homodyn bzw. Sender und Empfänger werden homodyn betrieben. Anders als bei Ansätzen, die nur eine Amplitudeninformation ermitteln können, ist die in vorteilhafter Weise (ergänzende) Detektion der Phasenbeziehung bzw. Phasenmesswerte von besonderem Wert aufgrund einer erheblich verbesserten Messgenauigkeit hierdurch.

In der Radartechnik ist es üblich, lediglich reflektierte Anteile eines Radar-Sendesignals zu empfangen und auszuwerten. Dies gilt insbesondere bei sämtlichen klassischen Radar-Anwendungen wie im Automobil- oder Flugsicherungsbereich, jedoch auch im Bereich der industriellen Messtechnik. Die vorliegende Erfindung schlägt hier einen neuen Weg ein, indem sowohl reflektierte Anteile als auch transmittierte Anteile eines emittierten Radar-Sendesignals detektiert, also empfangen und in ein Messergebnis gewandelt werden.

Die voneinander unabhängig gemessenen Komponenten enthalten voneinander (linear) unabhängige Informationen. Dies kann die im Folgenden erläuterten besonders vorteilhaften Maßnahmen ermöglichen, insbesondere eine Korrektur des Messergebnisses, beispielsweise durch Elimination von Messobjekt-fremden Anteilen des Messergebnisses, und/oder die besonders genaue Bestimmung oder Modellbildung von Eigenschaften des Messobjekts, und/oder die Bestimmung einer Übertragungsfunktion und/oder eines oder mehrerer physikalischer Parameter des Messobjekts. Ein Messergebnis im Sinne der vorliegenden Erfindung repräsentiert die Radar- Empfangssignale, also die reflektierte und transmittierte Komponente des Radar- Sendesignals. Ein Messobjekt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Gegenstand und ganz besonders bevorzugt ein im Herstellungsprozess befindliches Produkt. Das Messobjekt ist vorzugsweise durch eine Positionier- oder Produktionsanlage positionierbar und/oder herstellbar. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Messobjekt um ein bevorzugt in einem kontinuierlichen Prozess herstellbares und/oder in der Herstellung befindliches Produkt, beispielsweise um einen Strang wie ein Rohr oder ein sonstiges Extrusions- und/oder Strangpressprodukt. Das Messobjekt kann jedoch auch ein bevorzugt mit einer industriellen Produktionsanlage herstellbares sonstiges Produkt sein, ein Halbzeug, ein Fluid, ein fluidisierbarer Feststoff (Staub), ein Liquid, eine Paste oder dergleichen.

Das Messergebnis kann die reflektierte und transmittierte Komponente des Radar- Sendesignals bzw. diese repräsentierende Parameter aufweisen oder hierdurch gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Messergebnis jedoch auch von diesen abgeleitet sein und die Radar-Empfangssignale unmittelbar oder mittelbar repräsentieren. Dies kann besonders bevorzugt dadurch erfolgen, dass auf Basis der Radar-Empfangssignale Zweitorparameter bzw. eine Matrix aufweisend die Zweitorparameter als Messergebnis gebildet wird oder ist.

Bei Zweitorparametern handelt es sich insbesondere um Streuparameter, Transmissionsparameter und/oder Kettenparameter. Die Zweitorparameter weisen vorzugsweise jedenfalls Informationen zur Wellenübertragung und/oder zur Wellenreflexion des Radar-Sendesignals dem Messobjekt bzw. im Messbereich auf.

Bevorzugt in diesem Zusammenhang sind Streuparameter (S-Parameter), Transmissionsparameter (Z-Parameter) und/oder Ketten para meter (ABCD-Parameter). Diese können als Elemente eines Vektors oder einer Matrix aufgefasst werden und/oder komplexe und/oder frequenzabhängige Werte sein oder aufweisen, also Parameter aufweisend Real- und Imaginärteil. Das Messergebnis kann also basierend auf den Zweitorparametern als Vektor oder Matrix dargestellt werden, insbesondere als Streumatrix, Transmissionsmatrix und/oder Kettenmatrix. Alternativ, zusätzlich oder im Anschluss an eine Darstellung des Messergebnisses mit Zweitorparametern kann auf Basis der Radar-Empfangssignale oder Zweitorparameter eine, bevorzugt komplexe, Übertragungsfunktion als Messergebnis ermittelt werden.

Die Radar-Empfangssignale und das entsprechende Messergebnis enthalten vorzugsweise (entsprechend der Charakteristik bzw. der Bandbreite des Radar-Sendesignals) Anteile unterschiedlicher Frequenzen und/oder einen zeitlichen Verlauf, der zu einem Frequenzverlauf korrespondieren, insbesondere proportional hierzu sein kann. Letzteres ist insbesondere bei FMCW-Radar-Sendesignalen aufgrund der enthaltenen Frequenzrampen der Fall. Hier ist also das Radar-Sendesignal ein über die Zeit frequenzveränderliches Signal und Entsprechendes gilt auch für die Radar- Empfangssignale und das diese repräsentierende Messergebnis, das besonders bevorzugt jedenfalls eine Frequenzabhängigkeit aufweist.

Eine Zeitabhängigkeit muss hingegen nicht zwingend unmittelbar durch das Messergebnis repräsentiert werden, wenn das Messergebnis frequenzabhängig ist, oder umgekehrt, die Frequenzabhängigkeit muss nicht zwingend unmittelbar repräsentiert werden, wenn eine Zeitabhängigkeit berücksichtigt ist, da die Frequenzabhängigkeit und die Zeitabhängigkeit in vielen Fällen und insbesondere bei FMCW- Signalen aufgrund der linearen Frequenzrampen einander entsprechen. Es ist also vorzugsweise ausreichend, wenn entweder eine Zeitabhängigkeit oder eine Frequenzabhängigkeit der Komponenten oder Radar-Empfangssignale in dem Messergebnis repräsentiert sind. Das Messergebnis weist jedoch bevorzugt zumindest entweder eine Zeit- oder eine Frequenzabhängigkeit auf.

Die reflektierte Komponente des Radar-Sendesignals ist vorzugsweise ein Anteil des Radar-Sendesignals, der von dem Messobjekt reflektiert wird. Für die transmittierte Komponente des Radar-Sendesignals bestehen unterschiedliche Möglichkeiten der Transmission.

Einerseits kann die transmittierte Komponente ein einmalig (vollständig) durch den Messbereich bzw. das Messobjekt transmittierter Anteil des Radar-Sendesignals sein, der also auf der der Radar-Emitteranordnung bzw. dessen Antenne abgewandten Seite des Messbereichs bzw. Messobjekts empfangen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die transmittierte Komponente eine doppelt-transmit- tierte Komponente sein, die dadurch erzeugt werden kann, dass auf der der Radar- Emitteranordnung oder deren Antenne abgewandten Seite des Messobjekts bzw. Messbereichs, die (vollständig) durch den Messbereich bzw. das Messobjekt transmittierte Komponente des Radar-Sendesignals mittels eines Reflektors reflektiert wird und das Messobjekt bzw. den Messbereich erneut passiert, um zu der Radar- Detektoranordnung bzw. deren Antenne zu gelangen.

Durch ein mit dem Radar-Sendesignal bestrahltes Messobjektwerden in aller sowohl Anteile des Radar-Sendesignals reflektiert als auch gleichzeitig transmittiert. Es ist vorgesehen, dass die reflektierten und transmittierten Komponente unabhängig voneinander, vorzugsweise räumlich oder zeitlich getrennt voneinander, detektiert werden bzw. in dem Messergebnis repräsentiert sind. Vorzugsweise schließt dies die Möglichkeit ein, dass die reflektierte und transmittierte Komponente in einer Kombination, jedoch (mathematisch) voneinander trennbar vorliegen.

Alternativ oder zusätzlich können mehrere Radarempfänger in unterschiedlichen Winkeln zu dem Messbereich bzw. Messobjekt angeordnet und/oder ausgerichtet sein. Dies kann insbesondere so vorgesehen sein, dass mit den unterschiedlichen Radarempfängern die reflektierte und transmittierte Komponente des Radar-Sendesignals gemessen oder extrahiertwerden können. Mehrere Radarempfänger können also im Bezug auf den Messbereich spiegelbildlich bzw. diametral gegenüberliegen, alternativ oder zusätzlich jedoch auch in einer davon abweichenden Weise auf den Messbereich gerichtet sein bzw. aus anderen, unterschiedlichen Richtungen reflektierte und/oder transmittierte Komponenten des Radar-Sendesignals erfassen.

Im Fall der Detektion der einfach-transmittierten Komponente ist diese zumindest im Wesentlichen unabhängig von der reflektierten Komponente. Für den Fall der Doppel-Transmission können vorzugsweise mit derselben Radar-Detektoranordnung, demselben Radarempfänger bzw. derselben Radar-Antenne zwei unterschiedliche Messungen mit unterschiedlichen Randbedingungen durchgeführt werden, also beispielsweise mit aktivem Reflektor für die Detektion der (doppelt) transmittierten Komponente und deaktiviertem Reflektor für die Detektion der reflektierten Komponente.

Bei der Detektion der doppelt transmittierten Komponente des Radar-Sendesignals gilt gegebenenfalls zu berücksichtigen, dass bei der Detektion zusätzlich die nach wie vor reflektierte Komponente des Radar-Sendesignals überlagert sein kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass auch eine doppelt-transmit- tierte Komponente mit einem überlagerten reflektierten Anteil des Radar-Sendesignals als transmittierte Komponente gilt. Denn es ist möglich, die Komponenten voneinander zu trennen, in dem eine, beispielsweise zuvor detektierte, reflektierte Komponente von der transmittierten Komponente mit überlagerter reflektierter Komponente subtrahiert wird oder die Zusammenhänge bei der Bestimmung des Messergebnisses Berücksichtigung finden.

Weiter kann die Radar-Detektoranordnung entweder zur Detektion der unterschiedlichen Komponenten an unterschiedlichen Positionen ausgebildet sein, beispielsweise durch unterschiedliche Antennen bzw. Empfänger, oder die Radar-Detek- toranordnung ist ergänzt durch einen Reflektor auf einer der Antennen der Radar- Detektoranordnung abgewandten Seite des Messbereichs, sodass die Radar-Detek- toranordnung als transmittierte Komponente des Radar-Sendesignals die doppelt- transmittierte Komponente detektieren kann, die also das Messobjekt oder den Messbereich in bevorzugt gegensätzliche Richtungen doppelt durchlaufen hat.

Vorzugsweise werden eine Reflexionsmessung zur Detektion der reflektierten Komponente und eine Transmissionsmessung zur Detektion der transmittierten Komponente durchgeführt.

Eine Reflexionsmessung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Detektion von an dem Messobjekt bzw. im Messbereich reflektierter Komponenten des Radar-Sendesignals. Die Reflexion erfolgt hier also an dem Messobjekt bzw. an Grenzflächen des Messobjekts. Es kann sich auch um Reflexionen an unterschiedlichen Orten handeln, die sich gegebenenfalls überlagern. Möglich ist in diesem Zusammenhang, dass die Reflexionsmessung Anteile des Radar-Sendesignals aufweist, die zunächst teilweise in das Messobjekt eingetreten sind, innerhalb des Messobjekts reflektiert worden sind und durch Rücktransmission ein Teil der reflektierten Komponente des Radar-Sendesignals bilden. Bevorzugt repräsentiert die reflektierte Komponente Rückschlüsse auf an unterschiedlichen Orten reflektierte Anteile durch ihre Frequenzbandbreite.

Eine Transmissionsmessung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zunächst die Detektion derjenigen Komponente des Radar-Sendesignals, die das Messobjekt mindestens einmalig vorzugsweise vollständig durchquert. Nicht auszuschließen sind hierbei überlagerte, mehrfach-reflektierte Anteile des Radar-Sendesignals. Ferner gilt vorzugsweise auch eine Detektion einer Doppel-Transmission, also der doppelten Durchquerung des Messobjekts mit dem Radar-Sendesignal in bevorzugt entgegengesetzte Richtungen als Transmissionsmessung.

Die Varianten (1 ) der Detektion der einfach vollständig den Messbereich bzw. das Messobjekt durchquerten Komponente (Einfach-Transmission) und (2) der Detektion der den Messbereich bzw. das Messobjekt mehrfach durchquerten Komponente (Doppel-Transmission), also die Varianten (1) mit zwei Radar-Empfängern auf unterschiedlichen Seiten des Messbereichs bzw. Messobjekts und (2) mit einem Reflektor sind unabhängig voneinander auch separat realisierbar und können einzelne Erfindungskomplexe darstellen. Hierbei kann die Variante (1 ) Vorteile durch eine verbesserte Unabhängigkeit der Komponenten und/oder die Variante (2) durch geringeren Aufwand bzw. Materialeinsatz haben.

Die Varianten können auch kombiniert werden, sodass sowohl die einfach- als auch die doppelt transmittierte Komponente detektiert bzw. detektierbar und/oder vom Messergebnis repräsentiert werden/sind.

Die Komponenten weisen vorzugsweise jeweils zumindest Informationen zu Betrag und Phase auf.

Ein Messaufbau im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgebildet, das Radar-Sendesignal in den Messbereich zu emittieren und sowohl reflektierte als auch transmittierte Komponenten des Radar-Sendesignals (getrennt voneinander) zu de- tektieren. Entsprechend weist der Messaufbau zumindest eine Radar-Emitteranordnung zur Erzeugung und Abstrahlung des Radar-Sendesignals in den Messbereich und mindestens eine Radar-Detektoranordnung auf, die zum Empfang sowohl mindestens einer vom Messobjekt oder im Messbereich reflektierten Komponente als auch mindestens einer mindestens einmal durch das Messobjekt und/oder durch den Messbereich (vollständig) transmittierten Komponente des Radar-Sendesignals ausgebildet ist.

Ein Messbereich im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Bereich, in den das Radar-Sendesignal emittiert wird oder emittierbar ist und in dem das Messobjekt angeordnet oder anordenbar, vorzugsweise bewegbar oder bewegt ist. Der Messbereich erstreckt sich vorzugweise zwischen einer Antennengrenzfläche der Radar- Emitteranordnung und entweder einer Antennengrenzfläche der Radar-Detektoran- ordnung oder dem Reflektor im Fall der Doppeltransmission.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird das Messergebnis korrigiert, wodurch ein korrigiertes Messergebnis ermittelt wird, indem Anteile des Messergebnisses kompensiert werden, die auf den Messaufbau ohne den Messbereich zurückzuführen sind.

Dadurch, dass das Messergebnis sowohl vom Messobjekt reflektierte als auch durch das Messobjekt transmittierte Komponenten repräsentiert, hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass die Unabhängigkeit dieser Komponenten auch bei Radarsignalen eine Kompensation der Anteile des Messergebnisses erlaubt, die auf den Messaufbau zurückzuführen sind.

Zur Korrektur des Messergebnisses, insbesondere also zur Kompensation der Anteile des Messergebnisses, die auf den Messaufbau ohne den Messbereich bzw. das Messobjekt zurückzuführen sind, wird besonders bevorzugt eine Kalibriergröße verwendet. Das Messergebnis wird hierbei mit der Kalibriergröße verarbeitet, um die Anteile des Messergebnisses, die durch den Messaufbau außerhalb des Messbereichs hervorgerufen werden (zumindest teilweise) zu kompensieren. Dies kann insbesondere durch eine mathematische Operation erfolgen. Hierzu kann die Kalibriergröße ein Vektor oder eine Matrix sein oder aufweisen, die, mit dem Messergebnis verrechnet, insbesondere multipliziert, zu dem korrigierten Messergebnis führt.

Eine Kalibriergröße im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein den Messaufbau ohne den Messbereich bzw. das Messobjekt repräsentierendes Messergebnis. Die Kalibriergröße kann entsprechend, wie auch das Messergebnis, insbesondere in Form einer (komplexen) Übertragungsfunktion und/oder Zweitorparametern vorliegen. Bei einer Kalibriergröße in Form von Zweitorparametern ist es möglich, die Kalibriergröße als sogenanntes Fehlerzweitor aufzufassen und durch entsprechende vektor- bzw. matrixbasierte Rechenoperationen das Messergebnis um die Kalibriergröße bzw. das Fehlerzweitor zu bereinigen, was letztendlich zur Kompensation der Anteile des Messergebnisses führen kann, die durch den Messaufbau außerhalb des Messbereichs bzw. außerhalb des Messobjekts hervorgerufen sind. Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist die Darstellung des Messergebnisses als Matrix von Zweitorparametern, da hierfür etablierte mathematische Methoden bekannt sind, durch eine mathematische Operation die Kompensation zu bewirken bzw. zu berechnen. Insbesondere wird sowohl das Messergebnis als auch die Kalibriergröße hierbei durch eine Matrix von Zweitorparametern dargestellt, sodass die Korrektur mit einer Berechnung auf Basis der Matrizen erfolgen kann. Ganz besonders bevorzugt weist die Kalibriergröße Parameter auf, die mindestens ein Fehlerzweitor beschreiben, das das Verhalten des Messaufbaus repräsentiert.

Die auf den Messaufbau zurückzuführenden Anteile der Radar-Empfangssignale bzw. des Messergebnisses sind vorzugsweise sendeseitig Anteile, die auf die Radar- Emitteranordnung aufweisend eine Radar-Antenne, eine Zuleitung zu der Radar-Antenne und einen Radar-Signalgenerator, und/oder empfangsseitig Anteile, die auf eine Radar-Detektoranordnung aufweisend eine Antenne, eine Zuleitung und einen Radar-Empfänger sowie gegebenenfalls ein dort enthaltenes Filter zurückzuführen sind.

Bezüglich der Zweitorparameter können hierzu Streuparametern und Transmissionsparametern bzw. Streumatrizen und Transmissionsmatrizen und/oder sogenannte Kettenmatrix-Parameter bzw. Kettenmatrizen oder ABCD-Parameter bzw. ABCD-Matrizen verwendet werden.

Somit ist bevorzugt, dass als Kalibriergröße mindestens ein Fehlerzweitor repräsentierender Parametersatz bestimmt wird oder ist, der die Einflüsse des Messaufbaus ohne den Messbereich oder das Messobjekt repräsentiert. Das/die Fehlerzweitor(e) kann/können wiederum durch Zweitorparameter, beispielsweise in Matrixschreib- weise, repräsentiert werden. Senderseitige Anteile und empfangsseitige Anteile können jeweils als Fehlerzweitor aufgefasst und bedarfsweise durch entsprechende Parameter bzw. Matrizen ausgedrückt werden.

Eine Kalibrier-Messung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Messung, die der Bestimmung der Kalibriergröße dient. Entsprechend handelt es sich um Messungen, die Rückschlüsse auf Eigenschaften bzw. das Verhalten des Messaufbaus ermöglichen, sodass im Anschluss die Anteile des Messergebnisses, die auf dem Messaufbau außerhalb des Messbereichs zurückzuführen sind, mit der Kalibrier- große kompensierbar sind. Insbesondere können die Kalibrier-Messungen dazu dienen, eine Übertragungsfunktion oder Zweitorparameter zu bestimmen, die wiederum das Verhalten des Messaufbaus ohne den Messbereich beschreiben.

Die Kalibriergröße kann dadurch bestimmt sein oder werden, dass mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, Kalibriermessungen mit dem Messaufbau bei unterschiedlichen, jeweils bekannten Eigenschaften des Messbereichs durchgeführt werden. Daraufhin kann die Kalibriergröße mit den hierbei ermittelten Messergebnissen auf Basis der bekannten Eigenschaften bestimmt werden oder hierdurch bestimmt sein.

Als besonders vorteilhaft und reproduzierbar sowie genau haben sich Kalibriermessungen erwiesen, die jedenfalls eine Reflexionsmessung aufweisen, bei der das Messergebnis bei im Messbereich angeordnetem, reflektierendem Messobjekt bekannter Eigenschaften als erstes Referenz-Messobjekt bestimmt wird. Ferner ist vorzugsweise die Position des Messobjekts bzw. der Reflexion bekannt. Bei dem ersten Referenz-Messobjekt zur Reflexionsmessung handelt es sich vorzugsweise um ein Messobjekt, das das Radar-Sendesignal zumindest im Wesentlichen vollständig reflektiert.

Alternativ oder zusätzlich weisen die Kalibrier-Messungen vorzugsweise eine T rans- missionsmessung auf, bei der das Messergebnis bei leerem Messbereich oder bei im Messbereich angeordneten, vom ersten Referenz-Messobjekt abweichendem und/oder für das Radar-Sendesignal durchlässigem zweiten Referenz-Messobjekt bestimmt wird.

Die Kalibriergröße kann durch ein Kalibrierverfahren ermittelt werden. Ein bevorzugtes Beispiel sind referenzmessungsbasierte Kalibrierverfahren wie SOLT- (Short-O- pen-Load-Through-) und/oder TRL- (Thru-Reflect-Line-) Kalibrierverfahren.

Auf Basis der Kalibriergröße kann ein sogenanntes De-Embedding erfolgen, also das Entfernen der durch den Messaufbau verursachten Einflüsse.

Hinsichtlich der anwendbaren Mathematik wird auf B. SCHIEK, „Grundlagen der Hochfrequenz-Messtechnik“, Springer-Verlag, 1999, Kapitel 4 verwiesen, wobei die im Zusammenhang mit Systemfehlerkorrekturen in anderem Kontext beschriebene zugrundeliegende Mathematik verwendet werden kann, um die Kompensation von Teilen des Messergebnisses, die auf den Messaufbau ohne den Messbereich zurückzuführen sind, durchzuführen.

Hierbei kann der Messbereich bzw. das Messobjekt als Zweitor aufgefasst werden, dessen Eigenschaften zu bestimmen sind, und der Messaufbau ohne Messbereich bzw. Messobjekt kann durch Fehler-Zweitore beschrieben werden. Auf Basis kaska- dierter Zweitore, insbesondere unter Verwendung von Parametern in der für lineare Zweitore üblichen Matrizenschreibweise, beispielsweise unter Verwendung von Streuparametern, Transferparametern oder Kettenparametern u. dgl., kann/können mittels der Kalibriermessungen ein, zwei oder mehrere Fehler-Zweitor(e) als Kalibriergröße bestimmt werden und auf dieser Basis können dann die Zweitor-Parameter des Messobjekts bzw. Messaufbaus als korrigiertes Messergebnis berechnet werden.

Ergänzend wird Bezug genommen auf Uwe Siart, „Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren“, Version 1.60, 22.11.2016, http://www.siart.de/lehre/nwa.pdf. Die hier ebenfalls in anderem Zusammenhang offenbarten Kalibrierverfahren können zur Bestimmung der Korrekturgröße angewandt werden. Die in der Literatur zur Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren beschriebene Mathematik lässt sich mit notwendigen Anpassungen zur Ermittlung des korrigierten Messergebnisses verwenden, wobei der Messaufbau ohne den Messbereich bzw. das Messobjekt als Fehlerzweitor beschrieben werden kann, dass die Kalibriergröße darstellt.

Das Fehlerzweitor kann durch Zweitorparameter wie Streuparameter, Transmissionsparameter oder Kettenparameter, vorzugsweise durch eine entsprechende Streumatrix, Transmissionsmatrix oder Kettenmatrix beschrieben werden und mit der aus den vorgenannten Quellen bekannten Mathematik bestimmt werden. Anstatt jedoch, wie bei den Netzwerkanalysatoren, Kalibriermessungen mit elektronischen Kalibrierstandards vorzunehmen, werden Kalibriermessungen für die vorliegende Erfindung vorzugsweise mit geeigneten Referenz-Messobjekten durchgeführt.

So kann für eine Reflexionsmessung ein Radar-Sendesignale reflektierendes Objekt im Messbereich angeordnet werden, insbesondere eine Metallplatte oder dergleichen Alternativ oder zusätzlich kann für die Transmissionsmessung ein insbesondere dielektrischer, für das Radar-Sendesignal durchlässiger Gegenstand als Mess- Objekt im Messbereich angeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Messung durchgeführt werden, bei der Reflexionen des Radar-Sendesignals unterbunden werden, beispielsweise durch Einsetzen eines Absorbers im Messbereich.

Es sind jedoch auch andere Kalibriermessungen alternativ oder zusätzlich möglich, beispielsweise durch Reflexionen an unterschiedlichen, bekannten Positionen im Messbereich und/oder Messungen von Transmissionen unterschiedlicher Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Laufzeit, beispielsweise unter Verwendung unterschiedlich dicker, dielektrischer und für das Radar-Sendesignal durchlässiger Gegenstände.

Insbesondere können eine oder mehrere der folgenden Kalibrier-Messungen der Bestimmung der Kalibriergröße zugrunde gelegt werden:

• Eine Reflexionsmessung als Kalibrier-Messung wird vorzugsweise durch ein Referenz-Messobjekt erzeugt, das zumindest im Wesentlichen vollständig reflektiert und entsprechend nicht transmittiert, bevorzugt also ein Spiegel.

• Reflexionsmessungen können als Short- oder Open-Messungen betrachtet werden, insbesondere je nach Position der Reflexionsebene.

• Eine Transmissionsmessung, Through-Messung oder Line-Messung als Kalibriermessung kann mit leerem Messbereich erfolgen oder, im Zusammenhang mit einer Doppel-Transmissionsmessung, mit einem Spiegel an anderer Position als bei der Reflexionsmessung, bevorzugt außerhalb des Messbereichs und/oder mit dem Reflektor am Ende des Messbereichs.

• Eine Open-Messung als Kalibriermessung kann mit einem Absorbermaterial als Messobjekt oder durch Ausleiten des Radar-Sendesignals aus dem Messbereich erreicht werden, sodass keine Komponente des Radar-Sendesignals detektiert wird.

• Eine Load-Messung als Kalibriermessung kann durch ein Messobjekt bekannter Reflexions- und Transmissions-Eigenschaften im Messbereich erfolgen.

• Eine Line-Messung als Kalibriermessung kann durch ein für das Radar-Sendesignal durchlässiges Messobjekt erreicht werden, das eine Verzögerung erzeugt, insbesondere durch eine von Luft abweichende Ausbreitungsgeschwindigkeit des Radar-Sendesignals.

• Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere weitere Kalibrier-Messungen dadurch erfolgen, dass Messobjekte mit bekannten Eigenschaften an gegebenenfalls unterschiedlichen, bekannten Orten in dem Messbereich angeordnet werden. Im Vergleich hierzu kann die beschriebene Reflexionsmessung auch als Voll-Reflexionsmessung und die Transmissionsmessung als Voll-Transmissions- messung bezeichnet werden.

Besonders bevorzugt wird auf Basis der Radar-Empfangssignale bzw. mit dem mit der Kalibriergröße korrigierten Messergebnisses eine Übertragungsfunktion des Messobjekts bestimmt, vorzugsweise berechnet. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um eine komplexe Übertragungsfunktion, die neben Betragsinformationen auch Phaseninformationen und/oder Polarisationsübertragungsinformationen enthält. Das (korrigierte) Messergebnis kann durch die (komplexe) Übertragungsfunktion gebildet sein oder werden.

Die Ermittlung der Übertragungsfunktion auf Basis des Messergebnisses bzw. als Messergebnis hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. So beschreibt die Übertragungsfunktion und ganz besonders die komplexe Übertragungsfunktion die Eigenschaften des Messobjekts in einer Weise, die unmittelbar oder mittelbar besonders gut geeignet ist, weitergehend analysiert, korrigiert und/oder als Modell oder zur Modellbildung verwendet zu werden.

Die Übertragungsfunktion bzw. Zweitorparameter korrespondieren vorzugsweise zu den Radar-Empfangssignalen und stellen im Sinne der vorliegenden Erfindung eine besondere Form der Darstellung bzw. Repräsentation des Messergebnisses dar.

Auch die Kalibriergröße kann eine Übertragungsfunktion sein. Dies ermöglicht es, die zum Messergebnis korrespondierende Übertragungsfunktion bzw. Zweitorparameter mittels der die Kalibriergröße repräsentierenden Übertragungsfunktion bzw. Zweitorparameter zu korrigieren und hierdurch das korrigierte Messergebnis als korrigierte Übertragungsfunktion oder Zweitorpara meter zu erhalten. Hierzu können die (komplexe) Übertragungsfunktion bzw. Zweitorparameter des Messergebnisses und die (komplexe) Übertragungsfunktion, die die Kalibriergröße repräsentiert/repräsentieren, verrechnet werden.

Dies ermöglicht es, durch den Messaufbau hervorgerufene Teile der Übertragungsfunktion des gesamten Messaufbaus zu eliminieren und somit die Übertragungsfunktion des Messbereichs bzw. des hierin angeordneten Messobjekts zu selektieren.

Die Korrektur des Messergebnisses kann alternativ oder zusätzlich dadurch erfolgen, dass die Gesamt-Übertragungsfunktion des Messaufbaus einschließlich des Messbereichs und gegebenenfalls des Messobjekts aus dem Messergebnis bestimmt wird und mittels Kalibriermessungen die Übertragungsfunktion des Messaufbaus ohne Messobjekt bzw. Messbereich bestimmt und herausgerechnet wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, der unabhängig von der Kompensation von Anteilen des Messergebnisses realisiert werden kann, die auf den Messaufbau ohne den Messbereich bzw. das Messobjekt zurückzuführen sind, jedoch in vorteilhafterweise hiermit kombiniert werden kann, betrifft die T ransformation des Messergebnisses oder korrigierten Messergebnisses und anschließendes Unterdrücken von Teilen des Transformationsergebnisses, also des transformierten de- tektierten oder korrigierten Messergebnisses. Hierdurch kann ein Ausschnitt des transformierten Messergebnisses selektiert werden bzw. angrenzende Abschnitte unterdrückt werden, um das Messergebnis zu korrigieren. Mit anderen Worten kann ein aus einem Abschnitt des Messbereichs stammender Teil des Messergebnisses eliminiert bzw. selektiert werden. Hierzu kann das Transformationsergebnis gefiltert werden.

Insbesondere wird ein zeitlicher oder Frequenz- Verlauf des Messergebnisses in einen räumlichen Verlauf transformiert und von dem räumlichen Verlauf wird ein Bereich selektiert, indem benachbarte räumliche Bereiche unterdrückt werden. So ist es möglich, das Messergebnis auf einen räumlichen Abschnitt zu beschränken, der das Messobjekt oder einen für die Messung relevanten Teil des Messobjekts enthält. Anteile des Messergebnisses, die für die Messung unerhebliche Teile des Messbereichs bzw. Messobjekts zurückzuführen sind, können auf diese Weise ausgeblendet werden. Bei einer synergistischen Kombination unterschiedlicher Aspekte der vorliegenden Erfindung kann das Messergebnis sowohl mit der Kalibriergröße verarbeitet werden, um Anteile des Messergebnisses auszublenden, die auf den Messaufbau ohne den Messbereich zurückzuführen sind, als auch, bevorzugt anschließend, transformiert werden, wobei durch Ausblenden von Bereichen des Transformationsergebnisses Anteile des Messergebnisses, insbesondere von Anteile des Messergebnisses, die auf Teile oder Abschnitte des Messobjekts zurückzuführen sind, die das Messergebnis letztendlich doch nicht beeinflussen sollen, unterdrückt werden.

So ist es möglich, bei einer Produktionsanlage, beispielsweise für Stränge bzw. Profile wie Rohre, das Messergebnis zu korrigieren und beispielsweise auf eine zu überwachende Schicht, Wand oder dergleichen zu fokussieren, dadurch, dass Messergebnis-Anteile des Messaufbaus und von Teilen des Produkts, also beispielsweise des Rohrs, ausgeblendet werden.

Optional kann das Transformationsergebnis (transformierte Messergebnis) nach Anwendung eines Filters, wie eines Selektionsfilters bzw. Unterdrücken von Teilen rücktransformiert werden. Insbesondere kann ein räumlicher Verlauf durch Rücktransformation in einen zeitlichen oder frequenzabhängigen Verlauf des Messergebnisses gewandelt werden, der dann aufgrund der Unterdrückung von unerwünschten Anteilen ein korrigiertes Messergebnis darstellt.

Mit anderen Worten wird vorzugsweise der zeitliche Verlauf oder Frequenz-Verlauf des Messergebnisses in einen räumlichen Verlauf transformiert, von dem räumlichen Verlauf wird ein Bereich selektiert, indem benachbarte räumliche Bereiche unterdrückt werden, und anschließend wird der selektierte Bereich wieder in einen zeitlichen oder frequenzabhängigen Verlauf des Messergebnisses rücktransformiert (Time-Gating).

Somit kann vorzugsweise der Phasen- und Amplitudenverlauf des Messergebnisses, beschränkt auf den räumlichen Abschnitt, der das Messobjekt oder einen für die Messung relevanten Teil des Messobjekts enthält, erhalten werden. Mit anderen Worten kann vorzugsweise eine frequenz- und/oder zeitabhängige Analyse bzw. Auswertung des in diesem räumlichen Abschnitt reflektierten und/oder transmittier- ten Signals erfolgen. Dies ist besonders vorteilhaft, beispielsweise kann hierdurch eine Kompensation der frequenzabhängigen Eigenschaften der Antenne erfolgen, frequenzabhängige (Laufzeit-)Änderungen (z. B. frequenzabhängige Verläufe der Permittivität von Materialien) können beurteilt werden bzw. in die Messung mit einfließen, etc.

Das Berücksichtigen der frequenzabhängigen Phase, was insbesondere durch die Kalibrierung und/oder das Time Gating ermöglicht wird, erlaubt vorzugsweise eine deutlich präzisere Auswertung und die Kompensation frequenzspezifischer Fehler und Artefakte. Zudem kann auch auf schnelle Änderungen, insbesondere während eines Pulses bzw. einer Frequenzrampe, z. B. spontane Bewegungen die schneller sind als die Dauer eines Pulses bzw. einer Frequenzrampe, zurückgeschlossen werden.

Wenn zusätzlich die Korrektur durch Kompensation von Anteilen mittels der Kalibriergröße erfolgt, ist das Messergebnis also im Anschluss doppelt korrigiert, wobei sich die Korrekturverfahren synergistisch dadurch ergänzen, dass sie in unterschiedlichen räumlichen Bereichen, nämlich dem des Messaufbaus bzw. des Messbereichs wirken oder besonders effektiv sind.

Aus dem (gemessenen oder korrigierten) Messergebnis oder der hieraus bestimmenden Übertragungsfunktion bzw. den hieraus bestimmten Zweitorparametern wird vorzugsweise ein physikalischer Parameter des Messobjekts bestimmt. Insbesondere handelt es sich bei dem physikalischen Parameter um eine Abmessung des Messobjekts und/oder einen Materialparameter eines das Messobjekt zumindest teilweise bildenden Materials.

Mit anderen Worten wird vorzugsweise ein De-Embedding durchgeführt. Beim De- Embedding werden Daten in Form des Messergebnisses, die im Messaufbau gemessen wurden, von den Auswirkungen des Messaufbaus befreit, insbesondere so dass die Daten mit Hilfe von (Vektor-) Messungen bekannter Standards auf nützlichere Bezugsebenen bezogen werden können. Zum Beispiel kann eine Messung so de-embeddet werden, dass die Bezugsebenen Grenzflächen der Radar-Antennen, des Messbereichs oder des Messobjekts sind; diese Daten können zur Erstellung eines Modells der Messobjekts bzw. Messbereichs verwendet werden.

Alternativ oder zusätzlich wird ein Time-Gating durchgeführt. Time gating isoliert einen Teil eines Zeitdatensatzes (Messergebnis im Zeitbereich bzw. räumlichen Ver- lauf) für die weitere Betrachtung und Analyse. Time Gating wird insbesondere verwendet, um nichtstationäre Signale oder Teile stationärer Signale zu analysieren, z. B. Burst-Signale.

Bevorzugt werden De-Embedding und Time-Gating kombiniert. Besonders bevorzugt erfolgt nach dem De-Embedding das Time-Gating.

Ein physikalischer Parameter im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine physikalische Eigenschaft des Messobjekts. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Abmessung und/oder um einen Materialparameter. Beispielsweise kann der physikalische Parameter eine Schichtdicke und/oder eine Stoffeigenschaft wie eine (komplexe) Permittivität, Materialdichte, Mischungsverhältnis, Absorptionsverhalten, Polarisationsverhalten, Rauigkeit und/oder dergleichen sein oder aufweisen.

Der physikalische Parameter kann dadurch bestimmt werden, dass ein Abgleich mit einem vorbekannten Referenz-Messergebnis erfolgt, dass ein Abgleich mit einer vorbekannten Referenz-Übertragungsfunktion erfolgt und/oder dass durch eine Verarbeitung auf Basis einer Korrelation, einer künstlichen Intelligenz, eines Machine- Learning basierten Verfahrens und/oder eines Regressionsverfahrens, besonders bevorzugt eines neuronalen Netzes, der physikalische Parameter zugeordnet wird. Hierzu kann eine Abhängigkeit des physikalischen Parameters vom Messergebnis bzw. der Übertragungsfunktion im Vorfeld ermittelt werden oder ermittelt worden sein und dieser Zusammenhang kann als Basis für den Abgleich oder die Zuordnung verwendet werden, um auf Basis des Messergebnisses den physikalischen Parameter abzuleiten.

Eine Verarbeitung auf Basis einer Korrelation kann einerseits eine Korrelation im mathematischen Sinne sein, alternativ oder zusätzlich jedoch auch eine sonstige Zuordnung unter Berücksichtigung bzw. unter Verwendung der Eigenschaft, dass eine Korrelation vorliegt. So ist es beispielsweise möglich, aus dem Messergebnis, insbesondere der Übertragungsfunktion und/oder den Zweitorparametern, eines Messobjekts, bevorzugt unter Berücksichtigung von Erkenntnissen über Reflexions- und/oder Transmissionseigenschaften des Materials, aus dem das Messobjekt gebildet ist, Rückschlüsse auf die (komplexe) Permittivität bzw. Schichtdicken oder Abmessungen zu ziehen. Das (insbesondere korrigierte) Messergebnis oder die hieraus abgeleitete Übertragungsfunktion bzw. der hiermit bestimmte physikalische Parameter kann zur Steuerung einer Positionier- und/oder Produktionsanlage verwendet werden. Insbesondere kann mit dem zuvor korrigierten Messergebnis oder der hiermit ermittelten Übertragungsfunktion bzw. dem ermittelten physikalischen Parameter eine Steuergröße zum Steuern der Positionier- und/oder Produktionsanlage für das Messobjekt ermittelt werden.

Die Positionier- und/oder Produktionsanlage ist vorzugsweise zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellung eines bevorzugt strangförmigen Produkts ausgebildet. Das Produkt kann sich in dem Messbereich befinden und entsprechend als Messobjekt fungieren. Ganz besonders bevorzugt bewegt sich das Produkt in dem Messbereich und wird im Sinne einer Inline-Messung bevorzugt kontinuierlich überwacht. Überwacht wird insbesondere letztendlich unmittelbar oder mittelbar der physikalische Parameter des Produkts. Bei Abweichung des physikalischen Parameters von einer Vorgabe kann die Steuergröße automatisch angepasst werden. Die Positionier- und/oder Produktionsanlage wird dann vorzugsweise auf Basis der Steuergröße gesteuert oder geregelt.

Das bevorzugt strangförmige Produkt kann den Messbereich kontinuierlich durchlaufen. Hierbei kann der physikalische Parameter oder die hierzu korrespondierende Übertragungsfunktion bzw. das hierzu korrespondierende Messergebnis für unterschiedliche Positionen des Produkts bestimmt werden und die Steuergröße kann derart nachgeführt werden, dass der physikalische Parameter, die Übertragungsfunktion und/oder das Messergebnis konstant gehalten, nachgeregelt oder auf einen Sollwert geregelt wird/werden.

Von dem sich in dem Messbereich befindlichen Messobjekt, insbesondere also Produkt, kann ein virtuelles Modell gebildet sein oder werden, vorzugsweise auf Basis des physikalischen Parameters, eines prognostizierten, insbesondere extrapolierten, physikalischen Parameters, des aktuellen, und/oder eines vorherigen physikalischen Parameters. Die Verwendung eines virtuellen Modells für das Messobjekt ermöglicht eine besonders genaue und effiziente Steuerung bzw. Regelung, insbesondere der Positionier- und/oder Produktionsanlage.

Vorzugsweise wird das virtuelle Modell, insbesondere als digitaler Zwilling" der physikalischen Eigenschaften der modelliert wird und der Zustand des beispielsweise in einem Datenspeicher vorgehaltenen Modells anhand des Messergebnisses aktualisiert.

Über eine Kenngröße für die (Güte der) Übereinstimmung bzw. Korrelation zwischen Messergebnis und Referenz kann der physikalische Parameter abgeleitet und/oder identifiziert werden und/oder die Kenngröße für die Güte der (Güte der) Übereinstimmung bzw. Korrelation des „digitaler Zwilling“ Modells und der Realität bestimmt werden.

Eine Regelung der Positionier- und/oder Produktionsanlage erfolgt vorzugsweise durch einen Zielwertvergleich des Messergebnisses, der daraus bestimmten Übertragungsfunktion, des aus dem Messergebnis oder der Übertragungsfunktion bestimmten Parameters und/oder auf Basis des virtuellen Modells.

Die Positionier- und/oder Produktionsanlage wird auf dieser Basis bzw. auf Basis der dadurch ermittelten Steuergröße vorzugsweise so gesteuert bzw. geregelt, dass sich eine vorgegebene bzw. vorgebbare physikalische Eigenschaft des Messobjekts bzw. Produkts einstellt.

Wenn es sich bei dem Produkt um ein zumindest im Wesentlichen kontinuierlich hergestelltes Teil, insbesondere einen Strang oder dergleichen handelt, kann das Messergebnis an unterschiedlichen Orten des Messobjekts oder zu unterschiedlichen Zeiten, vorzugsweise kontinuierlich über unterschiedliche Orte und/oder Zeiten ermittelt werden. Insbesondere handelt es sich also um eine Inline-Messung des Messergebnisses mit optionaler Auswertung durch Korrektur, Ermittlung der Übertragungsfunktion und/oder des physikalischen Parameters während eines laufenden Herstellungsprozesses.

Hierbei erfolgt die Messung, also Detektion der Komponenten, vorzugsweise an unterschiedlichen Positionen des sich in dem Messbereich bewegenden, das Messobjekt bildenden Produkts. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das Produkt sich relativ zu dem Messaufbau bewegt. Der Messaufbau kann also Teil der Positionier- und/oder Produktionsanlage sein und die (Relativ-)Bewegung kann durch einen kontinuierlichen Herstellungsprozess für einen Strang, insbesondere durch ein Strangpress- oder Extrusionsverfahren oder dergleichen, erreicht werden oder bedingt sein. Ein weiterer, auch unabhängiger realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System, das zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das System weist hierzu eine Radar-Emitteranordnung zur Emission des Radar-Sendesignals in den Messbereich des Messaufbaus auf, in dem das Messobjekt angeordnet oder bewegbar ist. Ferner weist das System eine Radar-Detek- toranordnung zur Detektion sowohl der von dem Messobjekt transmittierten als auch der von dem Messobjekt reflektierten Komponenten des Radar-Sendesignals auf, die das Messergebnis bilden.

Das System weist vorzugsweise weiter eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung des korrigierten Messergebnisses auf, indem die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, Anteile des detektierten Messergebnisses, die auf den Messaufbau ohne den Messbereich bzw. das Messobjekt zurückzuführen sind, zu kompensieren. Alternativ oder zusätzlich ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, durch Transformation eines zeitlichen Verlaufs des detektierten oder korrigierten Messergebnisses und Ausblenden von Teilen des transformierten detektierten oder korrigierten Messergebnisses das Messergebnis zu korrigieren.

Ein weiterer, auch unabhängiger realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines - vorzugsweise FMCW- oder pulsbasierten - Radar- Sendesignals zur Bestimmung einer bevorzugt komplexen Übertragungsfunktion aufweisend sowohl Betragsinformationen als auch Phaseninformationen und/oder Polarisationsinformationen eines Messobjekts. Hierbei ist es bevorzugt, dass auf Basis der Übertragungsfunktion auf eine physikalische Eigenschaft des Messobjekts zurückgeschlossen und/oder eine Produktionsanlage gesteuert wird.

Weitergehende Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein vorschlagsgemäßes System;

Fig. 2A eine vereinfachte schematische Darstellung einer Reflexionsmessung; Fig. 2B eine vereinfachte schematische Darstellung einer Einfach-Transmissionsmessung;

Fig. 2C eine vereinfachte schematische Darstellung einer Doppel-Transmissionsmessung;

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die normierte Amplitude über der Zeit und dazu korrespondierenden Frequenz einer reflektierenden oder transmittie- renden Komponente des Radar-Sendesignals dargestellt;

Fig. 4 das transformierte Signal aus Fig. 5 in einem Diagramm, in dem die Amplitude über der Distanz aufgetragen ist;

Fig. 5 ein Diagramm, in dem Betrag und Phase einer Übertragungsfunktion über die Frequenz aufgetragen sind; und

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild eines eine vorschlagsgemäße Radar-Emitteranordnung und eine vorschlagsgemäße Radar-Detektoran- ordnung aufweisenden Radar-Transceivers.

Im Folgenden werden dieselben Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, wobei dieselben oder ähnliche Eigenschaften und Vorteile erreicht werden können, auch wenn von einer Wiederholung zur Vermeidung von Redundanz abgesehen wird. Ferner können die eingangs beschriebenen Aspekte mit den im Folgenden, im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsbeispielen erläuterten Aspekte kombiniert werden und vorteilhaft sein, auch wenn dies nicht explizit erwähnt wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines vorschlagsgemäßen Systems 1 zur radarbasierten Messung. Das System 1 weist eine Radar-Emitteranordnung 2 zur Emission eines Radar-Sendesignals 3 in einen Messbereich 4 eines Messaufbaus 5 auf, in dem ein Messobjekt 6 angeordnet oder anordenbar ist.

Die Radar-Emitteranordnung 2 weist vorzugsweise mindestens einen Radar-Signalgenerator 7, eine Radar-Antenne 8 sowie eine Zuleitung 9 zur Kopplung des Radar- Signalgenerators 7 mit der Radar-Antenne 8 auf. Die Radar-Emitteranordnung 2 ist entsprechend dazu ausgebildet, das mit dem Radar-Signalgenerator 7 gebildete Radar-Sendesignal 3 über die Zuleitung 9 zu der Radar-Antenne 8 zu leiten, über die das Radar-Sendesignal 3 abgestrahlt wird. Das Radar-Sendesignal 3 ist in den Messbereich 4 gerichtet, so dass es das in dem Messbereich 4 befindliche Messobjekt 6 der Radar-Strahlung des Radar-Sendesignals 3 aussetzt.

Das Messobjekt 6 kann in dem Messbereich 4 bewegbar sein oder bewegt werden. Bei dem Messobjekt 6 handelt es sich besonders bevorzugt um ein Produkt oder Zwischenprodukt, dessen Herstellungsprozess durch das vorschlagsgemäße System 1 überwachbar ist.

Das vorschlagsgemäße System 1 weist vorzugsweise weiter eine Radar-Detektoran- ordnung 10 auf. Die Radar-Detektoranordnung 10 kann einen Radar-Empfänger 11 aufweisen. Dieser kann sich die Radar-Antenne 8 und/oder Zuleitung 9 mit der Radar-Emitteranordnung 2 teilen oder eine separate Radar-Antenne bzw. Zuleitung aufweisen. Der Radar-Empfänger 11 weist jedenfalls eine bzw. die Radar-Antenne 8 auf derselben Seite des Messbereichs 4 bzw. Messobjekts 6 auf, auf der auch die Radar-Antenne 8 angeordnet ist, über die die Radar-Emitteranordnung 2 das Radar- Sendesignal 3 emittiert.

Die Radar-Detektoranordnung 10 kann einen zweiten Radar-Empfänger 12 aufweisen. Dieser weist eine zweite Radar-Antenne 13 auf, die über eine zweite Zuleitung 14 mit dem zweiten Radar-Empfänger 12 gekoppelt ist. Die zweite Radar-Antenne 13 ist vorzugsweise auf einer der Radar-Antenne 8 der Radar-Emitteranordnung 2 abgewandten Seite des Messbereichs 4 bzw. Messobjekts 6 vorgesehen. Hierbei ist bevorzugt, dass der zweite Radar-Empfänger 12 über eine Synchronisationsverbindung 15 mit dem (Takt des) Radar-Empfänger(s) 11 synchronisiert oder synchronisierbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Oszillator des zweiten Radar- Empfängers 12 auf den Takt bzw. Schwingungen eines Oszillators des Radar-Empfängers 11 disziplinierbar ist oder diszipliniert ist. So kann ein empfangenes Signal mit dem Takt umgesetzt werden, der dem Radar-Sendesignal 3 entsprechen oder dazu korrespondieren kann.

Insbesondere sind Lokaloszillatorsignale von Mischern des jeweiligen Radar-Empfängers 11 , 12 zum Umsetzen der Radar-Empfangssignale derart miteinander synchronisiert bzw. synchronisierbar, dass diese dieselbe Frequenz und vorzugsweise dieselbe Phase bzw. eine starre Phasenbeziehung zueinander aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu dem zweiten Radar-Empfänger 12 mit seiner zweiten Radar-Antenne 13 und zweiten Zuleitung 14 kann ein Reflektor 16 vorgesehen sein. Der Reflektor 18 wirkt vorzugsweise für den gesamten oder einen Teil des Frequenzbereichs des Radar-Sendesignals transponierend. Der Reflektor 16 ist vorzugsweise dazu geeignet oder ausgebildet, das Radar-Sendesignal 3 oder Teile hiervon auf einer der Radar-Antenne 8 der Radar-Emitteranordnung 2 abgewandten Seite des Messbereichs 4 bzw. Messobjekts 6 zurück in Richtung der Radar-Antenne 8 des Radar-Empfängers 11 der Radar-Detektoranordnung 10 bzw. zurück zu dem Messbereich 4 bzw. Messobjekt 6 zu reflektieren.

Im Folgenden wird ergänzend auf die in Fig. 2A bis 2C dargestellten, vereinfachten schematischen Darstellungen Bezug genommen, und zwar auf Fig. 2A bezüglich der Reflexion des Radar-Sendesignals 3, auf Fig. 2B bezüglich der Transmission des Radar-Sendesignals 3 und auf Fig. 2C bezüglich der Doppel-Transmission des Radar-Sendesignals 3.

Das Radar-Sendesignal 3 wird in dem Messbereich 4 vorzugsweise am Messobjekt 6 teilweise reflektiert, wodurch eine reflektierte Komponente 17 des Radar-Sendesignals 3 resultiert, die vom Radar-Empfänger 11 detektiert werden kann.

Ein Anteil des Radar-Sendesignals 3, das den Messbereich 4 bzw. das Messobjekt 6 durchdringt, gelangt als transmittierte Komponente 18 des Radar-Sendesignals 3 entweder zu der zweiten Radar-Antenne 13 des zweiten Radar-Empfängers 12 und wird durch diesen detektiert (vgl. Fig. 2A) oder zu dem Reflektor 16, der die transmittierte Komponente 18 reflektiert, sodass sie den Messbereich 4 bzw. das Messobjekt 6 erneut durchläuft und letztendlich als doppelt-transmittierte Komponente 19 von dem Radar-Empfänger 11 detektiert werden kann (vgl. Fig. 2B).

Wenn der zweite Radar-Empfänger 12 statt des Reflektors 16 vorgesehen ist, können die reflektierte Komponente 17 und die transmittierte Komponente 18 durch die unterschiedlichen Radar-Empfänger 11 , 12 unabhängig voneinander detektiert werden. Wenn statt des zweiten Radar-Empfängers 12 der Reflektor 16 vorgesehen ist, überlagern sich am Radar-Empfänger 11 die reflektierte Komponente 17 und die doppelt-transmittierte Komponente 19 (vgl. Fig. 2C). Um die reflektierte Komponente 17 und die transmittierte Komponente 18 unabhängig voneinander zu detektieren, kann also gegebenenfalls der Reflektor 16 derart steuerbar sein, dass die doppelt-transmittierte Komponente 19 ermöglicht oder unterdrückt wird. Dies ermöglicht Rückschlüsse auf die reflektierte Komponente 17 ohne den Anteil der doppelt-transmittierten Komponente 19 und hierdurch die optionale Kompensation der reflektierten Komponente 17 im Empfangssignal des Radar- Empfängers 11 zur Ermittlung der doppelt-transmittierten Komponente 19, die der transmittierten Komponente 18 entspricht oder zu dieser korrespondiert, sodass im Sinne der vorliegenden Erfindung auch die Detektion der doppelt-transmittierten Komponente 19 als auch der transmittierten Komponente 18 gilt.

Um die reflektierte Komponente 17 separat zu detektieren, kann die Reflexion der transmittierten Komponente 18 unterbunden werden, beispielsweise durch Richtungsänderung der Reflexion und/oder Einsätze eines Absorbers 47, wie in Fig. 2A angedeutet.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird oder ist ein Messergebnis 20 gebildet, das die unabhängig voneinander detektierte reflektierte Komponente 17 und transmittierte Komponente 18, 19 repräsentiert.

Das Messergebnis kann grundsätzlich die jeweilige Komponente 17, 18, 19 des Radar-Sendesignals 3 unmittelbar repräsentieren, beispielsweise durch Amplituden- und Phasengänge entsprechender Empfangssignale oder dergleichen. Das Messergebnis 20 liegt jedoch besonders bevorzugt in einer verarbeiteten Form vor bzw. Empfangssignale werden entsprechend verarbeitet, insbesondere mit einer Auswerteeinrichtung 21 , sodass das Messergebnis 20 weiterhin sowohl die reflektierte Komponente 17 als auch die transmittierte Komponente 18, 19 repräsentiert. Hierzu kann das Messergebnis 20 ganz besonders bevorzugt als (komplexe) Übertragungsfunktion und/oder Zweitorparameter vorliegen oder hierin umgewandelt sein/werden.

Eine Möglichkeit, das Messergebnis 20 als Zweitorparameter, insbesondere Streuparameter darzustellen, liegt darin, die reflektierte Komponente 17 als reflektierte Welle bi in Bezug zu setzen zur eingehenden Welle ai in Form des bekannten Radar-Sendesignals 3 und hierdurch Sn zu berechnen. Ferner ist es möglich, die transmittierte Komponente 18, 19 als übertragene Welle b? zu interpretieren, diese ebenfalls zum Radar-Sendesignal 3 in Bezug zu setzen und hierdurch S21 zu bestimmen. Die (komplexe) Übertragungsfunktion lässt sich dann unter Berücksichtigung der durch das System 1 vorgegebenen und entsprechend bekannten Bezugs-Wellenwiderstände berechnen.

Das Radar-Sendesignal 3 weist vorzugsweise Frequenzrampen und/oder Pulse auf und umfasst daher vorzugsweise ein Spektrum bzw. einen Frequenzbereich. Dieser Frequenzbereich ist vorzugsweise auch als entsprechende Frequenzabhängigkeit in dem Messergebnis 20 repräsentiert. Das Messergebnis 20 weist also vorzugsweise eine Frequenzabhängigkeit auf bzw. umfasst Anteile der unterschiedlichen Frequenzen es Radar-Sendesignals 3, also insbesondere eine frequenzabhängige Übertragungsfunktion bzw. frequenzabhängige Zweitorparameter wie die soeben exemplarisch diskutierten Streuparameter. Alternativ oder zusätzlich weist das Messergebnis 20 Informationen bezüglich der Amplitude, Phase und/oder Polarisation der reflektierten Komponente 17 bzw. transmittierte Komponente 18, 19 auf. Diese Informationen können insbesondere in Form einer entsprechend komplexen Übertragungsfunktion bzw. komplexen Zweitorparametern vorliegen. Möglich sind jedoch auch andere Darstellungsweisen, insbesondere eine nach Betrag und Phase getrennte Übertragungsfunktion oder dergleichen.

Aus dem Messergebnis 20 wird vorzugsweise ein korrigiertes Messergebnis 22 ermittelt. Hierzu werden zwei unterschiedliche, jedoch in synergistischer Weise miteinander kombinierbare Maßnahmen vorgeschlagen.

In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Anteile des Messergebnisses 20 kompensiert, die auf den Messaufbau 5 ohne den Messbereich 4 bzw. das Messobjekt 6 zurückzuführen sind. Das hierbei resultierende korrigierte Messergebnis 22 ist entsprechend genauer und zuverlässiger dadurch, dass die Einflüsse des Messaufbaus 5 kompensiert werden, während es ansonsten üblich ist, Einflüsse des Messaufbaus 5 nach Möglichkeit vor oder bei der Messung gering zu halten und mit dem resultierenden Fehler zu leben.

Alternativ oder zusätzlich wird in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung das Messergebnis 20 transformiert, insbesondere mit einer Fourier-Transformation. Es handelt sich also um eine mathematische Transformation des Messergebnisses 20, die insbesondere als FFT- oder DFT-Implementiert sein kann. Daraufhin werden Teile des Transformationsergebnisses unterdrückt bzw. nicht-unterdrückte Teile werden selektiert. Vorzugsweise wird ein zeitlicher oder Frequenz-Verlauf des Messergebnisses 20 in einen räumlichen Verlauf transformiert und von dem räumlichen Verlauf wird ein räumlicher Bereich selektiert, indem benachbarte räumliche Bereiche unterdrückt werden. Grundsätzlich kann bereits das entsprechend gefilterte Transformationsergebnis das korrigierte Messergebnis 22 darstellen. Bevorzugt wird das gefilterte Transformationsergebnis jedoch rücktransformiert, sodass es insbesondere als (komplexe) Übertragungsfunktion und/oder Zweitorparameter vorliegt.

In Fig. 3 ist beispielhaft ein gemessenes Zeitsignal einer reflektierten oder transmit- tierten Komponente 17, 18, 19 über der Zeit bzw. Frequenz dargestellt. Das Zeitsignal 23 ist vorzugsweise auf Basis eines FMCW-Radar-Sendesignals 3, insbesondere einer Frequenzrampe eines solchen Signals, durch die Radar-Detektoranordnung 10 gemessen worden. Entsprechend des Rampenverlaufs korrespondiert die Zeitachse zur Frequenzachse über die Steigung der Frequenzrampe. Des Weiteren ist hier beispielhaft von dem Zeitsignal 23 eine normierte Amplitude graphisch dargestellt.

Das Zeitsignal 23, insbesondere der reflektierten Komponente 17 und/oder der trans- mittierten Komponente 18, 19, wird dann entsprechend durch eine Transformation, insbesondere Fourier-Transformation, in einen räumlichen Bereich transformiert, wie in Fig. 4 dargestellt. Das Transformationsergebnis 24 ist in diesem Beispiel über einer Distanz in Metern von der Radar-Antenne 8 aufgetragen. Entsprechend ist im Transformationsergebnis 24 gut zu erkennen, dass Anteile von unterschiedlichen räumlichen Bereichen des Messbereichs 4 bzw. Abständen ausgehend von der Radar-Antenne 8 stammen. In Fig. 4 dargestellt ist in diesem Zusammenhang beispielhaft die Amplitude des Transformationsergebnisses.

Zwecks Ermittlung des korrigierten Messergebnisses 22 wird das Transformationsergebnis 24 vorzugsweise mit einer Filterfunktion 25 gefiltert. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Filter, um einen bestimmten Bereich des Transformationsergebnisses 24 zu selektieren, indem benachbarte Bereich, insbesondere das Transformationsergebnis 24 im Übrigen, ausgeblendet bzw. unterdrückt wird/werden. Nach Anwendung der Filterfunktion 25 verbleibt von dem Transformationsergebnis 24 also vorzugsweise nur ein Bereich, um den ersten Peak bei 1 m im Darstellungsbeispiel, während die benachbarten Bereiche ausgenullt sind. Optional kann das gefilterte Transformationsergebnis 24 abermals transformiert, insbesondere rücktransformiert werden. In Fig. 5 dargestellt ist eine resultierende Übertragungsfunktion, die durch Ausblenden bestimmter Bereiche des Transformationsergebnisses 24 letztendlich die Eigenschaften des Messbereichs 4 bzw. Messobjekts 6 oder von Abschnitten hiervon repräsentiert. Dadurch, dass Anteile des Messergebnisses 20 eliminiert werden, die für eine spätere Auswertung nicht oder weniger von Interesse sind, resultiert also ein korrigiertes Messergebnis 22, hier beispielhaft in Form der Übertragungsfunktion.

In Fig. 5 dargestellt ist einerseits die Amplitude 26 und andererseits die Phase 27 der resultierenden Übertragungsfunktion über der Frequenz. Der sägezahnförmige Verlauf der die Phase 27 beschreibenden Kurve resultiert daraus, dass die Kurve bei Erreichen einer Phase von 360°, was 0° entspricht, bei 0° fortgesetzt wird.

In Fig. 5 sind die vorhandenen Variationen des Betrags / der Amplitude 26 und der Phase 27 nahezu linear dargestellt. Es sind in der Praxis jedoch vorzugsweise und/oder in Abhängigkeit vom Messobjekt 6 hiervon abweichende Verläufe mit signifikanteren Schwankungen bzw. nicht-lineare Verläufe von Betrag/Amplitude 26, Phase 27 und/oder Polarisation möglich.

Vorzugsweise werden für mindestens eine, bevorzugt beide oder jede, Komponente^) 17, 18 bzw. jeden Empfänger n , 12 die Amplitude 26, Phase 27, Polarisation und/oder Amplitude 26 bzw. Phase 27 je Polarisationsebene (als Verlauf über der Frequenz der für unterschiedliche Frequenzen des Radar-Sendesignals 3) de- tektiert und von dem Messergebnis 22 repräsentiert. Weiter werden vorzugsweise die vorgenannten Messergebnisse der Komponenten 17, 18 im Weiteren auch ausgewertet, korrigiert bzw. verwendet.

Die Kombination der beiden Verfahren zur Korrektur des Messergebnisses 20 ist auch aufgrund der Tatsache besonders vorteilhaft, dass sich die Kompensation von Anteilen des Messergebnisses 20, die auf den Messaufbau 5 zurückzuführen sind, eine Elimination von Fehlern außerhalb des Messbereichs 4 ermöglicht, während die Transformation und anschließende Filterung es ermöglicht, das Messergebnis 20 auf einen Abschnitt des Messbereichs 4 zu beschränken, also im Messbereich 4 auftretende Störungen oder Fehler zu unterdrücken. Gerade die Kombination dieser Maßnahmen führt also zu einem besonders genauen, aussagekräftigen, korrigierten Messergebnis 22. Die Kompensation von Anteilen des Messergebnisses 20, die auf den Messaufbau 5 ohne den Messbereich 4 bzw. das Messobjekt 6 zurückzuführen sind, kann mittels einer Kalibriergröße 28 erfolgen. Hierzu kann das Messergebnis 20 mit der Kalibriergröße 28 verarbeitet werden, um die Anteile des Messergebnisses 20, die durch den Messaufbau 5 außerhalb des Messbereichs 4 hervorgerufen werden, zu kompensieren.

Vorzugsweise repräsentiert die Kalibriergröße 28 eine Übertragungsfunktion, Zweitorparameter oder eine entsprechende Information des Messaufbaus 5 ohne den Messbereich 4. Die Kalibriergröße 28 liegt vorzugsweise in einer Form vor, die der Form des Messergebnisses 20 entspricht und/oder eine Korrektur des Messergebnisses 20 durch Verrechnen ermöglicht, beispielsweise als Übertragungsfunktion oder (Streu-)Matrix.

Die Kalibriergröße 28 kann Einflüsse beschreiben, die durch die Radar-Emitteranordnung 2 und die Radar-Detektoranordnung 10 hervorgerufen werden. Störgrößen, die also beispielsweise durch den Radar-Signalgenerator 7, die Radar-Antenne 8 und/oder die Zuleitung 9 senderseitig und im Bereich des Radar-Empfängers 11 und optional im Bereich des zweiten Radar-Empfängers 12, der zweiten Radar-Antenne 13 und der zweiten Zuleitung 14 verursacht werden, haben also vorzugsweise Niederschlag in der Kalibriergröße 28, sodass eine Verarbeitung des Messergebnisses 20 mit der Kalibriergröße 28 zu der beschriebenen Kompensation führt. Die Kompensation muss hierbei nicht vollständig sein, sondern es kann sich auch um eine Teil-Kompensation entsprechender Anteile handeln, zumal parasitäre Effekte und Unsicherheiten bei der Kalibriergröße 28 stets dazu führen, dass eine Kompensation nie vollkommen vollständig sein kann. Bevorzugt ist sie jedoch überwiegend.

Zur Bestimmung der Kalibriergröße 28 werden vorzugsweise Kalibriermessungen mit dem System 1 vorgenommen. Hierzu werden Messergebnisse 20 unter unterschiedlichen bekannten Bedingungen, also Eigenschaften des Messbereichs 4, bestimmt.

So kann der Messbereich 4 leer sein, einen Absorber 47 oder eine Umlenkung für das Radar-Sendesignal 3 aufweisen, sodass sowohl die reflektierte Komponente 17 als auch die transmittierte Komponente 18, 19 eliminiert wird und das Messergebnis 20 lediglich Effekte des Messaufbaus 5 ohne den Messbereich 4 repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich wird mindestens eine Reflexionsmessung durchgeführt, bei der an einer vorbestimmten oder bekannten Position im Messbereich 4 ein Reflektor das Radar-Sendesignal 3 zumindest im Wesentlichen reflektiert, sodass es zumindest annähernd vollständig den Radar-Empfänger 11 erreicht.

Eine weitere Kalibrier-Messung kann in Form einer Transmissionsmessung durchgeführt werden, die im Fall, in dem der zweite Radar-Empfänger 12 mit seiner Zuleitung 14 und Antenne 13 vorgesehen ist, schlicht bei leerem Messbereich 4 durchgeführt werden kann. Wenn die doppelt-transmittierte Komponente 19 durch den Radar-Empfänger 11 gemessen wird, kann die Transmissionsmessung mit dem Reflektor 16 vorgenommen werden.

Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Kalibrier-Messungen mit Referenz-Messobjekten 6 im Messbereich 4 durchgeführt werden, von denen die Reflexions- und Transmissionseigenschaften bekannt sind. Insbesondere können Laufzeitveränderungen durch eine Positionsänderung eines im Messbereich 4 eingesetzten oder des für die Doppel-Transmissionsmessung vorgesehenen Reflektors 16 für Kalibrier-Messungen vorgesehen sein bzw. verwendet werden und/oder ein dielektrisches Messobjekt 6 bekannter Eigenschaften verkürzt oder verlängert die Laufzeit für elektromagnetische Wellen im Messbereich 4 in bekanntem Umfang.

Die Kalibrier-Messungen können im Anschluss dazu verwendet werden, die Kalibriergröße 28 zu bestimmen.

Insbesondere kann die Bestimmung der Kalibriergröße 28 auf Basis von Zweitorparametern dadurch erfolgen, dass bestimmte der reflektierten Komponente 17, der transmittierten Komponente 18 und/oder der doppelt-transmittierten Komponente 19 eliminiert oder durch ein geeignetes Referenz-Messobjekt 6 auf einen vorbekannten Wert oder ein vorbekanntes Verhältnis gebracht werden und auf Basis der vorbekannten Informationen können dann Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Messaufbaus 5 gezogen werden, die durch die Kalibriergröße 28 beschrieben werden.

Bei der Kalibriergröße 28 kann es sich beispielsweise um Zweitorparameter, insbesondere Streu-, Transmissions- und/oder Kettenparameter, handeln. Beispielsweise kann die Kalibriergröße 28 eine Zweitormatrix wie Streumatrix oder Kettenmatrix für die Radar-Emitteranordnung 2 und die Radar-Detektoranordnung 10 aufweisen und durch entsprechende Matrixoperationen können dann von dem ebenfalls in einer Zweitormatrix, insbesondere Streumatrix oder Kettenmatrix, vorliegenden Messergebnis 20 die durch die Kalibriergröße 28 beschriebenen Fehler eliminiert werden.

Die Korrektur des Messergebnisses 20 bzw. Bildung des korrigierten Messergebnisses 22 kann durch die Auswerteeinrichtung 21 unter Verwendung der Kalibriergröße 28 erfolgen, wie in Fig. 1 angedeutet.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auf Basis des Messergebnisses 20, besonders bevorzugt auf Basis des korrigierten Messergebnisses 22, ein physikalischer Parameter 29 bestimmt. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um einen geometrischen oder Material-Parameter des Messobjekts 6. Beispielsweise handelt es sich um eine Materialeigenschaft wie eine Permittivität und/ oder um eine geometrische Eigenschaft wie eine Schichtdicke oder Wandstärke.

Der physikalische Parameter 29 kann dadurch ermittelt werden, dass das bevorzugt korrigierte Messergebnis 20, 22 verglichen oder unter Berücksichtigung einer Korrelation mit einer vorbekannten Referenz oder einem bekannten physikalischen Zusammenhang untersucht wird und der physikalische Parameter 29 hierdurch auf Basis des, bevorzugt korrigierten, Messergebnisses 20, 22 bestimmt oder zugeordnet wird.

Dies kann durch Abgleich mit einem vorbekannten Referenz-Messergebnis erfolgen, zu dem ein physikalischer Parameter bekannt ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verarbeitung des Messergebnisses 20, 22 auf Basis einer Korrelation erfolgen, unter Verwendung einer künstlichen Intelligenz (Kl), beispielsweise eines Machine- Learning-basierten Verfahrens, unter Verwendung eines neuronalen Netzes, durch Anwendung eines Regressionsverfahrens oder dergleichen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Steuerung oder Regelung einer Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 auf Basis des Messergebnisses 20, 22, vorzugsweise unter Verwendung des physikalischen Parameters 29. Hierzu kann mit dem Messergebnis 20, 22 oder dem physikalischen Parameter 29 insbesondere durch eine Vergleichseinrichtung 31 eine Steuergröße 32 bestimmt werden, mit der die Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 gesteuert werden kann. Im Darstellungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 als Extruder zur Extrusion eines Produkts als Messobjekt 6 dargestellt. Bei der Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 kann es sich jedoch auch um eine sonstige industrielle Anlage handeln, bei der ein Produkt hergestellt und/oder positioniert wird.

Mit dem vorschlagsgemäßen System 1 wird vorzugsweise das Produkt als Messobjekt 6 hinsichtlich des physikalischen Parameters 29 überwacht und die Steuergröße 32 wird automatisch so ermittelt oder prognostiziert, dass die Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 mit der Steuergröße 32 eingestellt wird oder einstellbar ist, sodass der physikalische Parameter 29 einem Sollwert entspricht. Im Fall einer Positionieranlage 30 kann eine Position vorgegeben sein und der physikalische Parameter 29 eine Position darstellen, während der physikalische Parameter 29 besonders bevorzugt hingegen eine Materialeigenschaft und/oder Abmessung des Messobjekts 6 ist oder hierzu korrespondiert.

In einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Ermittlung der Steuergröße 32 durch das Messergebnis 20, 22, bevorzugt unter Bestimmung des physikalischen Parameters 29, mittels eines virtuellen Modells 33 des Messobjekts 6.

Das virtuelle Modell 33 kann beispielsweise Materialien und/oder Geometrien des Messobjekts 6 repräsentieren. Das virtuelle Modell 33 kann der Ermittlung der Steuergröße 32 dadurch zugrunde gelegt werden, dass mit dem Messergebnis 20, 22 bzw. physikalischen Parameter 29 das virtuelle Modell 33 erzeugt oder angepasst wird, sodass es das Messobjekt 6 repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich kann ein virtuelles Modell 33 eines vorgegebenen Messobjekts 6 bzw. Produkts dazu verwendet werden, einen Vergleichswert für die Ermittlung der Steuergröße 32 zu erzeugen. Insbesondere kann mit dem virtuellen Modell 33 ein Sollwert, insbesondere ein Sollwert für den physikalischen Parameter 29 und/oder das Messergebnis 20, 22 bestimmt, berechnet, insbesondere simuliert werden.

Das virtuelle Modell 33 kann als analytisches Modell mit den physikalischen Parametern 29 als Eingangsgrößen und dem Messergebnis 20, insbesondere in Form der bevorzugt komplexen Übertragungsfunktion, als Ausgangsgröße modelliert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das virtuelle Modell 33 durch Simulation erzeugt werden, indem ein modellierter physikalischer Parameter und/oder ein modelliertes Messergebnis oder hierzu korrespondierender Modellparameter 34 simuliert wird, wobei der Modellparameter 34 vorzugsweise zu dem physikalischen Parameter 29 oder dem Messergebnis 20, 22 korrespondiert.

Das virtuelle Modell 33 kann ganz oder teilweise das Messobjekt 6 nachbilden. In diesem Fall, in dem das virtuelle Modell 33 das Messobjekt 6, vorzugsweise auf Basis des Messergebisses 20, 22 bzw. physikalischen Parameters 29, repräsentiert, kann mittels des virtuellen Modells 33 die Steuergröße 32 durch einen Vergleich der von Eigenschaften des virtuellen Modells 33 wie einer Schichtdicke, Wandstärke oder eines sonstigen physikalischen Parameters 29 des virtuellen Modells 33, insbesondere mit einem Sollwert, die Steuergröße 32 ermittelt werden.

In einem konkreten Beispiel wird die Steuergröße 32 dadurch bestimmt, dass das Messergebnis 20, 22 in Form einer Übertragungsfunktion verglichen wird mit einer bekannten oder berechneten Übertragungsfunktion eines Objekts oder virtuellen Modells 33, dessen physikalische Eigenschaften bekannt sind und entsprechend durch den Vergleich zugeordnet werden können.

Das virtuelle Modell 33 kann durch Vergleich mit dem Messergebnis 20, 22 und/oder dem physikalischen Parameter 29, insbesondere mittels der Vergleichseinrichtung 31 , verglichen werden. Das Ergebnis dieses Vergleichs kann durch eine Anpassungseinrichtung 35 dazu verwendet werden, das virtuelle Modell 33 (dynamisch) derart anzupassen, dass es dem Messobjekt 6 entspricht.

Aus dem (angepassten) virtuellen Modell 33 wiederum kann die Steuergröße 32 zur Steuerung der Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 abgeleitet werden. Hierzu kann beispielsweise ein aus dem virtuellen Modell 33 abgeleiteter physikalischer oder sonstiger Modellparameter 34 durch die Vergleichseinrichtung 31 verglichen werden mit dem aus dem Messergebnis 20, 22 ermittelten physikalischen Parameter 29 und auf dieser Basis kann die Steuergröße 32 bestimmt werden. Diese wird dann vorzugsweise zur Steuerung der Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuergröße 32 unmittelbar aus dem virtuellen Modell 33 abgeleitet werden. Dies kann insbesondere nach Anpassung des virtuellem Modells 33 mittels der Anpassungseinrichtung 35 durch eine Steuereinrichtung 36 erfolgen.

Die Steuereinrichtung 36 kann basierend auf dem virtuellen Modell 33 die Steuergröße 32 ableiten, die wiederum zur Steuerung bzw. Regelung der Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 Verwendung findet.

Die Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 wird vorzugsweise mit der Steuergröße 28 derart gesteuert bzw. geregelt, dass sich eine vorgegebene oder vorgebbare physikalische Eigenschaft 29 des als Messobjekts 6 fungierenden Produkts einstellt.

Hierzu kann mit dem System 1 eine sogenannte Inline-Messung erfolgen, also eine Bestimmung des Messergebnisses 20, 22 bzw. des physikalischen Parameters 29, des auf dieser Basis angepassten virtuellen Modells 33 und/oder der hieraus abgeleiteten Steuergröße 32 von einem Messobjekt 6, das ein Produkt im laufenden Herstellungsprozess darstellt.

Beispielsweise kann die in Fig. 1 als Extrusionsanlage ausgebildete Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 mittels des vorschlagsgemäßen Systems 1 überwacht werden, indem der physikalische Parameter 29 des als Messobjekts 6 fungierenden Produkts mehrfach oder kontinuierlich bestimmt wird und auf Basis des hieraus bestimmten Messergebnisses 20, 22 kann die Positionier- und/oder Produktionsanlage 30, hier also die Extrusionsanlage, so gesteuert werden, dass sich der physikalische Parameter 29 wie gewünscht einstellt, beispielsweise eine bestimmte, vorgegebene Rohr- und/oder Profilgeometrie.

Die vorliegende Erfindung erlaubt im Ergebnis die Steuerung der Positionier- und/ oder Produktionsanlage 30. Hierbei wird das Messobjekt 6 mittels Messstrahlung in Form des Radar-Sendesignals 3 im GHz- oder THz-Bereich durch einen abtastenden Radarsensor aufweisend die Radar-Emitteranordnung 2 und die Radar-Detek- toranordnung 10 untersucht. Die reflektierte Komponente 17 und/oder die transmittierte Komponente 18, 19 des Radar-Sendesignals 3 werden detektiert, wobei die Detektion vorzugsweise an unterschiedlichen Orten des Messobjekts 6 und/oder zu unterschiedlichen Zeiten erfolgt.

Weiter ist bevorzugt, dass die auf das Messobjekt 6 zurückzuführenden Teile der reflektierten Komponente 17 und transmittierten Komponente 18, 19 bzw. hieraus ermittelte Größen separiert werden.

Unter Berücksichtigung des Ergebnisses oder Abgleich des Ergebnisses mit Referenzdaten kann auf eine physikalische Eigenschaft des Messobjekts 6 geschlossen werden und auf Grundlage dessen kann die Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 gesteuert, insbesondere geregelt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Produktionsqualität beurteilt oder sichergestellt werden. Die Steuerung der Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 ist also nicht zwingend vorgesehen, da alternativ jedenfalls eine Qualitätssicherung auf Basis der zuvor erläuterten Verfahrensaspekte erfolgen kann.

Grundsätzlich kann auch die Steuerung bzw. Regelung einer Positionierfunktion der Positionier- und/oder Produktionsanlage 30 erfolgen. Hierzu kann aus dem Messergebnis 20, 22 eine Position, Lage, Ausrichtung oder dergleichen des Messobjekts 6 bestimmt und durch Abstandsverringerung einem Zielwert angenähert werden.

Neben einer Schichtdickenmessung eignet sich die vorliegende Erfindung auch für die Überwachung von Strömungsgeschwindigkeiten und/oder zur (komplexen) Per- mittivitätsmessung im Radarstrahl zur Durchflussmessung.

Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild mit dem Radar-Signalgenerator 7 und dem Radar-Empfänger 11.

Der Radar-Signalgenerator 7 weist vorzugsweise einen Oszillator 37 auf. Der Oszillator 37 kann über einen Phasenregelkreis mittels eines Referenzoszillators 38 stabilisiert werden. Der Phasenregelkreis weist vorliegend einen Teiler 39 auf, der das Ausgangssignal des Oszillators 37, vorliegend das Radar-Sendesignal 3, teilt und an einen Phasen-Frequenz-Diskriminator 40 weiterleitet, der das geteilte Radar-Sendesignal 3 mit dem Referenzsignal des Referenzoszillators 38 vergleicht. Eine durch den Phasen-Frequenz-Diskriminator 40 erzeugte Oszillator-Steuergröße wird durch ein Schleifenfilter gefiltert zur Steuerung des Oszillators 37 verwendet. Der Oszillator 37 ist vorliegend ein spannungsgesteuerter Oszillator, kann grundsätzlich jedoch auch ein auf andere Weise gesteuerter Oszillator sein.

Das Radar-Sendesignal 3 wird vorzugsweise über die Zuleitung 9 zu der Radar-Antenne 8 geleitet und über diese in den Messbereich 4 abgestrahlt.

In einer Distanz r kann sich in dem Messbereich 4 das Messobjekt 6 befinden, was Teile des Radar-Sendesignals 3 reflektiert und so die reflektierte Komponente 17 bildet, die wiederum im vorliegenden Ausführungsbeispiel erneut durch die Radar- Antenne 8 empfangen und dem Radar-Empfänger 11 zugeleitet wird. Der Radar- Empfänger 11 kann jedoch auch andere Komponenten des Radar-Sendesignals 3 empfangen und/oder eine separate Antenne/Zuleitung aufweisen.

Teilt sich der Radar-Empfänger 11 , wie im Darstellungsbeispiel, die Antenne 8 mit dem Radar-Sendesignal 3, kann ein Richtkoppler 42 das durch die Radar-Antenne 8 empfangene Radar-Sendesignal 3 auskoppeln und zum Radar-Empfänger 11 leiten.

Der Radar-Empfänger 11 weist vorzugsweise einen Mischer 43 auf, der, besonders bevorzugt mit dem Radar-Sendesignal 3 als Lokaloszillatorsignal, das Radar-Empfangssignal mischt. Im Anschluss kann es optional durch einen Filter 44 gefiltert und/oder durch einen Analog-Digital-Konverter 45 in ein digitales Signal gewandelt weiterverarbeitet werden.

Die Weiterverarbeitung kann durch eine Steuereinrichtung 46 erfolgen, die die Auswerteeinrichtung 21 aufweisen oder mit dieser gekoppelt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Radar-Signalgenerator 7 mit der Steuereinrichtung 46 gesteuert werden, um das Radar-Sendesignal 3 zu erzeugen. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 46 den Teiler 39 so, dass der Oszillator 37 im Ergebnis Frequenzrampen oder Pulse als FMCW- oder Pulsradar-Signal generiert.

Unterschiedliche Aspekte der vorliegenden Erfindung können auch einzeln oder in unterschiedlichen Kombinationen realisiert und vorteilhaft sein. Bezugszeichenliste:

1 System

2 Radar-Emitteranordnung

3 Radar-Sendesignal

4 Messbereich

5 Messaufbau

6 Messobjekt

7 Radar-Signalgenerator

8 erste Radar-Antenne

9 erste Zuleitung

10 Radar-Detektoranordnung

11 erster Radar-Empfänger

12 zweiter Radar-Empfänger

13 zweite Radar-Antenne

14 zweite Zuleitung

15 Synchronisationsverbindung

16 Reflektor

17 reflektierte Komponente

18 transmittierte Komponente

19 doppelt-transmittierte Komponente

20 Messergebnis

21 Auswerteeinrichtung

22 korrigiertes Messergebnis

23 Zeitsignal

24 Transformationsergebnis

25 Filterfunktion

26 Amplitude der Übertragungsfunktion

27 Phase der Übertragungsfunktion

28 Kalibriergröße

29 physikalischer Parameter

30 Positionier- und/oder Produktionsanlage

31 Vergleichseinrichtung

32 Steuergröße

33 virtuelles Modell

34 Modellparameter

35 Anpassungseinrichtung 36 Steuereinrichtung

37 Oszillator

38 Referenzoszillator

39 Teiler 40 PFD

41 Schleifenfilter

42 Richtkoppler

43 Mischer

44 Filter 45 ADC

46 Steuereinrichtung

47 Absorber r Distanz