Kahden vaiheenpalautusalgoritmin vertailu alimillimetriaaltoalueella

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2004

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Radiotekniikka

Mcode

S-26

Degree programme

Language

fi

Pages

96

Series

Abstract

Diplomityössä on tutkittu mahdollisuutta käyttää iteratiivisia vaiheenpalautusalgoritmeja alimillimetriaaltoalueen antennimittauksissa. Työhän on valittu kaksi alan kirjallisuudessa esitettyä algoritmia ja ne on kirjoitettu Matlabin ohjauskielellä vertailua varten. Valitut algoritmit ovat Kalifornian yliopiston (UCLA) tutkimusryhmän iteratiiviseen Fourier-menetelmään perustuva tasolta-tasolle-diffraktioalgoritmi (PPD) ja Napolin sekä Salernon yliopistojen tutkimusryhmän käyttämä konjugaattigradienttialgoritmi (CGM). Algoritmit laskevat sähkökentän amplitudin sekä vaiheen antennin apetuurissa kahden amplitudi- tai intensiteettitasomittauksen perusteella. Molemmat mittaustasot sijaitsevat antennin lähikentässä tietyn etäisyyden päässä toisistaan. Lisäinformaationa PPD-algoritmi tarvitsee antennin apertuurin koon. Algoritmeja on vertailtu toisiinsa mallinnetun esimerkkikentän avulla 310 GHz:n taajuudella antennin apertuurin ollessa neliskulmainen ja kooltaan 40 lambda x 40 lambda. Algoritmien vertailussa on tutkittu niiden suppenevuutta, kahden mittaustason välimatkan merkitystä algoritmien suorituskykyyn sekä kohinan, näytteenottovälin kasvattamisen ja näytteenottoantennin paikkavirheiden vaikutusta. PPD-algoritmin havaittiin suppenevan nopeasti ja saavuttavan hyviä tuloksia tilanteissa, jossa seuraavat kriteerit täyttyivät: 1) mittaustasojen välisen etäisyyden tuli olla riittävä, 2) näytteenottovälin tuli olla <=lambda/2 ja 3) kohina ja mittausvirheet eivät saaneet olla liian merkittäviä. CGM-algoritmi havaittiin suppenevuudeltaan huomattavasti PPD-algoritmia hitaammaksi, mutta kestävämmäksi erilaisille muutoksille mittauksissa. CGM-algoritmin hitaus johtuu kulma-alueen vaiheittaisesta kasvattamisesta, joka estää iteraatiotuloksen ajautumisen paikalliseen minimiin globaalin ratkaisun sijasta. Diplomityötä varten mitattiin kaksi y-suuntaista leikkausta 310 GHz:n taajuudella hologrammiin perustuvassa kompaktin mittauspaikan hiljaisessa alueessa. Mittauksissa haluttiin selvittää algoritmien soveltuvuutta hiljaisen alueen analysointiin. Hologrammin halkaisija on 0,6 m ja yhdensuuntaiset mittaustasot sijaitsivat 1,8 m:n ja 2,02 m:n päässä hologrammista. Algoritmit eivät pystyneet laskemaan vaihetta oikein amplitudimittausten perusteella, sillä yksiulotteinen tasoaaltohajotelma ei pysty riittävällä tarkkuudella mallintamaan todellista kaksiulotteisesta hologrammista säteilevää kenttää.

Description

Supervisor

Räisänen, Antti

Thesis advisor

Ala-Laurinaho, Juha

Keywords

iterative phase-retrieval algorithms, iteratiiviset vaiheenpalautusalgortimit, CATR, kompakti mittauspaikka, near-field measurements, lähikenttämittaus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120451057

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK