Comparison of two phase retrieval algorithms at sub-millimeter wavelengths

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorAla-Laurinaho, Juha
dc.contributor.authorLerber, Annakaisa von
dc.contributor.departmentSähkö- ja tietoliikennetekniikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorRäisänen, Antti
dc.date.accessioned2020-12-04T19:02:08Z
dc.date.available2020-12-04T19:02:08Z
dc.date.issued2004
dc.description.abstractDiplomityössä 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.fi
dc.format.extent96
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/92222
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120451057
dc.language.isofien
dc.programme.majorRadiotekniikkafi
dc.programme.mcodeS-26fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keyworditerative phase-retrieval algorithmsen
dc.subject.keyworditeratiiviset vaiheenpalautusalgortimitfi
dc.subject.keywordCATRen
dc.subject.keywordkompakti mittauspaikkafi
dc.subject.keywordnear-field measurementsen
dc.subject.keywordlähikenttämittausfi
dc.titleComparison of two phase retrieval algorithms at sub-millimeter wavelengthsen
dc.titleKahden vaiheenpalautusalgoritmin vertailu alimillimetriaaltoalueellafi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_34894
local.aalto.idinssi26650
local.aalto.openaccessno
Files