With the advances in the telecommunications industry, there is a need to solve the in-band full-duplex (IBFD) problem for antenna systems. One premise for solving the IBFD problem is to have strong isolation between transmitter and receiver antennas in an antenna system. To increase isolation, antenna engineers are dependent on simulation software to calculate the isolation between the antennas, i.e., the mutual coupling. Full-wave simulations that accurately calculate the mutual coupling between antennas are timeconsuming, and there is a need to reduce the required time. In this thesis, we investigate how implemented data-driven interpolation methods can be used to reduce the simulation times when applied to frequency domain solvers. Here, we benchmark the four different interpolation methods vector fitting, the Loewner framework, Cauchy interpolation, and a modified version of Nevanlinna-Pick interpolation. These four interpolation methods are benchmarked on seven different antenna frequency responses, to investigate their performance in terms of how many interpolation points they require to reach a certain root mean squared error (RMSE) tolerance. We also benchmark different frequency sampling algorithms together with the interpolation methods. Here, we have predetermined frequency sampling algorithms such as linear frequency sampling distribution, and Chebyshevbased frequency sampling distributions. We also benchmark two kinds of adaptive frequency sampling algorithms. The first type is compatible with all of the four interpolation methods, and it selects the next frequency sample by analyzing the dynamics of the previously generated interpolant. The second adaptive frequency sampling algorithm is solely for the modified NevanlinnaPick interpolation method, and it is based on the free parameter in NevanlinnaPick interpolation. From the benchmark results, two interpolation methods successfully decrease the RMSE as a function of the number of interpolation points used, namely, vector fitting and the Loewner framework. Here, the Loewner framework performs slightly better than vector fitting. The benchmark results also show that vector fitting is less dependent on which frequency sampling algorithm is used, while the Loewner framework is more dependent on the frequency sampling algorithm. For the Loewner framework, Chebyshev-based frequency sampling distributions proved to yield the best performance. / Med de snabba utvecklingarna i telekomindustrin så har det uppstått ett behov av att lösa det så kallad i-band full-duplex (IBFD) problemet. En premiss för att lösa IBFD-problemet är att framgångsrikt isolera transmissionsantennen från mottagarantennen inom ett antennsystem. För att öka isolationen mellan antennerna måste antenningenjörer använda sig av simulationsmjukvara för att beräkna isoleringen (den ömsesidiga kopplingen mellan antennerna). Full-wave-simuleringar som noggrant beräknar den ömsesidga kopplingen är tidskrävande. Det finns därför ett behov av att minska simulationstiderna. I denna avhandling kommer vi att undersöka hur våra implementerade och datadrivna interpoleringsmetoder kan vara till hjälp för att minska de tidskrävande simuleringstiderna, när de används på frekvensdomänslösare. Här prestandajämför vi de fyra interpoleringsmetoderna vector fitting, Loewner ramverket, Cauchy interpolering, och modifierad Nevanlinna-Pick interpolering. Dessa fyra interpoleringsmetoder är prestandajämförda på sju olika antennsystemsvar, med avseende på hur många interpoleringspunkter de behöver för att nå en viss root mean squared error (RMSE)-tolerans. Vi prestandajämför också olika frekvenssamplingsalgoritmer tillsammas med interpoleringsmetoderna. Här använder vi oss av förbestämda frekvenssamplingsdistributioner så som linjär samplingsdistribution och Chebyshevbaserade samplingsdistributioner. Vi använder oss också av två olika sorters adaptiv frekvenssamplingsalgoritmer. Den första sortens adaptiv frekvenssamplingsalgoritm är kompatibel med alla de fyra interpoleringsmetoderna, och den väljer nästa frekvenspunkt genom att analysera den föregående interpolantens dynamik. Den andra adaptiva frekvenssamplingsalgoritmen är enbart till den modifierade Nevanlinna-Pick interpoleringsalgoritmen, och den baserar sitt val av nästa frekvenspunkt genom att använda sig av den fria parametern i Nevanlinna-Pick interpolering. Från resultaten av prestandajämförelsen ser vi att två interpoleringsmetoder framgångsrikt lyckas minska medelvärdetsfelet som en funktion av antalet interpoleringspunkter som används. Dessa två metoder är vector fitting och Loewner ramverket. Här så presterar Loewner ramverket aningen bättre än vad vector fitting gör. Prestandajämförelsen visar också att vector fitting inte är lika beroende av vilken frekvenssamplingsalgoritm som används, medan Loewner ramverket är mer beroende på vilken frekvenssamplingsalgoritm som används. För Loewner ramverket så visade det sig att Chebyshev-baserade frekvenssamplingsalgoritmer presterade bättre.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-343003 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Åkerstedt, Lucas |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:833 |
Page generated in 0.003 seconds