Search
Department of Microwave and Antenna Engineering
Publications
Filters
total: 586
Catalog Publications
Year 2012
-
Efficient model order reduction for FEM analysis of waveguide structures and resonators
PublicationAn efficient model order reduction method for three-dimensional Finite Element Method (FEM) analysis of waveguide structures is proposed. The method is based on the Efficient Modal Order Reduction (ENOR) algorithm for creating macro-elements in cascaded subdomains. The resulting macro-elements are represented by very compact submatrices, leading to significant reduction of the overall number of unknowns. The efficiency of the model...
-
Efficient Multiscale Finite Difference Frequency Domain Analysis Using Multiple Macromodels with Compressed Boundaries
PublicationW niniejszym artykule zaprezentowany został nowatorski pomysł na zmniejszenie numerycznej złożoności metody różnic skończonych przy użyciu wielu makromodeli. Skuteczność techniki macromodelingu zależy od liczby portów modelu. Aby zwiększyć efektywność algorytmu, próbki pola na granicy makromodeli są zastępowane przez amplitudy wielomianów Legendre'a. Przedefiniowanie problemu w taki sposób powoduje znaczną redukcję czasu analizy....
-
Elliptical slot UWB monopole antenna
PublicationThe UWB monopole antenna with elliptical radiating slot end and microstrip feeding line terminated with radial stub have been designed, fabricated and measured. The antenna show return loss less than -12 dB in the whole UWB bandwidth. Linearity of the reflection coefficient phase product have also been achieved. Radiation patterns of the antenna measured at three selected frequency points indicated regular, approximately omni directional...
-
Enhancing Performance of Switched Parasitic Antenna for Localization in Wireless Sensor Networks
PublicationThis paper presents an Electronically Steerable Parasitic Array Radiator (ESPAR) antenna with enhanced performance of estimating the incoming signal direction. Designed antenna is dedicated for 2.4 GHz ISM applications with emphasis on Wireless Sensor Networks (WSN). The limitations of the existing design approach are illustrated, as well as perspectives and challenges of the proposed solution in relation to the localization in...
-
Fast frequency sweep based on the model order reduction technique for calculating scattering parametersjinjFDFDj
PublicationArtykuł prezentuje ulepszoną, efektywną metodę przemiatania częstotliwościowego dla metody FDFD. Liczba równań opisujących analizowaną strukturę jest redukowana za pomocą metody redukcjirzędu modeli, a następnie macierz wynikowa jest diagonalizowana. Kosztowne czasowo odwracanie dużych macierzy jest zastąpione prostym mnożeniem małej macierz diagonalnej przez wektor. Zaprezentowana metoda przemiatania częstotliwościowego może...
-
Fast implementation of FDTD-compatible green's function on multicore processor
PublicationIn this letter, numerically efficient implementation of the finite-difference time domain (FDTD)-compatible Green's function on a multicore processor is presented. Recently, closed-form expression of this discrete Green's function (DGF) was derived, which simplifies its application in the FDTD simulations of radiation and scattering problems. Unfortunately, the new DGF expression involves binomial coefficients, whose computations...
-
Filtering EBG Structures Implemented in Coplanar Waveguide Feedline of Planar Slot Antenna
PublicationA novel compact dual-band slot antenna fed by a coplanar waveguide (CPW) incorporating electromagnetic band gap (EBG) structures has been proposed. At first, a classic wideband slot antenna fed by a CPW, dedicated to work in 2 ÷ 18 GHz band, has been designed. Subsequently, by adding simple EBG filtering structures into a CPW feedline, a dual-band performance ranging from 2.5 to 5.3 GHz and from 13.5 to 16.3 GHz, with the voltage...
-
Finite element matrix generation on a GPU
PublicationThis paper presents an efficient technique for fast generation of sparse systems of linear equations arising in computational electromagnetics in a finite element method using higher order elements. The proposed approach employs a graphics processing unit (GPU) for both numerical integration and matrix assembly. The performance results obtained on a test platform consisting of a Fermi GPU (1x Tesla C2075) and a CPU (2x twelve-core...
-
Implementation of FDTD-Compatible Green's Function on Graphics Processing Unit
PublicationIn this letter, implementation of the finite-difference time domain (FDTD)-compatible Green's function on a graphics processing unit (GPU) is presented. Recently, closed-form expression for this discrete Green's function (DGF) was derived, which facilitates its applications in the FDTD simulations of radiation and scattering problems. Unfortunately, implementation of the new DGF formula in software requires a multiple precision...
-
Influence of realistic antenna radiation pattern on rf fingerprinting accuracy
Publication -
Integrated controller for ultra high frequency technique laboratory
PublicationDepartment of Microwave and Antenna Engineering decided to modernize the laboratory of Ultra High Frequency Techniques. The main change was to replace measurement of the field distribution inside rectangular waveguides by analysing the fields around striplines. This involved the need to overcome several technical and conceptual problems. Precise positioning of the probe and reading the field distribution near the stripline is important...
-
Investigation of multilayer magic-t configurations using novel microstrip-slotline transitions
PublicationArtykuł opisuje badania i proces projektowania dwóch układów rozgałęzień typu magiczne T. Rozgałęzienia wykorzystują nowe przejścia linii mikropaskowej i szczelinowej. Jeden z badanych układów charakteryzował się 40% pasmem pracy przy zmienności amplitudy 0.2dB i fazy 0.5 stopnia. Wyniki badań zostały zweryfikowane przez pomiary wykonanych prototypów układów.
-
Investigations of four-port circulator utilizing cylindrical ferrite coupled line junction
PublicationW pracy przedstawiono wykorzystanie pojedynczej cylindrycznej sekcji ferrytowych linii sprzężonych do realizacji układu cyrkulatora czterowrotowego. Opisany został proces projektowy sekcji FCL oraz planarnych układów zasilające. Otrzymane z symulacji wyniki zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
-
Investigations of nonreciprocal devices employing cylindrical ferrite coupled line junction
PublicationArtykuł opisuje wykorzystanie cylindrycznej sekcji ferrytowych linii sprzężonych do realizacji układów niewzajemnych. W artykule opisano proces projektowy izolatora ferrytowego wykorzystującego badaną sekcję oraz planarne układy zasilające. Uzyskane z symulacji wyniki zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
-
Low Power Baseband Processor for M2M Reconfigurable Radio Test Platform
PublicationSoftware Defined Radio (SDR) is becoming more andmore frequently used technique for wireless communication. Itfacilitates as fast prototyping and is a versatile method fordeveloping new communication systems. SDR can be realizedbased on high computational capacity platform, where powerconsumption is no a primary concern like i.e. DVB or BTStransmitters. Another trend are low power systems, whereavailable power in reduced and more...
-
Macro-elements and Model Order Reduction for Efficient Three-Dimensional FEM Analysis
PublicationAn efficient model order reduction (MOR) methodology for three dimensional vector finite element method (FEM) is developed to accelerate simulations of the structures containing features that cause strong variations of mesh density. As the result of presented algorithm, FEM subsystems of equations corresponding to the selected refined region are converted into a very compact sets of linear equations, called macro-elements.Numerical...
-
Mikropaskowy promiennik prostokątny o zredukowanych wymiarach poprzecznych
PublicationW rozdziale omówiono wyniki prac nad anteną mikropaskową, o zredukowanych wymiarach poprzecznych, przeznaczoną do pracy w szyku antenowym w systemie IFF. Na wstępie zaprojektowano oraz wykonano modele pojedynczej anteny mikropaskowej, spełniające wymagania co do parametrów elektrycznych. Badania eksperymentalne tych modeli dotyczyły wpływu wymiarów wspólnej masy na charakterystyki promieniowania oraz wpływu odległości pomiędzy...
-
Mikropaskowy promiennik prostokątny o zredukowanych wymiarach poprzecznych
PublicationW rozdziale omówiono wyniki badań nad miniaturyzacją wymiarów poprzecznych anteny mikropaskowej przeznaczonej do pracy w systemie IFF/SSR. Zastosowanie dwóch szczelin sprzęgających: prostokątnej oraz typu H pozwoliło zwiększyć pasmo pracy oraz poprawić dopasowanie anteny. Przedstawiono wyniki symulacji oraz pomiarów parametrów anteny: WFS wejściowego oraz charakterystyk promieniowania w obu płaszczyznach ortogonalnych.
-
Multi-core and Multiprocessor Implementation of Numerical Integration in Finite Element Method
PublicationThe paper presents techniques for accelerating a numerical integration process which appears in the Finite Element Method. The acceleration is achieved by taking advantages of multi-core and multiprocessor devices. It is shown that using multi-core implementation with OpenMP and a GPU acceleration using CUDA architecture allows one to achieve the speedups by a factor of 5 and 10 on a CPU and GPUs, respectively.
-
Multimodal coupling matrix for an array of rectangular slots on conducting cylinder
PublicationArtykuł prezentuje metodę wyznaczania sprzężeń wzajemnych pomiędzy aperturami promieniującymi położonymi na przewodzącym cylindrze. Pokazano sposób wyznaczania wielorodzajowej macierzy rozproszenia reprezentującej sprzężenia własne i wzajemne w badanej strukturze.
-
Mutual coupling of elliptical microstrip resonators
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wzajemnych sprzężeń w mikropaskowych promiennikach w kształcie prostokąta lub elipsy. W badaniach została wykorzystana dwuwymiarowa metoda przestrzeni widmowej, w której analizowane struktury oświetlane są pojedynczą falą płaską.
-
Novel topology of compact coplanar waveguide resonant cell low-pass filter
PublicationIn this study, a novel pseudoelliptic function low-pass filter (LPF) constituted by a compact coplanar waveguide resonant cell has been designed and manufactured. The lumped-element seven-pole prototype has been adequately realized by using complementary perturbations located both in signal line and ground plane metallization. The fabricated uniplanar LPF offers a compact size of 5.6 x 9.8 mm2, return loss better than 26 dB over...
-
On the approximation of the UWB dipole elliptical arms with stepped-edge polygon
PublicationA simple method of approximation of the ellipticalpatch with stepped-edge polygon is proposed as an introductionto wider studies over the planar ultrawideband (UWB) antennas.The general idea is to replace the elliptical patch with an equivalentpolygonal patch, with minimum loss in the performance. Theprinciples of the proposed method are presented in this letter, aswell as the results of performed numerical studies and its experimentalverification....
-
Reduced order models in computational electromagnetics (in memory of Ruediger Vahldieck)
PublicationThis paper reviews research of Ruediger Vahldieck's group and the group at the Gdansk University of Technology in the area of model order reduction techniques for accelerating full-wave simulations. The applications of reduced order models to filter design as well as of local and nested(multilevel) macromodels for solving 3D wave equations and wave-guiding problems using finite difference and finite element methods are discussed.
-
Reliable testbed for indoor positioning systems
PublicationThis paper proposes a test environment for indoor localization system, based on radio wave propagation prosperities. The following sections presents variety of problems from the assessment of the existing localization system to the analysis of inconveniences which occur when comparison of different localization systems is implemented. The problem is associated with different testing environments presented in published papers is...
-
Simple and low-cost wireless voting system
PublicationThis paper presents the concept of a simple and low-cost wireless voting system working on the 868 MHz frequency band. Described system is dedicated to general shareholders assemblies but it can be easily adapted for other applications. The main advantage is its simplicity and mobility as it consists solely of three components - voting modules, base station and a PC application from which the whole system is managed. This architecture...
-
Simulation and Experiment of a Compact Wideband 90^{circ} Differential Phase Shifter
PublicationArtykuł przedstawia projekt i analizę kompaktowego różnicowego przesuwnika fazy, który jest rozwinięciem konfiguracji zaproponowanej Abbosha poprzez modyfikację obciążenia wrót. Zaproponowana konfiguracja zawiera 3dB sprzęgacz kierunkowy z wrotami transmisyjnymi i sprzężonymi zakończonymi obciążeniami reaktancyjnymi. W artykule przedstawiono model teoretyczny prezentujący zasadę działania układu i jego projekt. Uzyskane wyniki...
-
Simulation and experiment of radiating slot in a ground-plane of microstrip junction
PublicationW pracy przedstawiono badania numeryczne oraz eksperymentalne szczeliny promieniującej umieszczonej w płaszczyźnie masy złącza mikropaskowego. Złącze mikropaskowe składa się z linii mikropaskowej oraz rozwartego na końcu sęka. Szczelina umieszczona jest równolegle do linii mikropaskowej.
-
Slow-wave resonant structures in branch-line coupler miniaturization: a case study
PublicationA case study of novel slow-wave resonant structures dedicated to efficient microstrip branch-line coupler size reduction has been presented. A compact 3-dB branch-line coupler has been designed to mimic the performance of its conventional counterpart, simultaneously demonstrating a substantial 88% surface area reduction. The vital usefulness of the approach in the process of microstrip line abbreviation has been experimentally...
-
Space-mapping-based design flow of miniaturized broadband matching transformer with perforated metallization
PublicationA fast design procedure of unconventional passive components has been presented and experimentally validated on the basis of a wideband microstrip four-section matching transformer (50:6 OHm). A classic impedance matching circuit has been miniaturized by means of compact microstrip resonant cells (CMRCs) leading to a considerable length reduction (34%) together with minor degradation in its performance. The spacemapping-based design...
-
Szyk planarny anten mikropaskowych z przeznaczeniem do radaru dopplerowskiego
Publicationw pracy opisano konstrukcję oraz wyniki pomiarów szyku 4 anten mikropaskowych w postaci macierzy 2x2 na częstotliwość 10 ghz, z przeznaczeniem do pracy w układzie radaru dopplerowskiego. pojedynczym promiennikiem w omawianym szyku jest antena mikropaskowa, zasilana przez sprzężenie elektromagnetyczne realizowane przez szczelinę we wspólnym ekranie. wykorzystanie szyku w układzie radaru dopplera stwarza wymagania w stosunku do charakterystyk...
-
Very High Frequency Technique Laboratory - First Step to the World of Microwaves
PublicationArtykuł opisuje nowe podejście do zajęć dydaktycznych związanych z przedmiotem Technika Bardzo Wysokich Częstotliwości.
-
Zero-pole approach to computer aided design of in-line siw filters with transmission zeros
PublicationThis paper presents a design of a new type of in-line pseudo-elliptic filters implemented in substrate integrated waveguide(SIW) technology. To realize transmission zeros in in-line topology,frequency-dependent couplings were used. Such dispersive couplingswere implemented as shorted stubs. The design process startswith the generation of a suitable starting point. To this end, anapproximation of SIW as a rectangular waveguide is...
Year 2011
-
4x4 Butler matrix in microstrip-slot technology for 5.4 - 5.7 GHz frequency band
PublicationW pracy zaprezentowano projekt, realizację oraz wyniki pomiarów parametrów 8-wrotowej, mikropaskowej matrycy Butlera wykonanej w technice wielowarstwowej. Poprzez odpowiednie rozmieszczenie wrót układu oraz zastosowanie sprzęgaczy wykorzystujących efekt sprzężenia poprzez szczelinę w płaszczyźnie wspólnej masy wyeliminowano konieczność zastosowania skrzyżowań linii mikropaskowych. Zrealizowany układ wydaje się obiecujący, ze względu...
-
A memory efficient and fast sparse matrix vector product on a Gpu
PublicationThis paper proposes a new sparse matrix storage format which allows an efficient implementation of a sparse matrix vector product on a Fermi Graphics Processing Unit (GPU). Unlike previous formats it has both low memory footprint and good throughput. The new format, which we call Sliced ELLR-T has been designed specifically for accelerating the iterative solution of a large sparse and complex-valued system of linear equations arising...
-
A New Type of Macro-Elements for Efficient Two-Dimensional FEM Analysis
PublicationThis letter deals with a model order reduction technique applicable for driven and eigenvalue problems solved using the finite element method (FEM). It allows one to efficiently compute electromagnetic parameters of structures comprising small features that require strong local mesh refinement. The subdomains of very fine mesh are separated from the global domain as so called macro-elements that undergo model reduction. The macro-elements...
-
A Novel Modal Technique for Time and Frequency Domain Analysis of Waveguide Components
PublicationW pracy zaprezentowano, nową i szybką metodę analizy komponentów falowodowych. Metoda opiera się na kombinacji metody różnic skończonych, metody dekompozycji dziedziny obliczeniowej, redukcji rzędu modelu oraz dyskretnych rozwinięć funkcyjnych. Przedstawiona technika pozwala na skrócenie czasu analizy układu nawet o dwa rzędy wielkości w stosunku do poprzednich algorytmów.
-
An automated microwave planar filter design based on space mapping optimization
Publication -
Analysis of microstructured optical fibers using compact macromodels
PublicationW niniejszym artykule zaproponowano nową technikę analizy światłowodów fotonicznych. Zaprezentowany algorytm jest kombinacją metody redukcji rzędu modelu oraz techniki dyskretnych rozwinięć funkcyjnych i pozwala w znaczącym stopniu zmniejszyć liczbę zmiennych (nawet do 85%), redukując (nawet 16 krotnie) czas symulacji.
-
Application of hybrid finite-difference mode-matching method to analysis of structures loaded with axially-symmetrical posts
PublicationW artykule przedstawiono nową metodę hybrydową do analizy układów falowodowych zawierających dowolne konfiguracje obiektów osiowo-symetrycznych. Metoda oparta jest na połączeniu metody różnic skończonych, metody dopasowania rodzajów oraz iteracyjnej procedury rozpraszania. W pracy przedstawiono badania zbieżności metody. Uzyskane wyniki numeryczne porównano z wynikami odniesienia. Duża zgodność wyników potwierdziła poprawność opracowanego...
-
Compact antenna array comprising fractal-shaped microstripradiators
PublicationA design method of antenna array consisting of eight microstrip patches modified with Sierpinski fractal curves has been presented andexperimentally validated in this paper. Method proposed has enabled the achievement of considerable miniaturization of array length (26%),together with multi-band behavior of the antenna, which proves the attractiveness of presented design methodology and its ability to be implemented in more complex...
-
Compact broadband multi-way 1:6 power divider
PublicationThis paper introduces a design flow of a microstrip multi-way 1:6 power divider incorporating photonic bandgap (PBG) structures. Themethod proposed has enabled the achievement of considerable miniaturization (15%) together with transmission characteristics enhancement(141% bandwidth). Measured results show significant similarity to theoretical characteristics, which proves the attractiveness of presented design methodology.
-
Compact Planar Balun for the UWB Dipole Feeding Network
PublicationW pracy opisano wyniki z badań numerycznych ultra szerokopasmowego symetryzatora planarnego o zredukowanych wymiarach. Układ został zaprojektowany w oparciu o konfigurację opisaną w literaturze. Względem konfiguracji bazowej, układ przeprojektowano na inne podłoże. W celu weryfikacji przydatności układu, przeprowadzono symulację anteny dipolowej zasilanej opisywanym symetryzatorem. Na podstawie otrzymanych rezultatów przekazano...
-
Design of Microwave Lossy Filter Based on Substrate Integrated Waveguide (SIW)
PublicationIn this letter, we propose a lossy three-pole Chebyshev filter centered at 5.15 GHz, based on the substrate integrated waveguide (SIW) with scattering characteristics shifted down by 5.68 dB. The filter is composed of three directly coupled SIW cavities with three lossy couplings between nonadjacent resonators. These additional couplings are realized using mixed coupled slot and microstrip lines connected with metal electrode leadless...
-
Doubly miniaturized rat-race hybrid coupler
PublicationTwo complementary miniaturization techniques have beenapplied to reduce the size of a rat-race hybrid coupler: (i) conventional microstrip sections have been replaced with their diminished lowimpedance counterparts as the first step of size reduction and (ii) novel fractal-shaped compact microstrip resonant cells dedicated to efficiently shorten low-impedance transmission line segments have been implemented as the second step of...
-
Efficient and Systematic Solution of Real and Complex Eigenvalue Problems Employing Simplex Chain Vertices Searching Procedure
PublicationW artykule zaprezentowano nowatorską metodę, pozwalającą w bardzo efektywny sposób rozwiązywać rzeczywiste i zespolone zagadnienia własne (które przekształcić można w równania nieliniowe) często spotykane w elektrodynamice obliczeniowej. Idea metody oparta jest o śledzenie miejsc zerowych otrzymanego równania nieliniowego. W proponowanej technice zastosowano regularne wielościany, budując z nich łańcuch (ścieżkę) poszukiwanych...
-
Efficient calculation of the resonant frequencies of a SIW resonator with FDFD-based macromodel algorithm
PublicationW pracy przedstawiono efektywną metodę do analizy struktur ze integrowanym podłożem (SIW). W celu szybkiego obliczenia częstotliwości rezonansowych używany jest algorytm FDFD z zaimplementowanymi makromodelami.
-
Electromagnetic wave scattering from material objects using hybrid methods
PublicationRozdział zawiera opis hybrydowych metod analizy stanowiących połączenie metody różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości (FDFD) z metodą dopasowania rodzajów (MM), służących do badania cylindrycznych struktur falowych w układach zamkniętych i otwartych.
-
Filtrujące struktury ebg w układzie zasilania planarnej anteny szczelinowej
PublicationW pracy zaprezentowano koncepcję miniaturyzacji systemu nadawczo/odbiorczego polegającą na wprowadzeniu filtrujących struktur EBG (ang. Electromagnetic BandGap) w torze zasilania anteny, dzięki czemu możliwa jest eliminacja dodatkowego komponentu filtrującego. Rozważono szerokopasmową antenę szczelinową o konwencjonalnej topografii, którą następnie zmodyfikowano poprzez umieszczenie w układzie zasilania prostej, pasmowo-zaporowej...
-
Filtrujące struktury EBG w układzie zasilania planarnej anteny szczelinowej
PublicationW referacie zaprezentowano zminiaturyzowaną, dwuzakresową antenę szczelinową zasilaną poprzez linię koplanarną zawierającą filtrujące struktury EBG. Szerokopasmową antenę szczelinową o konwencjonalnej topografii zmodyfikowano umieszczając prostą komórkę EBG w układzie zasilania anteny, otrzymując w rezultacie dwa zakresy pracy struktury antenowej: 2.5 ÷ 5.3 GHz oraz 13.5 ÷ 16.3 GHz, przy współczynniku fali stojącej WFS≤2. Wyniki...