Filters
total: 134
filtered: 129
Search results for: FDFD
-
Efficient analysis of waveguide componets using a hybrid PEE-FDFD algorithm.
PublicationZaproponowano przyspieszenie analizy podzespołów falowodowych poprzez połączenie metody różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości FDFD oraz rozwinięcia w funkcje własne PEE. Proponowane sformułowanie pozwala jawnie zdefiniować operator macierzowy dla zadanego problemu. Proponowana technika została zaprezentowana zarówno dla problemów własnych jak i układów z pobudzeniem.
-
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.
-
Approximate analytical boundary conditions for efficient finite difference frequency domain simulations in cylindrical coordinates
PublicationW artykule zaprezentowano prostą technikę analizy rezonatora otwartego. Algorytm łączy w sobie metodę różnic skończonych i rozwinięć funkcyjnych , umożliwiając implementację warunków brzegowych symulujących otwartą przestrzeń. Metoda testowana była w analizie rezonatorów o różnych wymiarach,a otrzymane wyniki dobrze zgadzały się z rezultatami innych metod.
-
3D Macromodels in the FDTD filter analysis.
PublicationW artykule pokazane jest zastosowanie makromodeli 3D do analizy filtrow metoda FDTD. Makromodele tworzone są w oparciu o opis objętości metodą FDFD, a następnie redukcję równań stanu metodą ENOR. Metoda pozwala na uzyskanie dużych dokładności przy czasie obliczeń zbliżonym do siatki podstawowej.
-
Stability of the FDTD scheme containing macromodels.
PublicationZaprezentowano analizę stabilnościową algorytmu różnic skończonych w dziedzinie czasu zawierającego makromodele. Pokazano, że dla uzyskania stabilnych makromodeli stabilność schematu FDTD połączonego z makromodelami zależy od sposobu przeprowadzenia interpolacji pól granicznych. Maksymalny dozwolony krok czasowy jest dużo większy niż dla subgriddingu.
-
Model order reduction for subgridding in fdtd scheme
PublicationW artykule zaprezentowana została technika pozwalająca na uzyskanie wysokiej rozdzielczości w metodzie FDTD. Prezentowany algorytm jest połączeniem metod redukcji rzędu modelu i lokalnych zagęszczeń zaimplementowanych do FDTD. Pozwala to zmniejszyć liczbę użytych zmiennych stanu, a także skrócić krok czasowy, co skutkuje znacznie krótszym czasem symulacji, niż w przypadku klasycznej metody FDTD.
-
Optimization of a FDTD code for graphical processing units
PublicationArtykuł prezetuje implementację algorytmu FDTD w postaci jawnej przeznaczonej dla kart graficznych. Wykazany został wzrost efektywności obliczeń numerycznych w odniesieniu do implementacji przeznaczonej dla procesora komputerowego.
-
Advanced Macromodel Matrix Structure Cloning for FDTD
PublicationWe propose an improved macromodel-based techniquefor efficient analysis of the structures based on PhotonicCrystals (PhC). The technique involves a new structure of thecoupling matrix and advanced cloning of not only the macromodel matrices, but also the coupling matrices SE and SH.The method allows one to shorten considerably the preprocessingtime, the RAM usage and also the iterating speed of performingFDTD. With this...
-
Implementation of matrix-type FDTD algorithm on a graphics accelerator
PublicationArtykuł prezetuje implementację algorytmu FDTD w postaci macierzowej przeznaczonej dla kart graficznych. Wykazany został wzrost efektywności obliczeń numerycznych w odniesieniu do implementacji przeznaczonej dla procesora komputerowego.
-
Windowing of the Discrete Green's Function for Accurate FDTD Computations
PublicationThe paper presents systematic evaluation of the applicability of parametric and nonparametric window functions for truncation of the discrete Green's function (DGF). This function is directly derived from the FDTD update equations, thus the FDTD method and its integral discrete formulation can be perfectly coupled using DGF. Unfortunately, the DGF computations require processor time, hence DGF has to be truncated with appropriate...
-
Accuracy of the Discrete Green's Function Formulation of the FDTD Method
PublicationThis paper reports an evaluation of the accuracy of the discrete Greens function (DGF) formulation of the finite-difference time-domain (FDTD) method. Recently, the closed-form expression for the DGF and its efficient numerical implementation were presented, which facilitates applications of the DGF in FDTD simulations of radiation and scattering problems. So far, the accuracy of the DGF formulation of the FDTD method has been...
-
Hybridization of the FDTD method with use of the discrete Green's function
PublicationIn this contribution, a hybrid technique is presented which combines the finite-difference time-domain (FDTD) method and the discrete Green's function (DGF) formulation of this method. FDTD is a powerful technique for the analysis of complex penetrable objects but its application is not efficient when the computational domain includes many free-space cells. Therefore, the hybrid method was developed which is applicable to complex...
-
A technique of stabilizing FDTD-subgridding algorithm using reciprocity principle
PublicationW artykule przedstawiono wykorzystanie zasady wzajemności w procesie stabilizacji zagęszczania siatki dla fdtd. Metoda ta oryginalnie służyła tylko do sprawdzenia stabilności algorytmów zagęszczających siatki fdtd, jednak pozwala ona na zmianę współczynnika sprzężenia pomiędzy polami występującymi na brzegach w ten sposób, że algorytm siatkowania jest stabilny. Zaprezentowana metoda została zweryfikowana testami numerycznymi pod...
-
Acceleration of the DGF-FDTD method on GPU using the CUDA technology
PublicationWe present a parallel implementation of the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method on a graphics processing unit (GPU). The compute unified device architecture (CUDA) parallel computing platform is applied in the developed implementation. For the sake of example, arrays of Yagi-Uda antennas were simulated with the use of DGF-FDTD on GPU. The efficiency of parallel computations...
-
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...
-
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...
-
OpenGL accelerated method of the material matrix generation for FDTD simulations
PublicationThis paper presents the accelerated technique of the material matrix generation from CAD models utilized by the finite-difference time-domain (FDTD) simulators. To achieve high performance of these computations, the parallel-processing power of a graphics processing unit was employed with the use of the OpenGL library. The method was integrated with the developed FDTD solver, providing approximately five-fold speedup of the material...
-
Provisional model technique in the FDTD analysis of high-q resonators.
PublicationW artykule zaproponowano nową metodą wyznaczania wartości współczynnika dobroci oraz częstotliwości rezonansowych rezonatorów dużej dobroci na podstawie odpowiedzi układów w dziedzinie czasu. Przebiegi czasowe, będące rezultatem symulacji pełnofalowej układów, modelowane są dwukrotnie. Pierwszy model, tzw. model prowizoryczny, wykorzystywany jest do przedłużenia oryginalnego ciągu czasowego w celu zapobieżenia zniekształceniu wspomnianego...
-
Au–Si plasmonic platforms: synthesis, structure and FDTD simulations
PublicationPlasmonic platforms based on Au nanostructures have been successfully synthesized by directional solidification of a eutectic from Au and the substrate. In order to determine homogeneous shape and space distribution, the influence of annealing conditions and the initial thickness of the Au film on the nanostructures was analyzed. For the surface morphology studies, SEM and AFM measurements were performed. The structure of platforms...
-
Makromodele w metodzie różnic skończonych.
PublicationPrzedstawiono nową technikę zwiększającą dokładność i szybkość pełnofalowej analizy złożonych struktur mikrofalowych wykorzystującą technikę redukcji rzędu modelu ang. Model Order Reduction (MOR) w połączeniu z metodami różnic skończonych (FDTD, FDFD). Zastosowanie wysokorozdzielczego algorytmu FDTD i FDFD zawierającego makromodele pozwala na dobre odwzorowanie zmienności pól elektromagnetycznych w całej dziedzinie obliczeniowej....
-
FDTD Simulations on Disjoint Domains with the Use of Discrete Green's Function Diakoptics
PublicationA discrete Green's function (DGF) approach to couple disjoint domains in the finite-difference time-domain (FDTD) grid is developed. In this method, total-field/scattered-field (TFSF) FDTD domains are associated with simulated objects whereas the interaction between them is modeled with the use of the DGF propagator. Hence, source and scatterer are simulated in separate domains and updating of vacuum cells, being of little interest,...
-
Parallel implementation of the DGF-FDTD method on GPU Using the CUDA technology
PublicationThe discrete Green's function (DGF) formulation of the finite-difference time-domain method (FDTD) is accelerated on a graphics processing unit (GPU) by means of the Compute Unified Device Architecture (CUDA) technology. In the developed implementation of the DGF-FDTD method, a new analytic expression for dyadic DGF derived based on scalar DGF is employed in computations. The DGF-FDTD method on GPU returns solutions that are compatible...
-
How to render FDTD computations more effective using agraphics accelerator.
PublicationGraphics processing units (GPUs) for years have been dedicated mostly to real time rendering. Recently leading GPU manufactures have extended their research area and decided to support also graphics computing. In this paper, we describe an impact of new GPU features on development process of an efficient finite difference time domain (FDTD) implementation.
-
Low order autoregressive (AR) models for FDTD analysis of microwave filters.
PublicationArtykuł opisuje zastosowanie modeli AR w celu poprawy efektywności analizy struktur filtrujących metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu (FD-TD). Opisanych jest szereg kryteriów pozwalających na automatyczne tworzenie modeli AR sygnałów czasowych, w tym wybór fragmentu odpowiedzi układu stanowiący podstawę ekstrakcji współczynników modelu, współczynnika decymacji oraz rzędu modelu. Skuteczność wprowadzonych kryteriów...
-
O charakterystykach obciążeniowych interfejsu radiowego WCDMA/FDD
PublicationPrzedstawiono dyskusję o obciążeniu interfejsu radiowego WCDMA/FDD w łączu w górę i w dół. Scharakteryzowano charakterystyki obciążeniowe interfejsu radiowego w obu kierunkach transmisji.
-
Acceleration of the Discrete Green’s Function Formulation of the FDTD Method Based on Recurrence Schemes
PublicationIn this paper, we investigate an acceleration of the discrete Green's function (DGF) formulation of the FDTD method (DGF-FDTD) with the use of recurrence schemes. The DGF-FDTD method allows one to compute FDTD solutions as a convolution of the excitation with the DGF kernel. Hence, it does not require to execute a leapfrog time-stepping scheme in a whole computational domain for this purpose. Until recently, the DGF generation...
-
Discrete Green's function approach to disjoint domain simulations in 3D FDTD method
PublicationA discrete Green’s function (DGF) approach to couple 3D FDTD subdomains is developed. The total-field/scattered-field subdomains are simulated using the explicit FDTD method whilst interaction between them is computed as a convolution of the DGF with equivalent current sources measured over Huygens surfaces. In the developed method, the DGF waveforms are truncated using the Hann’s window. The error varies in the range -65 to -40...
-
Crank–Nicolson FDTD Method in Media Described by Time-Fractional Constitutive Relations
PublicationIn this contribution, we present the Crank-Nicolson finite-difference time-domain (CN-FDTD) method, implemented for simulations of wave propagation in media described by time-fractional (TF) constitutive relations. That is, the considered constitutive relations involve fractional-order (FO) derivatives based on the Grünwald-Letnikov definition, allowing for description of hereditary properties and memory effects of media and processes....
-
FDTD Method for Electromagnetic Simulations in Media Described by Time-Fractional Constitutive Relations
PublicationIn this paper, the finite-difference time-domain (FDTD) method is derived for electromagnetic simulations in media described by the time-fractional (TF) constitutive relations. TF Maxwell’s equations are derived based on these constitutive relations and the Grünwald–Letnikov definition of a fractional derivative. Then the FDTD algorithm, which includes memory effects and energy dissipation of the considered media, is introduced....
-
Reinforcement Learning Algorithm and FDTD-based Simulation Applied to Schroeder Diffuser Design Optimization
PublicationThe aim of this paper is to propose a novel approach to the algorithmic design of Schroeder acoustic diffusers employing a deep learning optimization algorithm and a fitness function based on a computer simulation of the propagation of acoustic waves. The deep learning method employed for the research is a deep policy gradient algorithm. It is used as a tool for carrying out a sequential optimization process the goal of which is...
-
Implementation of FDTD-compatible Green's function on heterogeneous CPU-GPU parallel processing system
PublicationThis paper presents an implementation of the FDTD-compatible Green's function on a heterogeneous parallel processing system. The developed implementation simultaneously utilizes computational power of the central processing unit (CPU) and the graphics processing unit (GPU) to the computational tasks best suited to each architecture. Recently, closed-form expression for this discrete Green's function (DGF) was derived, which facilitates...
-
Efektywne metody lokalizowania terminala ruchomego w systemie WCDMA/FDD
PublicationZaproponowano, poddano analizie i zbadano na drodze symulacyjnej dwie nowe, efektywne metody lokalizowania terminala ruchomego w systemie WCDMA/FDD (Wideband Code Division Multiple Access/Frequency Division Duplex). Metody te umożliwiają estymację położenia terminala ruchomego bez konieczności znajomości różnicy czasów w synchronizacji stacji bazowych RTD (Relative Time Difference). Eliminacja różnicy czasów RTD znacząco upraszcza...
-
A method of the UMTS-FDD network design based on universal load characteristics
PublicationIn the paper an original method of the UMTS radio network design was presented. The method is based on simple way of capacity-coverage trade-off estimation for WCDMA/FDD radio interface. This trade-off is estimated by using universal load characteristics and normalized coverage characteristics. The characteristics are useful for any propagation environment as well as for any service performance requirements. The practical applications...
-
O jakości transmisji i pojemności interfejsu radiowego WCDMA/FDD
PublicationW referacie przedstawiono dyskusję o pojemności interfejsu radiowego WCDMA/FDD w łączu w górę iw dół. Wskazano różnice w mechanizmach przesyłania sygnałów rzutujące na jakość transmisji oraz pojemność interfejsu radiowego.
-
Nowa metoda lokalizowania terminala ruchomego w systemie WCDMA/FDD
PublicationW referacie zaprezentowano nową metodę lokalizowania terminala ruchomego w systemie WCDMA/FDD (Wideband Code Division Multiple Access / Frequency Division Duplex). Metoda ta umożliwia estymację położenia geograficznego terminala ruchomego MS (Mobile Station) bez znajomości różnic czasowych w synchronizacji RTD (Relative Time Difference) poszczególnych stacji bazowych BS (Base Station), biorących udział w tym procesie. Do eliminacji...
-
Hybrid Technique Combining the FDTD Method and Its Convolution Formulation Based on the Discrete Green's Function
PublicationIn this letter, a technique combining the finite-difference time-domain (FDTD) method and its formulation based on the discrete Green's function (DGF) is presented. The hybrid method is applicable to inhomogeneous dielectric structures that are mutually coupled with wire antennas. The method employs the surface equivalence theorem in the discrete domain to separate the problem into a dielectric domain simulated using the FDTD method...
-
Structure, luminescent properties and FDTD simulation of TeO2-BaO-Bi2O3-Ag:Ln3+ glass-ceramics system
PublicationTeO2-BaO-Bi2O3-Ag glass systems (TBB) co-doped with terbium and europium ions have been successfully synthesized through conventional melt-quenching technique. Heat treatment procedure at 350 °C has been conducted in order to synthesize silver nanoparticles embedded in TBB glass matrix. Structural measurements involved XRD studies that revealed no crystallization of glass structure after heat treatment at elevated temperatures....
-
FDTD-Compatible Green's function based on scalar discrete Green's function and multidimensional Z-transform
PublicationIn this contribution, a new formulation of the discrete Green's function (DGF) is presented for the finitedifference time-domain (FDTD) grid. Recently, dyadic DGF has been derived from the impulse response of the discretized scalar wave equation (i.e., scalar DGF) with the use of the multidimensional Z-transform. Its software implementation is straightforward because only elementary functions are involved and a single function...
-
Parallel Implementation of the Discrete Green's Function Formulation of the FDTD Method on a Multicore Central Processing Unit
PublicationParallel implementation of the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method was developed on a multicore central processing unit. DGF-FDTD avoids computations of the electromagnetic field in free-space cells and does not require domain termination by absorbing boundary conditions. Computed DGF-FDTD solutions are compatible with the FDTD grid enabling the perfect hybridization of FDTD...
-
Recurrence scheme for FDTD-compatible discrete Green's function derived based on properties of Gauss hypergeometric function
PublicationIn this paper, the formulation of one-dimensional FDTD (Finite-difference time-domain)-compatible discrete Green's function (DGF) is derived based on the Gauss hypergeometric function (GHF). The properties of GHF make it possible to derive the recurrence scheme only in the time domain for the DGF generation. Furthermore, this recurrence scheme is valid for any stable time-step size and can be implemented using standard numerical...
-
A New Expression for the 3-D Dyadic FDTD-Compatible Green's Function Based on Multidimensional Z-Transform
PublicationIn this letter, a new analytic expression for the time-domain discrete Green's function (DGF) is derived for the 3-D finite-difference time-domain (FDTD) grid. The derivation employs the multidimensional Z-transform and the impulse response of the discretized scalar wave equation (i.e., scalar DGF). The derived DGF expression involves elementary functions only and requires the implementation of a single function in the multiple-precision...
-
Charakterystyki pojemnościowe interfejsu radiowego WCDMA/FDD w miejskim środowisku propagacyjnym
PublicationW referacie przedstawiono oryginalną metodologię analizy pojemności interfejsu WCDMA/FDD w łączu w górę i w dół. Określono wpływ ortogonalności sygnałów odbieranych oraz interferencji zewnętrznych na pojemność w środowisku miejskim o różnych charakterystykach propagacyjnych.
-
Wykorzystanie liniowych detektorów łącznych MUD w interfejsie radiowym WCDMA/FDD
PublicationPrzeanalizowano możliwości wykorzystania liniowych detektorów łącznych w odbiorniku RAKE w interfejsie radiowym WCDMA/FDD.
-
Analiza obciążalności interfejsu radiowego WCDMA/FDD w łączu w dół.
PublicationW artykule przedstawiono analizę obciążalności interfejsu radiowego WCDMA/FDD systemu UMTS w łączu w dól. Pokazano w jaki sposób zmienia się całkowita, dopuszczalna przepływność w zależności od poziomu maksymalnego, dopuszczalnego obciążenia łącza radiowego dla różnych wymaganych wartości (Eb/Nt)n. Przeanalizowano wpływ położenia stacji ruchomej w komórce na generowane obciążenie, w miejskim oraz mobilnym środowisku propagacyjnym.
-
Analiza efektywności techniki WCDMA/FDD w segmencie naziemnym systemu UMTS.
PublicationEfektywna realizacja procesu planowania sieci komórkowej UMTS będzie możliwa tylko wówczas, kiedy znane będą wszystkie zależności pomiędzy różnymi charakterystykami systemu oraz wpływ poszczególnych technik i metod dostępnych w systemie na zmiany pojemności, zasięgu i jakości transmisji w warunkach rzeczywistych. Istotnym czynnikiem warunkującym wysoki stopień wykorzystania zasobów radiowych systemu jest określenie charakteru i...
-
Analytical Expression for the Time-Domain Green's Function of a Discrete Plane Wave Propagating in the 3-D FDTD Grid
PublicationIn this paper, a closed-form expression for the time-domain dyadic Green’s function of a discrete plane wave (DPW) propagating in a 3-D finite-difference time-domain (FDTD) grid is derived. In order to verify our findings, the time-domain implementation of the DPW-injection technique is developed with the use of the derived expression for 3-D total-field/scattered-field (TFSF) FDTD simulations. This implementation requires computations...
-
Porównanie klasycznych i ewolucyjnych metod projektowanie dyfuzorów akustycznych w warunkach odsłuchowych symulowanych metodą FDTD
PublicationW niniejszym rozdzaiel przedstawione zostanie porównanie dwóch podejść do projektowania dyfuzorów akustycznych. Pierwsze z nich bazuje na klasycznych założeniach dotyczących wykorzystywania sekwewncji pseudolosowych. Drugie z nich wykorzystuje automatyczne podejście bazujące na wykorzystaniu algorytmów genetycznych. Porównanie takie pozwala na określenie zalet i wad podejśc klasycznych oraz podejśc bazujących na zastosowaniu algorytmu...
-
Analytical Expression for the Time-Domain Discrete Green's Function of a Plane Wave Propagating in the 2-D FDTD Grid
PublicationIn this letter, a new closed-form expression for the time-domain discrete Green's function (DGF) of a plane wave propagating in the 2-D finite-difference time-domain (FDTD) grid is derived. For the sake of its verification, the time-domain implementation of the analytic field propagator (AFP) technique was developed for the plane wave injection in 2-D total-field/scattered-field (TFSF) FDTD simulations. Such an implementation of...
-
Analysis of radiation and scattering problems with the use of hybrid techniques based on the discrete Green's function formulation of the FDTD method
PublicationIn this contribution, simulation scenarios are presented which take advantage of the hybrid techniques based on the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method. DGF-FDTD solutions are compatible with the finite-difference grid and can be applied for perfect hybridization of the FDTD method. The following techniques are considered: (i) DGF-FDTD for antenna simulations, (ii) DGF-based...
-
Tuning of the plasmon resonance location in Au nanostructures coated with a ultrathin film of Al2O3 – Optical measurements and FDTD simulations
PublicationThe Au nanostructures have been coated with an ultra-thin films of amorphous aluminium oxide. Optical absorption spectra show the influence of the thickness of Al2O3 on plasmon resonance wavelength. The observed red-shift of the resonance location with the increase of the thickness of the Al2O3 film, can be explained by the change in the dielectric function of this film. It allows control of the optical spectra of the coated particles....