Search
Search results for: MICROWAVE IC
-
A novel microstrip dual-layer rat-race coupler with compact size and enhanced bandwidth
PublicationMicrowave hybrid couplers are crucial components of mixers, phase shifters, amplifiers and other high-frequency systems. Conventional couplers are characterized by large size which limits their usefulness in modern applications. In this work, a novel compact rat-race coupler with enhanced bandwidth has been proposed. The structure consists of six compact microstrip resonant cells. It is implemented on two separate layers which permits...
-
RAMAN DIAGNOSTICS OF CVD DIAMOND GROWTH
PublicationDevelopment of Raman spectroscopic system for diagnostics of growth of diamond and BDD (Boron- Doped-Diamond) thin films during μPA CVD (Microwave Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) process is described. Raman studies of such films were carried out as in-situ monitoring of film deposition as ex-situ measurements conducted for a sample outside the reaction vessel after manufacturing process. Modular system for the in-situ...
-
Carnivorous plants used for green synthesis of silver nanoparticles with broad-spectrum antimicrobial activity
PublicationIn this study, we exploit the anti-oxidative potential of four carnivorous plants to produce uniform and biologically active silver nanoparticles. The use of polyvinylpyrrolidone promoted syn-thesis of quasi-spherical nanoparticles characterized by stability and high uniformity. Their activity was tested against three human pathogens and three species of plant pathogenic bacteria. The study demonstrates the influence of synthesis...
-
Cost-Efficient EM-Driven Size Reduction of Antenna Structures by Multi-Fidelity Simulation Models
PublicationDesign of antenna systems for emerging application areas such as the Internet of Things (IoT), fifth generation wireless communications (5G), or remote sensing, is a challenging endeavor. In addition to meeting stringent performance specifications concerning electrical and field properties, the structure has to maintain small physical dimensions. The latter normally requires searching for trade-off solutions because miniaturization...
-
The low coherence Fabry-Pérot interferometer with diamond and ZnO layers
PublicationThe authors present a fiber-optic Fabry-Pérot interferometer built with the application of diamond and zinc oxide (ZnO) thin layers. Thin ZnO films were deposited on the tip of a standard telecommunication single-mode optical fiber (SMF- 28) while the diamond layer was grown on the plate of silicon substrate. Investigated ZnO layers were fabricated by atomic layer deposition (ALD) and the diamond films were deposited using Microwave...
-
Inverse surrogate models for fast geometry scaling of miniaturized dual-band couplers
PublicationRe-design of microwave structures for various sets of performance specifications is a challenging task, particularly for compact components where considerable electromagnetic (EM) cross-couplings make the relationships between geometry parameters and the structure responses complex. Here, we address geometry scaling of miniaturized dual-band couplers by means of inverse surrogate modeling. Our approach allows for fast estimation...
-
Determination of Chemical Oxygen Demand (COD) at Boron-doped Diamond (BDD) Sensor by Means of Amperometric Technique
PublicationA boron-doped diamond (BDD) sensor was proposed for effective detection of chemical oxygen demand (COD) by means of amperometric technique. Thin boron doped diamond active sensor layer was deposited on Si wafer and glassy carbon substrate by Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (MW PE CVD). The structure of BDD was confirmed by Raman spectra analysis. Broad Raman bands centered at 482 cm-1 and 1219 cm-1 are typical...
-
Fast Design Optimization of Waveguide Filters Applying Shape Deformation Techniques
PublicationThis paper presents an efficient design of microwave filters by means of geometry optimization using shape deformation techniques. This design procedure allows for modelling complex 3D geometries which can be fabricated by additive manufacturing (AM). Shape deforming operations are based on radial basis function (RBF) interpolation and are integrated into an electromagnetic field simulator based on the 3D finiteelement method (FEM)....
-
Deflated Preconditioned Solvers for Parametrized Local Model Order Reduction
PublicationOne of steps in the design of microwave filters is numerical tuning using full-wave simulators. Typically, it is a time-consuming process as it uses advanced computational methods, e.g. the finite-element method (FEM) and it usually requires multiple optimization steps before the specification goals are met. FEM involves solving a large sparse system of equations at many frequency points and therefore its computational cost is...
-
The use of thin diamond films in fiber optic low-coherence interferometers”
PublicationIn this paper we present the use of thin diamond films in fiber-optic low-coherence interferometers. Two kinds of diamond surfaces were used: undoped diamond film and boron-doped diamond film. They were deposited on glass plates as well as silicon layers. A conventionally used mirror was used as a reference layer. Diamond films were deposited using Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (μPE CVD) system. Measurements...
-
Dispersive Delay Structures With Asymmetric Arbitrary Group-Delay Response Using Coupled-Resonator Networks With Frequency-Variant Couplings
PublicationThis article reports the design of coupled-resonatorbased microwave dispersive delay structures (DDSs) with arbitrary asymmetric-type group delay response. The design process exploits a coupling matrix representation of the DDS circuit as a network of resonators with frequency-variant couplings (FVCs). The group delay response is shaped using complex transmission zeros (TZs) created by dispersive cross-couplings. We also present an...
-
Determination of chemical oxygen demand (cod) at boron-doped diamond (bdd) sensor by means of amperometric technique
PublicationA boron-doped diamond (BDD) sensor was proposed for effective detection of chemical oxygen demand (COD) by means of amperometric technique. Thin boron doped diamond active sensor layer was deposited on Si wafer and glassy carbon substrate by Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (MW PE CVD). The structure of BDD was confirmed by Raman spectra analysis. Broad Raman bands centered at 482 cm-1 and 1219 cm-1 are typical...
-
Macromodeling of multiport systems using a fast implementation of the vector fitting method
PublicationMakromodelowanie układów wieloportowych przy użyciu vector fittingu jest czasochłonne oraz wymaga dużych zasobów obliczeniowych w przypadku gdy wszystkie elementy macierzy systemowej dzielą wspólne bieguny. Artykuł prezentuje stabilne rozwiązanie, które usuwa problem rzadkości macierzy poprzez zastosowanie bezpośrednie dekompozycje QR. Jako przykład przedstawiony został 60 portowy układ, który ilustruje oszczędność czasu potrzebnego...
-
Analysis of single-ground-plane coplanar waveguide
PublicationW pracy przedstawion metodę analizy rodziny koplanarnych linii transmisyjnych z pojedynczym przewodem masy. Oryginalne, nie znane wcześniej wyniki modelowania numerycznego potwierdzone zostały dużą zgodnością z wynikami pomiarów wykonanych dla struktury falowodu koplanarnego z pojedynczym przewodem masy (SGP-CPW.
-
Analysis of circular cavity with cylindrical objects
PublicationArtykuł opisuje analizę rozpraszania fali elektromagnetycznej na obiektach cylindrycznych rozmieszczonych dowolnie w strukturze rezonatora. Analiza oparta jest na metodzie dopasowania rodzajów. Dokładność i poprawność metody jest zweryfikowana poprzez porównanie uzyskanych wyników z wynikami otrzymanymi z metod alternatywnych i własnych pomiarów wykonanych układów.
-
Equivalent spice circuits with guaranteed passivity from nonpassive models
PublicationW artykule przedstawiona została nowa technika wymuszania pasywności schematów zastępczych. Opracowana technika pozwala na konstrukcję schematów zastępczych bardzo złożonych układów, oraz pozwala na wymuszenie pasywności modelu tworzonego na podstawie danych niepasywnych.
-
Projection framework for hybrid methods derived from finite difference operators in time and frequency domain
PublicationW artykule przedstawiono ogólną koncepcję tworzenia algorytmów hybrydowych na bazie operatorowego sformułowania metody różnic skończonych. Wykorzystano koncepcję projekcji ortogonalnej w przestrzeni skończeniewymiarowej w celu modyfilacji pierwotnego sformułowania.
-
Synthesis of coupled lossy resonator filters.
PublicationA technique for fast synthesis of coupling matrix low-pass prototypes of generalized. Chebyshev bandpass filters with lossy resonators is presented in this letter. The coupling matrix is found by solving a nonlinear least squares problem based on zeros and poles of filter's transfer functions.
-
Greedy Multipoint Model-Order Reduction Technique for Fast Computation of Scattering Parameters of Electromagnetic Systems
PublicationThis paper attempts to develop a new automated multipoint model-order reduction (MOR) technique, based on matching moments of the system input–output function, which would be suited for fast and accurate computation of scattering parameters for electromagnetic (EM) systems over a wide frequency band. To this end, two questions are addressed. Firstly, the cost of the wideband reduced model generation is optimized by automating a...
-
An Analysis of Multistrip Line Configuration on Elliptical Cylinder
PublicationA configuration of multistrip lines mounted on a multilayer dielectric coated elliptic cylinder is investigated in this paper. A full-wave analysis and a moment-method calculation are employed. The analysis is carried out considering the expansion of the field as a series of Mathieu functions. Both open and shielded lines are considered in the analysis. Propagation coefficients and characteristic impedances are calculated for the...
-
A Mesh Deformation Technique Based on Solid Mechanics for Parametric Analysis of High-Frequency Devices With 3-D FEM
PublicationIn this paper, a versatile technique for mesh defor- mation is discussed, targeted at the electromagnetic (EM) field simulation of high-frequency devices using the 3-D finite element method (FEM). The approach proposed applies a linear elasticity model to compute the displacements of the internal mesh nodes in 3-D when the structure geometry is changed. The technique is compared with an alternative approach...
-
Rapid EM-Driven Design of Compact RF Circuits By Means of Nested Space Mapping
PublicationA methodology for rapid design of RF circuits constituted by compact microstrip resonant-cells (CMRCs) is presented. Our approach exploits nested space mapping (NSM) technology, where the inner SM layer is used to correct the equivalent circuit model at the CMRC level, whereas the outer layer enhances the coarse model of the entire structure under design. We demonstrate that NSM dramatically improves performance of surrogate-based...
-
A Self-Equalized Waveguide Filter With Frequency-Dependent (Resonant) Couplings
PublicationThis letter presents a design of a fifth-order linear phase filter with frequency-dependent couplings. The filter is composed of a triplet that is directly coupled to two resonators at the input and output. To provide group delay flattening a cross-coupling in the trisection has a strongly dispersive character with a negative slope parameter. To achieve this, an E-plane stub with a septum was used. To further improve the filter...
-
Low-Cost Method for Internal Surface Roughness Reduction of Additively Manufactured All-Metal Waveguide Components
PublicationIn this study, a novel low-cost polishing method for internal surface roughness reduction of additively manufactured components, developed for waveguide (WG) circuits operating in the millimeter frequency range is proposed. WG components fabricated using powder bed fusion (PBF) generally feature roughness of ten to fifty microns, which influences the increase of roughness-related conductor power losses having a major effect on...
-
Hybrid Analysis of Structures Composed of Axially Symmetric Objects
Publication— A hybrid method for the scattering problems in shielded and open structures is presented. The procedure is based on the combination of body-of-revolution involving finite-element methods with impedance matrix formulation and the mode-matching technique, which can be utilized for the analysis of structures with axially symmetrical scatterers. In order to confirm the validity and efficiency of the proposed approach, a few examples...
-
Machine-Learning-Powered EM-Based Framework for Efficient and Reliable Design of Low Scattering Metasurfaces
PublicationPopularity of metasurfaces has been continuously growing due to their attractive properties including the ability to effectively manipulate electromagnetic (EM) waves. Metasurfaces comprise optimized geometries of unit cells arranged as a periodic lattice to obtain a desired EM response. One of their emerging application areas is the stealth technology, in particular, realization of radar cross section (RCS) reduction. Despite...
-
Compact Quasi-Elliptic-Type Inline Waveguide Bandpass Filters With Nonlinear Frequency-Variant Couplings
PublicationThis work presents the design techniques to synthesize a class of compact inline quasi-elliptic-type waveguide cavity bandpass filters based on novel nonlinear frequency-variant couplings (NFVCs). These highly dispersive frequency-variant couplings (FVCs) are realized by means of a pair of partial-height posts that are placed at the junctions between every two cavity resonators. Each NFVC produces a transmission pole in between...
-
Revisiting Toroidal Dipolar Moment in Planar Metamaterial
PublicationThis article revisits the electric, magnetic, and toroidal dipolar moments in the metamaterial structure and presents the flatland design for generating a toroidal dipolar response for the electromagnetic plane wave at normal incidence. Based on the numerical analysis of the surface current, the electric field, the magnetic field, and the quantitative analysis of scattered power supported by the electromagnetic multipole theory,...
-
Inline Waveguide Filter With Transmission Zeros Using a Modified-T-Shaped-Post Coupling Inverter
PublicationThis letter reports the design techniques for a class 2 of inline waveguide bandpass filters with sharp-rejection capabil3 ities at the lower stopband based on a novel nonlinear-frequency4 variant-coupling (NFVC) structure. The proposed NFVC consists 5 of a modified-T-shaped metallic post (MTP) that is placed at the 6 center of the waveguide broad wall with its open arms lying 7 along the waveguide width. The engineered NFVC structure 8...
-
Self-Adaptive Mesh Generator for Global Complex Roots and Poles Finding Algorithm
PublicationIn any global method of searching for roots and poles, increasing the number of samples increases the chances of finding them precisely in a given area. However, the global complex roots and poles finding algorithm (GRPF) (as one of the few) has direct control over the accuracy of the results. In addition, this algorithm has a simple condition for finding all roots and poles in a given area: it only requires a sufficiently dense...
-
Efficient Finite Element Analysis of Axially Symmetrical Waveguides and Waveguide Discontinuities
PublicationA combination of the body-of-revolution and finite element methods is adopted for full-wave analysis of waveguides and waveguide discontinuities involving angular field variation. Such an approach is highly efficient and much more flexible than analytical techniques. The method is performed in two different cases: utilizing a generalized impedance matrix to determine the scattering parameters of a single waveguide section and utilizing...
-
Regularized Local Multivariate Reduced-Order Models With Nonaffine Parameter Dependence
PublicationThis paper addresses a singular problem, not yet discussed in the literature, which occurs when parametric reduced-order models are created using a subspace projection approach with multiple concatenated projection bases. We show that this technique may lead to the appearance of localized artifacts in the frequency characteristics of a system, even when the reduced-order projection basis is rich enough to describe the original...
-
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.
-
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...
-
Low-order models from FD-TD time samples
PublicationNiniejszy artykuł zawiera opis szeregu kryteriów pozwalających na automatyczne tworzenie wysokiej jakości modeli sygnałów czasowych uzyskanych w drodze symulacji obwodów wysokiej częstotliwości metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu. Podany jest szczegółowy opis selekcji kluczowych parametrów modeli takich jak wybór długości ciągu użytego do konstrukcji modeli, współczynnika decymacji silnie nadpróbkowanego przebiegu w dziedzinie...
-
Reduced order models of refined Yee´s cells.
PublicationArtykuł opisuje nowe podejście zwiększające dokładność metody różnic skończonych za pomocą lokalnego zagęszczenia siatki. Obszar niewiele większy niż pojedyncza komórka Yee jest pokrywany gęstą siatką, a jej makromodel jest stworzony metodą redukcji rzędu modelu równań stanu w dziedzinie częstotliwości. Makromodele są użyte w metodach różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości i czasu całej struktury. Inaczej niż w przypadku...
-
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.
-
Scattering in junction by posts consisting of a segment of conducting cy linder.
PublicationWykorzystując zmodyfikowaną procedurę iteracyjną i metodę dopasowania rodzajów opracowano teorię rozpraszania fali elektromagnetycznej w złączu falowodowym na obiektach będących wycinkami metalowego cylindra. W wyniku analizy uzyskano wielorodzajową macierz rozproszenia złącza falowodowego zawierającego opisywane elementy. Zarówno zmiana położenia jak i obrót elementu w złączu powoduje zmianę jego parametrów elektrycznych....
-
Efficient implementation of the Cauchy method for automated CAD-model construction.
PublicationW artykule przedstawiona została efektywna metoda konstrukcji wieloparametrycznych modeli układów mikrofalowych na podstawie wyników symulacji pełnofalowej. Algorytm wykorzystuje metodę najmniejszych kwadratów (TLS) do rozwiązania problemu interpolacyjnego i automatycznie dobiera rząd modelu.Przydatność i dokładność metody jest pokazana na przykładzie projektowania filtru z wykorzystaniem modeli trzech i pięciu zmiennych.
-
Finite-difference analysis of a loaded hemispherical resonator
PublicationPrzedstawiono analizę osiowo symetrycznej struktury otwartego rezonatora he-misferycznego zawierającego warstwowe ośrodki dielektryczne. W analizie wy-korzystano metodę różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości (FDFD). Wcelu osiągnięcia wysokiej dokładności obliczeń zastosowano zaawansowane me-tody modelowania warunków brzegowych i granicznych.
-
Gradient-based optimization of filters using FD-TD software
PublicationW artykule opisane jest nowe podejście do zagadnienia optymalizacji filtrów mikrofalowych pasmowo-przepustowych. Optymalizacja prowadzona jest z wykorzystaniem metody gradientowej poszukiwania minimum wartości funkcji celu oraz przy założeniu pełnofalowej symulacji obwodów metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu. W artykule pokazane jest, że stosując zaawansowane techniki cyfrowego przetwarzania sygnałów możliwa jest optymalizacja...
-
Comments on ''An innovative fast powerful method for tackling electromagnetic eigenvalue problems for multistrip transmission lines''
PublicationPraca stanowi komentarz do publikacji Casanuevy i Garcii dotyczącej techniki szybkiego obliczania charakterystyk dyspersyjnych falowodów z niejednorodnym wypełnieniem. Zwrócono uwagę na niepotrzebną komplikację zagadnienia poprzez zastosowanie techniki rozkładu na wartości szczególne.
-
Characterization of rectangular waveguide with a pseudochiral omega slab
PublicationMetodę dopasowania rodzajów zastosowano do rozwiązania falowodu prostokątnego zawierającego materiał pseudochiralny typy Omega. Zdefiniowano własności rodzajów pola w badanej prowadnicy oraz zauważono wystąpienie efektu przemieszczenia pola. Określono pełnofalową macierz rozproszenia sekcji badanego falowodu oraz porównano wyniki symulacji charakterystyk transmisyjnych sekcji z eksperymentem. W oparciu o uzyskane wyniki dokonano...
-
Automated CAD of coupled resonator filters
PublicationGradientowa metoda optymalizacji wraz z nową definicją funkcji celu opartą na rozkładzie biegunów oraz zer funkcji transmitancji obwodu, została zastosowana do pełnofalowej syntezy filtrów falowodowych pasmowo-przepustowych. Ekstrakcja biegunów wykonywana jest w oparciu metodę Cauchyłego. Przestawiona technika pozwana na znalezienie wymiarów geometrycznych struktur filtrujących o zadanej topologii bez konieczności wcześniejszej...
-
Coupled - mode design of ferrite loaded coupled microstrip lines section
PublicationMetodę rodzajów sprzężonych zastosowano do analizy i projektowania sekcji ferrytowych mikropaskowych linii sprzężonych magnesowanych podłużnie (FCL). W wyniku analizy określono macierz rozproszenia sekcji oraz warunki umożliwiające jej zastosowanie do realizacji cyrkulatora projetowanego jako połączenie badanej sekcji FCL z mikropaskowym rozgałęzieniem typu T. W oparciu o opracowane oprogramowanie przeprowadzono modelowanie parametrów...
-
Quasi-static finite-element analysis of a skewed microstrip crossover
PublicationPrzedstawiono quasi statyczną analizę skrzyżowania mikroskopowego na podłożu dielektycznym. Mikropaski znajdują się na różnych warstwach układu planarnego i mogą krzyżować się pod dowolnym kątem. Pojemności i indukcyjności obliczane są na podstawie rozkładu potencjałów skalarnych. W sformułowaniu zagadnienia magnestatycznego warunki brzegowe dla potencjału skalarnego wprowadzono za pomocą powierzchni rozcięcia dziedziny analizy....
-
A new class of eigenfunction expansion methods for fast frequency-domain analysis of waveguides
PublicationZaprezentowano nową technikę szybkiego obliczania charakterystyk dyspersyjnych falowodów z niejednorodnym wypełnieniem. Metoda ta oblicza przybliżone wartości stałej propagacji dla wymaganej częstotliwości, bazując na bardziej dokładnych wyliczeniach rozkładu pola i stałej propagacji dla kilku wybranych punktów częstotliwości.
-
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...
-
Coupled-resonator filters with frequency-dependent couplings: coupling matrix synthesis
Publication -
Wideband Macromodels in Finite Element Method
PublicationThis letter proposes a novel projection technique for accelerating Finite Element Method simulations. The algorithm is based on the Second-order Arnoldi Method for Passive Order Reduction (SAPOR). It involves generation of two projection bases and thanks to this it is applicable to the systems of equations, which contain the quadratic frequency-dependence in the input term, that arise when projection is applied locally in the selected...