Search
Department of Microwave and Antenna Engineering
Publications
Filters
total: 566
Catalog Publications
Year 2010
-
Application of hybrid approach to the analysis of resonators loaded with axially symmetrical posts
PublicationW artykule opisano hybrydową metodę analizy rozpraszania fali elektromagnetycznej na obiektach osiowo-symetrycznych umieszczonych we wnęce rezonansowej. Metoda jest kombinacją techniki dopasowania rodzajów i metody różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości.
-
Automated microwave planar filter design with generalized Chebyshev characteristics.
PublicationIn this paper a technique of automatization of design of microwave filters with generalized Chebyshev characteristics is presented. A full wave electromagnetic simulator linked with the Matlab computing environment is used to ensure a rigorous numerical analysis while at the same time allowing automatization. To decrease time of optimization and overall design process, the Cauchy interpolation technique was used. An automated design...
-
Broadband Microstrip Patch Antenna with Reduced Transversal Size
PublicationW pracy przedstawiono propozycję anteny szerokopasmowej o ograniczonych wymiarach poprzecznych. Szerokopasmowość uzyskano poprzez stosowanie grubego podłoża i sprzężenia elektromagnetycznego poprzez dwie szczeliny sprzęgające. Wymiar poprzeczny łaty zredukowano poprzez zastosowanie szczeliny typu H. Antena została zaprojektowana i wykonana, zaś zmierzone pasmo wyniosło 29% dla WFS <1.5. Stwierdzono jednak, że charakterystyki...
Year 2011
-
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...
Year 2007
-
Application of hybrid radiation modes of microstrip line in rectangular patch antenna design
PublicationW pracy przedstawiono metodę wykorzystania hybrydowych rodzajów promieniujących linii mikropaskowej do projektowania anten mikropaskowych. Pokazano,że pojedynczy rodzaj promieniujący można wykorzystać do przybliżonego opisu pola promieniowania anteny mikropaskowej. Zamieszczono wyniki symulacji potwierdzające zadowalającą dokładność przybliżenia w przypadku obliczeń częstotliwości środkowych pracy anteny oraz rezystancji promieniowania...
-
Characterization of wave structures containing sets of bow-tie resonators
PublicationArtykuł opisuje metodę analizy rozpraszania fali elektromagnetycznej układzie rezonatorów motylkowych w strukturach otwartych i zamkniętych. W artykule zaprezentowano przykłady aplikacji układów mikrofalowych zawierające opisywane elementy.
-
Compact-planar monopole loop antennas for 802.11b/g WLAN systems
PublicationZaproponowano planarne anteny monopolowe dla systemów komunikacji bezprzewodowej WLAN pracujących w pasmach 2.45GHz i 5.25GHz. W strukturze radiatorów zasilanych poprzez linię mikropaskową wykorzystano krzywe fraktalne: pętlę Kocha oraz pętlę Minkowskiego. W obu przypadkach uzyskano dwuzakresową pracę anten dzięki wprowadzeniu nowej konfiguracji zminiaturyzowanych transformatorów impedancji w układzie zasilania.
Year 2013
-
Application of Illuminating Modes concept in modal expansion of elliptical resonator
PublicationIn the paper an IlluminatingModes (IM) approach as an extension of Spectral Domain Approach (SDA) is presented. IM concept is applied to the case of open microstrip planar elliptical resonator. A modal expansion of currents induced in the structures during illuminating them by a single plane wave is the novelty of the method. As an example of application of the method, we present the results obtained by an examination of two resonators...
-
Applications of the discrete green's function in the finite-difference time-domain method
PublicationIn this paper, applications of the discrete Green's function (DGF) in the three-dimensional (3-D) finite-difference time-domain (FDTD) method are presented. The FDTD method on disjoint domains was developed employing DGF to couple the subdomains as well as to compute the electromagnetic field outside these subdomains. Hence, source and scatterer are simulated in separate subdomains and updating of vacuum cells, being of little...
Year 2020
-
Application of mesh deformation for modeling of conformal RF components with 3D FEM
PublicationIn this paper, a method of analysis of conformal RF components has been proposed. In this approach, modeling of a curved structure is based on mesh deformation of planar objects rather than the construction of conformal geometry at CSG level. Since the model is represented as a 3D mesh, the deformation only requires the calculation of nodes position in the bent structure. The results of the proposed algorithm have been validated...
-
Communication Model Order Reduction in Hybrid Methods Involving Generalized Impedance Matrix
PublicationA novel strategy for the efficient analysis of frequency-domain scattering electromagnetic problems in open and closed domains is presented. A fully automatic model-order reduction technique, called the enhanced reduced-basis method, is applied to increase the efficiency of the hybrid approach, which combines the finite-element and mode-matching methods. Numerical tests show that the proposed algorithm yields reliable and highly...
-
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...
Year 2014
-
Application of the discrete Green's function-based antenna simulations for excitation of the total-field/scattered-field interface in the FDTD method
PublicationIn this article, the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method is proposed for simulation of wire antennas irradiating inhomogeneous dielectric scatterers. Surface equivalence theorem in the discrete domain is used to separate the problem into an inhomogeneous domain and a wire antenna that are simulated with the use of FDTD and DGF-FDTD, respectively. Then, the excitation of the...
-
Atomistic Surrogate-Based Optimization for Simulation-Driven Design of Computationally Expensive Microwave Circuits with Compact Footprints
PublicationA robust simulation-driven design methodology for computationally expensive microwave circuits with compact footprints has been presented. The general method introduced in this chapter is suitable for a wide class of N-port un-conventional microwave circuits constructed as a deviation from classic design solutions. Conventional electromagnetic (EM) simulation-driven design routines are generally prohibitive when applied to numerically...
-
Automated Design of Linear Phase Filters
PublicationThis paper presents a fast technique for an automated design of microwave filters with linear phase. The proposed method exploits the cost function defined using the location of complex zeros and poles of the filter’s transfer and reflection function. The effectiveness of the proposed technique is presented with two illustrative examples.
-
Computationally Efficient Multi-Objective Optimization of and Experimental Validation of Yagi-Uda Antenna
PublicationIn this paper, computationally efficient multi-objective optimization of antenna structures is discussed. As a design case, we consider a multi-parameter planar Yagi-Uda antenna structure, featuring a driven element, three directors, and a feeding structure. Direct optimization of the high-fidelity electromagnetic (EM) antenna model is prohibitive in computational terms. Instead, our design methodology exploits response surface...
-
Coplanar Waveguide Fed Ultra-Wideband Antenna Over the Planar and Cylindrical Surfaces
PublicationThe investigation of coplanar waveguide fed ultra-wideband antenna and the influence of the proximity of different materials on the reflection coefficients and radiation character-istics is presented. The antenna is composed of two circular coplanar strips which enclose slot aperture of similar shape and is designed on a thin and flexible substrate. From the modeling and experimental tests the antenna shows good performance in...
-
Coplanar Waveguide-Fed Broadband Microwave Devices with (or without) a Thin Dielectric Substrate for Use in Flexible Electronic Systems
PublicationTwo examples of microwave devices, fed by a coplanar waveguide and realized on a thin substrate (or without such a substrate), are employed to investigate the influence of devices’ curvatures and the proximity of different materials on their parameters. To perform the tests, a broadband antenna and a low-pass filter are chosen. A feeding coplanar waveguide is realized on a dielectric material brick attached to an SMA connector...
Year 2006
-
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.
-
Cross-talk modeling in coupled transmission lines terminated with nonlinear loads
PublicationW pracy przedstawiono przegląd dostępnych metod symulacji zjawiska przesłuchu kładąc szczegółny nacisk na efekty nieliniowości rzeczywistych obciążeń linii sygnałowych na płytach drukowanych. Wykorzystując metodę analizy opartą o szeregi Volterry przeanalizowano efekt przesłuchu w strukturze sprzężonych linii mikropaskowych obciążonych na wyjściu toru transmisyjnego diodą Schottky'ego z niską barierą potencjalu. Uzyskano bardzo...
Year 2012
-
Artificial Neural Networks in Microwave Components and Circuits Modeling
PublicationArtykuł dotyczy wykorzystania sztucznych sieci neuronowych (SNN) w projektowaniu i optymalizacji układów mikrofalowych.Zaprezentowano podstawowe zasady i założenia modelowania z użyciem SNN. Możliwości opisywanej metody opisano wykorzystując przykładowyprojekt anteny łatowej. Przedstawiono różne strategie modelowania układów, które wykorzystują możliwości opisywanej metody w połączeniu zwiedzą mikrofalową. Porównano również dokładność...
-
Comparison of Optimization Techniques for Coupling Matrix Synthesis Using Eigenvalue Based Approach
Publication -
Coupled-resonator filters with frequency-dependent couplings: coupling matrix synthesis
Publication -
Coupled-Resonator Waveguide Filter in Quadruplet Topology With Frequency-Dependent Coupling - A Design Based on Coupling Matrix
PublicationThis letter presents an application of a recently developed coupling matrix synthesis technique to design of coupled-resonator filters with dispersive inter-resonator couplings. This technique is used to design a novel coupled-cavity bandpass filter. Measurements validate the design and confirm effectiveness of the synthesis method. The filter is a four-pole generalized Chebyshev filter with three transmission zeros. Resonators...
-
Cylindrical ferrite coupled slotline junction for Faraday nonreciprocal devices
PublicationArtykuł opisuje metodę analizy i projekt cylindrycznego złącza ferrytowego i porównanie uzyskanych wyników z analogiczną strukturą planarną. W celu analizy badanej struktury zastosowano metodę hybrydową łączącą metodę momentów z metodą rodzajów sprzężonych.
Year 2002
-
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...
-
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...
-
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.
-
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...
Year 2015
-
Automated Reduced Model Order Selection
PublicationThis letter proposes to automate generation of reduced-order models used for accelerated -parameter computation by applying a posteriori model error estimators. So far,a posteriori error estimators were used in Reduced Basis Method (RBM) and Proper Orthogonal Decomposition (POD) to select frequency points at which basis vectors are generated. This letter shows how a posteriori error estimators can be applied to automatically select...
-
Complex Root Finding Algorithm Based on Delaunay Triangulation
PublicationA simple and flexible algorithm for finding zeros of a complex function is presented. An arbitrary-shaped search region can be considered and a very wide class of functions can be analyzed, including those containing singular points or even branch cuts. The proposed technique is based on sampling the function at nodes of a regular or a self-adaptive mesh and on the analysis of the function sign changes. As a result, a set of candidate points...
-
CZĘSTOTLIWOŚCI REZONANSOWE W OTWARTYCH STRUKTURACH MIKROPASKOWYCH UMIESZCZONYCH NA POWIERZCHNIACH ZAKRZYWIONYCH
PublicationArtykuł prezentuje wyniki badań otwartych struktur mikropaskowych umieszczonych na powierzchniach cylindrycznych, eliptycznych lub sferycznych. Analiza numeryczna badanych struktur oparta jest na rozwinięciu pól elektrycznych i magnetycznych w odpowiednie szeregi funkcyjne. Korzystając z warunków ciągłości pól formułowane jest zagadnienie brzegowe, które rozwiązywane jest przy wykorzystaniu metody momentów. Badane struktury mają...
Year 2018
-
Automatic Reduction-Order Selection for Finite-Element Macromodels
PublicationAn automatic reduction-order selection algorithm for macromodels in finite-element analysis is presented. The algorithm is based on a goal-oriented a posteriori error estimator that operates on low-order reduced blocks of matrices, and hence, it can be evaluated extremely quickly.
-
Block Conjugate Gradient Method with Multilevel Preconditioning and GPU Acceleration for FEM Problems in Electromagnetics
PublicationIn this paper a GPU-accelerated block conjugate gradient solver with multilevel preconditioning is presented for solving large system of sparse equations with multiple right hand-sides (RHSs) which arise in the finite-element analysis of electromagnetic problems. We demonstrate that blocking reduces the time to solution significantly and allows for better utilization of the computing power of GPUs, especially when the system matrix...
-
Broadband Compact Single-Layer Magic-T Junction with Separation of DC Signals between All Ports
PublicationA novel structure for a four-port microstrip magic-T junction is presented. The device is composed of microstrip and slotline circuits etched onto two sides of a dielectric substrate. The device is extremely compact and occupies an area more than three times smaller than similar structures recently reported in the literature. The novelty of the device lies in the use of microstrip/slotline transitions for both input ports: summation...
-
Calculation of Resonance in Planar and Cylindrical Microstrip Structures Using a Hybrid Technique
PublicationA hybrid technique was employed for the analysis of the resonance frequency of thin planar and cylindrical microstrip structures with the patches of arbitrary geometry. The proposed technique utilizes a combination of Galerkin’s moment method and a finite-element method (FEM). In this approach, an FEM is adopted to calculate the patch surface current densities, and a method of moments is utilized to calculate the resonance frequencies...
Year 2008
-
Badanie struktur falowych zawierających układy metalizowanych obiektów cylindrycznych
PublicationArtykuł prezentuje wyniki badań rozpraszania fali elektromagnetycznej na układach metalizowanych obiektów cylindrycznych umieszczonych w strukturach zamkniętych i otwartych. Metoda analizy badanych struktur opiera się na iteracyjnej procedurze rozpraszania i metodzie dopasowania rodzajów. Otrzymany model matematyczny rozpraszania posłużył do badania owych struktur oraz do zaproponowania ich aplikacji w technice mikrofalowej i antenowej.
-
Badanie struktur falowych zawierających układy metalizowanych obiektów cylindrycznych
PublicationArtykuł prezentuje wyniki badań rozpraszania fali elektromagnetycznej na układach metalizowanych obiektów cylindrycznych umieszczonych w strukturach zamkniętych i otwartych. Metoda analizy badanych struktur opiera się na iteracyjnej procedurze rozpraszania i metodzie dopasowania rodzajów. Otrzymany model matematyczny rozpraszania posłużył do badania owych struktur oraz do zaproponowania ich aplikacji w technice mikrofalowej i antenowej.
Year 2022
-
Bayesian Optimization for solving high-frequency passive component design problems
PublicationIn this paper, the performance of the Bayesian Optimization (BO) technique applied to various problems of microwave engineering is studied. Bayesian optimization is a novel, non-deterministic, global optimization scheme that uses machine learning to solve complex optimization problems. However, each new optimization scheme needs to be evaluated to find its best application niche, as there is no universal technique that suits all...
-
Crack Detection in Metallic Surfaces Based on Dumbbell-Shaped Defected Ground Structures in Microstrip Technology
PublicationIn this paper, a novel crack detection sensor using a microstrip loaded with a Dumbbell-Shaped Defected Ground Structure (DS-DGS) is proposed. The sensing element is etched in the ground plane of a microstrip line and it is easy to fabricate. The electromagnetic (EM) field of the microstrip couples to the DS-DGS, thus demonstrating a bandstop behavior. It is shown that in the presence of a crack in a metallic surface underneath the...
Year 2003
-
Bow-Tie cylindrical posts in a rectangular waveguide and its filter applications
PublicationRozwinięcie teorii rozpraszania fali elektromagnetycznej w mikrofalowych złączach falowodowych na dwuwymiarowych, cylindrycznych obiektach typu ''Bow-Tie'' przy użyciu zmodyfikowanej procedury iteracyjnej i metody dopasowania rodzajów. Wynikiem analizy są odpowiedzi częstotliwościowe współczynników odbicia i transmisji w prostokątnych złączach falowodowych zawierających opisywane obiekty. Struktura typu ''Bow-Tie'' składa się z...
-
Compact microstrip to coplanar standard transformer.
PublicationW pracy zaprezentowano transformator standardu umożliwiający bezodbiciowe połączenie linii mikropaskowej z linią koplanarną. Konstrukcja układu opiera się na założeniu zachowania jednakowej wartości impedancji w każdym przekroju poprzecznym struktury. Zaprojektowano i przebadano dwa rozwiązania z ze skokową i ciągłą zmianą szerokości linii. Do badań numerycznych wykorzystano symulator pełnofalowy Momentum. W symulacjach uwzględniono...
Year 2021
-
Calibration-Free Single-Anchor Indoor Localization Using an ESPAR Antenna
PublicationIn this paper, we present a novel, low-cost approach to indoor localization that is capable of performing localization processes in real indoor environments and does not require calibration or recalibration procedures. To this end, we propose a single-anchor architecture and design based on an electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) antenna and Nordic Semiconductor nRF52840 utilizing Bluetooth Low Energy (BLE)...
Year 2017
-
Communication and Load Balancing Optimization for Finite Element Electromagnetic Simulations Using Multi-GPU Workstation
PublicationThis paper considers a method for accelerating finite-element simulations of electromagnetic problems on a workstation using graphics processing units (GPUs). The focus is on finite-element formulations using higher order elements and tetrahedral meshes that lead to sparse matrices too large to be dealt with on a typical workstation using direct methods. We discuss the problem of rapid matrix generation and assembly, as well as...
Year 2023
-
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...
Year 2019
-
Comparison of Compact Reduced Basis Method with Different Model Order Reduction Techniques
PublicationDifferent strategies suitable to compare the performance of different model order reduction techniques for fast frequency sweep in finite element analysis in Electromagnetics are proposed and studied in this work. A Frobenius norm error measure is used to describe how good job a reduced-order model is doing with respect to the true system response. In addition, the transfer function correct behavior is monitored by studying the...
-
Compressed Projection Bases for Model-Order Reduction of Multiport Microwave Components Using FEM
PublicationThis paper presents a projection basis compression technique for generating compact reduced-order models (ROM) in the FE analysis of microwave devices. In this approach redundancy is removed from the projection basis by means of the proper orthogonal decomposition technique applied to the projected system of linear equations. Compression allows for keeping the size of a reduced-order model as small as possible without compromising...