Wyszukiwarka
prof. dr hab. inż. Michał Mrozowski
Zatrudnienie
- Kierownik Studiów Doktoranckich w Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki
- Kierownik katedry w Katedra Inżynierii Mikrofalowej i Antenowej
- Dyrektor Szkoły Doktorskiej w Szkoła Doktorska
Publikacje
Filtry
wszystkich: 191
Katalog Publikacji
Rok 2018
-
Automatic Reduction-Order Selection for Finite-Element Macromodels
PublikacjaAn 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
PublikacjaIn 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...
Rok 2022
-
Bayesian Optimization for solving high-frequency passive component design problems
PublikacjaIn 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
PublikacjaIn 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...
-
Dispersive Delay Structures With Asymmetric Arbitrary Group-Delay Response Using Coupled-Resonator Networks With Frequency-Variant Couplings
PublikacjaThis 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...
-
Displacement Sensors Based on the Phase of the Reflection Coefficient of a Split Ring Resonator Loaded Transmission Line
Publikacja— In this paper, novel displacement sensors using a microstrip loaded with a pair of split ring resonators (SRRs) are proposed. It is shown that the phase of the reflection coefficient from the loading SRRs can be used for displacement sensing. The paper also proposes a differential version of the sensor that benefits from a higher sensitivity and reference zero, which is useful for alignment purposes. It is further shown that...
-
Fast Design Optimization of Waveguide Filters Applying Shape Deformation Techniques
PublikacjaThis 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)....
Rok 2004
-
CAD-model construction based on adaptive radial basis functions interpolation technique.
PublikacjaZaprezentowana jest nowa metoda konstrukcji modeli układów mikrofalowych. Modele tworzone sa na podstawie wyników symulacji pełnofalowej przy użyciu funkcji radialnych. Zaletą użycia funkcji radialnych jest gwarantowana nieosobliwość problemu interpolacyjnego. Dodatkowo zastosowany został algorytm adaptacyjnego próbkowania minimalizujący liczbę próbek potrzebnych do konstrukcji modelu.
-
Creating neural models using an adaptive algorithm for optimal size of neural network and training set.
PublikacjaZaprezentowano adaptacyjny algorytm generujący modele neuronowe liniowych układów mikrofalowych, zdolny do oszacowania optymalnego rozmiaru zbiory uczącego i sieci neuronowej. Stworzono kilka modeli nieciągłości falowodowych i mokropaskowych, a następnie zweryfikowano ich poprawność porównując wyniki analiz metodą dopasowania rodzajów i metodą momentów filtrów pasmowo-przepustowych.
-
Design of waveguide filters using multiple irises and folded elements.
PublikacjaW pracy został zaprezentowany przegląd metod projektowania filtrów falowodowych w kontekście zarówno klasycznych metod syntezy jak i współczesnych algorytmów. W szczególności rozważonoanalizę filtrów z wieloaperturowymi przegrodami oraz filtrówzbudowanych w wygiętych odcinkach falowodów. Zaprezentowano przykłady w pełni wykorzystujące zalety wygiętych falowodów a także pokazano wydajne metody optymalizacji oparte na badaniu położeń...
-
Eficient multimode mixed time-frequency domain analysis and optimization of waveguide structures.
PublikacjaW pracy przedstawiona jest pełnofalowa analiza i optymalizacja struktur falowodowych o zadanej topologii. Nieciągłości falowodowe analizowane są z wykorzystaniem metody FDTD-IBC oraz scharakteryzowane uogólnioną macierzą rozproszenia. Efektywność metody zilustrowana jest na przykładzie filtru falowodowego siódmego rzędu.
-
Eficient multimode mixed time-frequency domain analysis and optimization of waveguide structures.
PublikacjaW pracy przedstawiona jest pełnofalowa analiza i optymalizacja struktur falowodowych o zadanej topologii. Nieciągłości falowodowe analizowane są z wykorzystaniem metody FDTD-IBC oraz scharakteryzowane uogólnioną macierzą rozproszenia. Efektywność metody zilustrowana jest na przykładzie filtru falowodowego siódmego rzędu.
-
Fast synthesis of coupled-resonator filters.
PublikacjaZaproponowana została nowa, szybko zbieżna technika syntezy macierzy sprzężneń filtrów wykorzystujących rezonatory sprzężone. Metoda jest sformułowana jako nieliniowy problem najmniejszych kwadratów, optarty o zera i bieguny zwarciowej impedancji wejsciowej i wyjściowej oraz wartości własnych macierzy sprzężeń i jej podmacierzy.
Rok 2002
-
Comments on ''An innovative fast powerful method for tackling electromagnetic eigenvalue problems for multistrip transmission lines''
PublikacjaPraca 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.
Rok 2017
-
Communication and Load Balancing Optimization for Finite Element Electromagnetic Simulations Using Multi-GPU Workstation
PublikacjaThis 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...
-
GPU-Accelerated 3D Mesh Deformation for Optimization Based on the Finite Element Method
PublikacjaThis paper discusses a strategy for speeding up the mesh deformation process in the design-byoptimization of high-frequency components involving electromagnetic field simulations using the 3D finite element method (FEM). The mesh deformation is assumed to be described by a linear elasticity model of a rigid body; therefore, each time the shape of the device is changed, an auxiliary elasticity finite-element problem must be solved....
Rok 2023
-
Compact Quasi-Elliptic-Type Inline Waveguide Bandpass Filters With Nonlinear Frequency-Variant Couplings
PublikacjaThis 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...
-
Design of novel highly sensitive sensors for crack detection in metal surfaces: theoretical foundation and experimental validation
PublikacjaThe application of different types of microwave resonators for sensing cracks in metallic structures has been subject of many studies. While most studies have been focused on improving the sensitivity of planar crack sensors, the theoretical foundation of the topic has not been treated in much detail. The major objective of this study is to perform an exhaustive study of the principles and theoretical foundations for crack sensing...
Rok 2019
-
Comparison of Compact Reduced Basis Method with Different Model Order Reduction Techniques
PublikacjaDifferent 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
PublikacjaThis 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...
-
Design of Microwave-Based Angular Displacement Sensor
PublikacjaThis letter presents a novel microwave-based rotation sensor having a wide dynamic range to detect and measure the angular displacement in terms of the change in resonant frequency. The proposed sensor is based on the microstrip technology, where a rotor comprised of a complementary splitring resonator (CSRR) placed on the ground plane of the microstrip line is free to rotate around its axis. The mechanical rotation of CSRR determines...
Rok 2012
-
Coupled-resonator filters with frequency-dependent couplings: coupling matrix synthesis
Publikacja -
Coupled-Resonator Waveguide Filter in Quadruplet Topology With Frequency-Dependent Coupling - A Design Based on Coupling Matrix
PublikacjaThis 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...
-
Efficient model order reduction for FEM analysis of waveguide structures and resonators
PublikacjaAn 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
PublikacjaW 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....
-
Fast frequency sweep based on the model order reduction technique for calculating scattering parametersjinjFDFDj
PublikacjaArtykuł 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...
-
Finite element matrix generation on a GPU
PublikacjaThis 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...
Rok 2020
-
Deflated Preconditioned Solvers for Parametrized Local Model Order Reduction
PublikacjaOne 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...
-
Electromagnetic Simulation with 3D FEM for Design Automation in 5G Era
PublikacjaElectromagnetic simulation and electronic design automation (EDA) play an important role in the design of 5G antennas and radio chips. The simulation challenges include electromagnetic effects and long simulation time and this paper focuses on simulation software based on finite-element method (FEM). The state-of-the-art EDA software using novel computational techniques based on FEM can not only accelerate numerical analysis, but...
Rok 2011
-
Design of Microwave Lossy Filter Based on Substrate Integrated Waveguide (SIW)
PublikacjaIn 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...
-
Efficient calculation of the resonant frequencies of a SIW resonator with FDFD-based macromodel algorithm
PublikacjaW pracy przedstawiono efektywną metodę do analizy struktur ze integrowanym podłożem (SIW). W celu szybkiego obliczenia częstotliwości rezonansowych używany jest algorytm FDFD z zaimplementowanymi makromodelami.
-
GPU Acceleration of Multilevel Solvers for Analysis of Microwave Components With Finite Element Method
PublikacjaThe letter discusses a fast implementation of the conjugate gradient iterative method with ${rm E}$-field multilevel preconditioner applied to solving real symmetric and sparse systems obtained with vector finite element method. In order to accelerate computations, a graphics processing unit (GPU) was used and significant speed-up (2.61 fold) was achieved comparing to a central processing unit (CPU) based approach. These results...
Rok 2014
-
Dimensional Synthesis of Coupled-Resonator Pseudoelliptic Microwave Bandpass Filters with Constant and Dispersive Couplings
PublikacjaIn this paper, we propose a novel technique for the dimensional synthesis of coupled-resonator pseudoelliptic microwave filters with constant and dispersive couplings. The proposed technique is based on numerical simulations of small structures, involving up to two adjacent resonators, and it accounts for a loading effect from other resonators by replacing them with terminations coupled through appropriately scaled inverters. The...
Rok 2008
-
Dolnoprzepustowe prototypy elektryczne multiplexerów dla systemów komunikacji bezprzewodowej
PublikacjaW pracy przedstawiona jest technika znajdowania prototypów dolnoprzepustowych multiplekserów dla nowoczesnych systemów bezprzewodowych pracujących na wysokich częstotliwościach. Możliwe jest uzyskanie prototypów układów o odpowiedzi amplitudowej o równomiernym zafalowaniu i zawierających zera w charakterystyce transmisyjnej. Wynikowy prototyp na postać macierzy sprzężeń i umożliwia syntezę układu fizycznego o stałych rozłożonych
-
Fast multiplexer cad using surrogate models for channel filters synthesis
Publikacjaartykuł przedstawia metodę szybkiego projektowania multiplekserów mikrofalowych wykorzystującą dokładne modele zastępcze na etapie projektowania kanałów. przedstawiony został przykład trój-kanałowego multipleksera z filtrami dwurodzajowymi.
Rok 2016
-
Effect of mesh deformation on the accuracy of 3D FEM electromagnetic analysis
PublikacjaIn this paper, the accuracy of 3D FEM electromagnetic simulations in parametric analysis using mesh deformation techniques is discussed. Mesh deformation techniques allow one to preserve the mesh topology while the geometry is changed. It is shown that the application of mesh deformation can provide accurate simulation results even for very large deformations. On the other hand, it is also shown that the technique has to be used...
-
Fast Full-Wave Multilevel Zero-Pole Optimization of Microwave Filters
PublikacjaA new concept is proposed for the full-wave computer-aided design of microwave filters. The method consists of two stages and operates on the zeros and poles of the transfer function and their derivatives. These quantities are evaluated from the response computed by a full-wave electromagnetic solver with two levels of accuracy. The two stages make use of different models that are optimized using a low-accuracy electromagnetic...
-
Geometry Parametric Model Order Reduction with Randomly Generated Projection Bases
PublikacjaIn this work, a reduced-order model for geometry parameters and fast frequency sweep is proposed. The Finite Element Method is used to solve time-harmonic Maxwell’s equations. Taking into account the electromagnetic field does not arbitrarily vary as a function of frequency and geometry parameters, a low dimension system manifold is identified. Thus, the original Finite Element problem can be approximated by a model of reduced...
Rok 2003
-
Efficient analysis of waveguide componets using a hybrid PEE-FDFD algorithm.
PublikacjaZaproponowano 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 implementation of the Cauchy method for automated CAD-model construction.
PublikacjaW 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
PublikacjaPrzedstawiono 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.
Rok 2005
-
Efficient finite difference analysis of microstructured optical fibers [on line]
PublikacjaW pracy przedstawiono nową technikę numerycznej analizy mikrostruktur światłowodowych. Technika ta polega na połączeniu metody różnic skończonych i dyskretnych rozwinięć funkcyjnych. Pozwala to na zmniejszenie rozmiaru macierzy powstających przy analizie problemu, a jednocześnie na bezpośrednią implementację radiacyjnych warunków brzegowych. Testy algorytmu przeprowadzono dla kilku wybranych struktur, uzyskując bardzo dobrą zgodność...
-
Eigenvalue approach to synthesis of prototype filters with source/load coupling
PublikacjaArtykuł przedstawia nową, szybko zbieżną, technikę syntezy macierzy sprzężeń filtrów o charaktrystyce Czebyszewa. Synteza opiera się na zastosowaniu metody najmniejszych kwadratów w odniesieniu do wartości własnych macierzy sprzężeń oraz jej podmacierzy.
-
Fast numerical analysis of dielectric resonators with perturbed rotational symmetry
PublikacjaW artykule zaprezentowano metody szybkiej analizy rezonatorow o symetrii zblizonej do osiowej metodą różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości. Dzięki użyciu techniki rozwinęć funkcyjnych w jednorodnych obszarach uzyskano redukcję rozmiaru i znaczne przyspieszenie zbieżności problemu własnego, reprezentującegowspomniane układy. Dzięki elastycznemu sposobowi łączenia dziedzin z i bez rozwinięć funkcyjnych możliwe było zaadaptowanie...
Rok 2007
-
Equivalent spice circuits with guaranteed passivity from nonpassive models
PublikacjaW 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.
Rok 2006
-
Evaluation of accuracy of surrogate models
PublikacjaArtykuł przestawia statystyczne podejście do oceny dokładności modeli zastępczych. Prezentowana jest miara dokładności bazująca na dystrybucji błędów w zbiorze testowym. Praca zawiera dyskusję na temat oceny dokładności samego modelu oraz zasadności wyboru kryterium zatrzymującego proces automatycznego tworzenia modelu.
Rok 2021
-
Extending the Frequency Limit of Microstrip-Coupled CSRR Using Asymmetry
PublikacjaAbstract— This article explains the frequency limitation in designing microstrip circuits based on a complementary split-ring resonator (CSRR) and reports a novel technique for increasing its operating frequency, which makes the CSRR suitable for high-frequency applications. This study helps in synthesizing the dimensions of symmetric CSRR (SCSRR) and asymmetric CSRR (ACSRR) circuits, which shows the applicability of the proposed...
Rok 2024
-
Frequency-Variant Double-Zero Single-Pole Reactive Coupling Networks for Coupled-Resonator Microwave Bandpass Filters
PublikacjaIn this work, a family of frequency-variant reactive coupling (FVRC) networks is introduced and discussed as new building blocks for the synthesis of coupled-resonator bandpass filters with real or complex transmission zeros (TZs). The FVRC is a type of nonideal frequency-dependent inverter that has nonzero elements on the diagonal of the impedance matrix, along with a nonlinear frequency-variation profile of its transimpedance...
Rok 2013
-
Generalized Chebyshev Bandpass Filters With Frequency-Dependent Couplings Based on Stubs
PublikacjaThis paper presents an accurate synthesis method for inline and cross-coupled generalized Chebyshev bandpass filters with frequency-dependent couplings implemented via open and short stubs. The technique involves the synthesis of a lumped-element prototy pe in the form of a coupling matrix with a frequency-dependent term and the conversion of this prototype to a distributed-element mode l composed of sections of TEM lines. This...
-
Generation of large finite-element matrices on multiple graphics processors
PublikacjaThis paper presents techniques for generating very large finite-element matrices on a multicore workstation equipped with several graphics processing units (GPUs). To overcome the low memory size limitation of the GPUs, and at the same time to accelerate the generation process, we propose to generate the large sparse linear systems arising in finite-element analysis in an iterative manner on several GPUs and to use the graphics...
wyświetlono 4051 razy