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 2014
-
Zero-Pole Space Mapping for CAD of Filters
PublikacjaIn this paper, we propose a new space-mapping technique tailored to the CAD of microwave filters. The goal of space mapping is to achieve a satisfactory design with the minimal number of fine model evaluations. In our approach, the filter is represented by a rational function. To quickly align the coarse and fine models, and to speed up the direct optimization of the coarse model, we propose matching the zeros and poles of a rational...
Rok 2017
-
Zero-Pole Electromagnetic Optimization
PublikacjaA fast technique for the full-wave optimization of transmission or reflection properties of general linear timeinvariant high-frequency components is proposed. The method is based on the zeros and poles of the rational function representing the scattering parameters of the device being designed and it is the generalization of the technique developed for the design by optimization of microwave filters. The performance of the proposed...
Rok 2012
-
Zero-pole approach to computer aided design of in-line siw filters with transmission zeros
PublikacjaThis paper presents a design of a new type of in-line pseudo-elliptic filters implemented in substrate integrated waveguide(SIW) technology. To realize transmission zeros in in-line topology,frequency-dependent couplings were used. Such dispersive couplingswere implemented as shorted stubs. The design process startswith the generation of a suitable starting point. To this end, anapproximation of SIW as a rectangular waveguide is...
-
Reduced order models in computational electromagnetics (in memory of Ruediger Vahldieck)
PublikacjaThis paper reviews research of Ruediger Vahldieck's group and the group at the Gdansk University of Technology in the area of model order reduction techniques for accelerating full-wave simulations. The applications of reduced order models to filter design as well as of local and nested(multilevel) macromodels for solving 3D wave equations and wave-guiding problems using finite difference and finite element methods are discussed.
-
Multi-core and Multiprocessor Implementation of Numerical Integration in Finite Element Method
PublikacjaThe paper presents techniques for accelerating a numerical integration process which appears in the Finite Element Method. The acceleration is achieved by taking advantages of multi-core and multiprocessor devices. It is shown that using multi-core implementation with OpenMP and a GPU acceleration using CUDA architecture allows one to achieve the speedups by a factor of 5 and 10 on a CPU and GPUs, respectively.
Rok 2005
-
Wieloparametryczne, matematyczne modele zastępcze układów mikrofalowych
PublikacjaArtykuł przedstawia technikę tworzenia wieloparametrycznych modeli zastępczych układów mikrofalowych na podstawie wyników analizy pełnofalowej, wykorzystującą interpolację wymierną funkcji wielu zmiennych. Powstały problem interpolacyjny rozwiązywany jest metodą najmniejszych kwadratów. Procedura tworzenia modelu jest w pełni zautomatyzowana, adaptacyjnie dobieranie są zarówno położenia próbek jak i rząd modelu. Dołączone są przykłady...
-
Multivariate models of inter-resonator couplings for microwave filter synthesis
PublikacjaArtykuł przedstawia technikę budowy modeli częstotliwości rezonansowej, współczynnika sprzężenia między rezonatorami oraz sprzężenia ze źródłem/obciążeniem. Przedstawiony jest model siedmiu zmiennych uwzglęgniający topologię rezonatorów. Na podstawie modelu wykonana została synteza filtrów mikrofalowych.
Rok 2015
-
Wideband Macromodels in Finite Element Method
PublikacjaThis 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...
Rok 2010
-
Tuning matrix-vector multiplication on GPU
PublikacjaA matrix times vector multiplication (matvec) is a cornerstone operation in iterative methods of solving large sparse systems of equations such as the conjugate gradients method (cg), the minimal residual method (minres), the generalized residual method (gmres) and exerts an influence on overall performance of those methods. An implementation of matvec is particularly demanding when one executes computations on a GPU (Graphics...
-
Synthesis of coupled lossy resonator filters.
PublikacjaA 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.
-
On the synthesis of coupled-lossy resonator filters with unloaded quality factor control
PublikacjaA technique for fast synthesis of coupling matrix low-pass prototypes of generalized Chebyshev bandpass filters with lossy resonators is presented in this paper. The coupling matrix is found by solving a nonlinear least squares problem based on zeros and poles of filter's transfer functions. Additional constraints are introduced that allow one to control the level of unloaded quality factor of resonators.
Rok 2011
-
Tuning a Hybrid GPU-CPU V-Cycle Multilevel Preconditioner for Solving Large Real and Complex Systems of FEM Equations
PublikacjaThis letter presents techniques for tuning an accelerated preconditioned conjugate gradient solver with a multilevel preconditioner. The solver is optimized for a fast solution of sparse systems of equations arising in computational electromagnetics in a finite element method using higher-order elements. The goal of the tuning is to increase the throughput while at the same time reducing the memory requirements in order to allow...
Rok 2008
-
Towards automated full-wave design of microwave structures
PublikacjaArtykuł przedstawia problematykę automatycznego projektowania układów mikrofalowych i jego znaczenie. przedstawia stan rynku narzędzi projektowania, pojawiąjące się rozwiązania i przyszłe trendy.
-
Optimization of a FDTD code for graphical processing units
PublikacjaArtykuł 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.
Rok 2023
-
The Design of Cavity Resonators and Microwave Filters Applying Shape Deformation Techniques
PublikacjaThis article introduces shape deformation as a new approach to the computer-aided design (CAD) of high-frequency components. We show that geometry deformation opens up new design possibilities and offers additional degrees of freedom in the 3-D modeling of microwave structures. Such design flexibility is highly desirable if the full potential of additive manufacturing (AM) is to be exploited in the fabrication of RF and microwave...
-
RF Multi-Functional Input-Reflectionless Dispersive-Delay Structure With Sharp-Rejection Filtering Using Channelization Techniques
PublikacjaA class of RF multi-functional input-reflectionless dispersive-delay structure (DDS) with linear-type in-band groupdelay variation and sharp-rejection bandpass-filtering capability is reported. It exploits a two-branch-channelized/balanced-type circuit with similar low-order reflective DDS units inside its channels, which are connected through input/output 3-dB quadrature wideband couplers. The adopted DDS unit is based on a coupledresonator...
-
Revisiting Toroidal Dipolar Moment in Planar Metamaterial
PublikacjaThis 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,...
-
Rectangular Waveguide Filters Based on Deformed Dual-Mode Cavity Resonators
PublikacjaIn this paper, a novel design for rectangular waveguide filters with deformed dual-mode (DM) cavity resonators is demonstrated. The new resonant cavity shape is a result of applying shape deformation to the basic rectangular cavity to enable its dual-mode operation. Internal coupling between the two orthogonal cavity modes is realized by geometry deformation, eliminating the need for additional coupling elements. The designs are...
-
Pin-on-Substrate Gap Waveguide: An Extremely Low-Cost Realization of High-Performance Gap Waveguide Components
PublikacjaConsidering the limitations of currently available technologies for the realization of microwave components and antennas, a trade-off between different factors including the efficiency and fabrication cost is required. The main objective of this letter is to propose a novel method for the realization of gap waveguides (GWGs) that take advantage of conventional PCB fabrication technology, thus are low cost and light weight. Moreover,...
-
Near-Field Wireless Sensing of Plastics and Papers Using Frugal Peel-Off Passive Tag
PublikacjaThis article presents a novel frugal approach of testing plastics and papers using a near-field microwave sensing technique with a peel-off tag. The proposed sensing technique involves two electrical entities: the sensor, which may be regarded as a reader, and a disposable tag. The reader is a modified design of a gap-coupled microstrip line (GCML) sensor, while the passive tag is a standard double-ring complementary split-ring...
-
Multifunctional Bandpass Filter/Displacement Sensor Component
PublikacjaThis paper presents the design and realization of a multifunctional bandpassfilter/displacement-sensor using an edge-coupled microstrip bandpass filter loaded by a pair of split ring resonators (SRRs). It is shown that while the structure acts as a bandpass filter at its operating frequency, the phase of the reflection coefficient from a movable loading resonator at the resonance frequency of the resonator can be used for displacement...
Rok 2004
-
Szybka synteza prototypów filtrów rezonatorowych dla systemów telekomunikacji bezprzewodowej.
PublikacjaW niniejszym komunikacie opisana jest szybka technika syntezy macierzy sprzężeń. Synteza oparta jest na rozwiązaniu problemu programowania kwadratowego.Takie sformułowanie zagadnienia pozwala na znalezienie wartości sprzężeń miedzy poszczególnymi rezonatorami oraz miedzy rezonatorami a źródłem i obciążeniem jedynie wkilku krokach.
-
Stability of the FDTD scheme containing macromodels.
PublikacjaZaprezentowano 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.
-
Provisional model technique in the FDTD analysis of high-q resonators.
PublikacjaW 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...
-
Multilevel model order reduction.
PublikacjaPrezentujemy wielopoziomowy algorytm redukcji rzędu modelu wykorzystany do zwiększenia efektywnosci analizy struktur mikrofalowych metodami siatkowymi.Schemat pozwala tworzyć makromodele zagniezdzone i laczyc te technike z szybkim przemiataniem częstotliwości (FFS). Implementacja metody pokazana jest na przukladzie różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości i metody redukcji ENOR, lecz koncept moze być łatwo użyty w innych...
Rok 2016
-
Substrate-integrated waveguide (SIW) filter design using space mapping
PublikacjaIn this paper, we present a fast technique for an automated design of microwave filters in substrate integrated wave (SIW) technology. The proposed methodology combines the space mapping technique with a cost function defined using the location of complex zeros and poles of filter’s transfer and reflection function and uses a rectangular waveguide as a surrogate model. The effectiveness of the proposed technique is presented with...
Rok 2020
-
Step on It Bringing Fullwave Finite-Element Microwave Filter Design up to Speed
PublikacjaThere are many steps in the design of a microwave filter: mathematically describing the filter characteristics, representing the circuit as a network of lumped elements or as a coupling matrix, implementing the distributed elements, finding the initial dimensions of the physical structure, and carrying out numerical tuning using electromagnetic (EM) simulators. The whole process is painstaking and time-consuming, and it requires...
-
Residue-Pole Methods for Variability Analysis of S-parameters of Microwave Devices with 3D FEM and Mesh Deformation
PublikacjaThis paper presents a new approach for variability analysis of microwave devices with a high dimension of uncertain parameters. The proposed technique is based on modeling an approximation of system by its poles and residues using several modeling methods, including ordinary kriging, Adaptive Polynomial Chaos (APCE), and Support Vector Machine Regression (SVM). The computational cost is compared with the traditional Monte-Carlo...
-
Novel MNZ-type microwave sensor for testing magnetodielectric materials
PublikacjaA novel microwave sensor with the mu-near-zero (MNZ) property is proposed for testing magnetodielectric material at 4.5 GHz. The sensor has a double-layer design consisting of a microstrip line and a metal strip with vias on layers 1 and 2, respectively. The proposed sensor can detect a unit change in relative permittivity and relative permeability with a difference in the operating frequency of 45 MHz and 78 MHz, respectively....
-
Near Field Coupled Wireless Microwave Sensor
PublikacjaThis paper presents a wireless planar microwave sensor operating at industrial scientific and medical (ISM) frequency for the detection of dielectric materials. The microwave sensor consists of a reader (ground defected microstrip coupled line) and a passive tag where a complementary split-ring resonator (CSRR) is made on the commercially available copper-foil. The CSRR is a peel-off type tag that is excited using the near field...
Rok 2022
-
Spurious Modes in Model Order Reduction in Variational Problems in Electromagnetics
PublikacjaIn this work, we address an everlasting issue in 2 model order reduction (MOR) in electromagnetics that has 3 remained unnoticed until now. Contrary to what has been 4 previously done, we identify for the very first time spurious 5 modes in MOR for time-harmonic Maxwell’s equations and 6 propose a methodology to remove their negative influence on the 7 reduced order model (ROM) response. These spurious modes 8 have nonzero resonance...
-
Novel Low-Loss Substrates for 5G Applications
PublikacjaThis paper presents a feasibility study of a new type of microwave low-loss dielectric substrates for 5G network applications. The new substrate materials are composites of polypropylene and high-dielectric-constant micro-ceramics. This combination is expected to form a very low-loss dielectric material at low fabrication cost. Two substrate samples with different dielectric properties are fabricated and their characteristics at...
-
Modulation of dielectric properties in low-loss polypropylene-based composites at GHz frequencies: theory and experiment
PublikacjaPolymer composites with high dielectric constant and low loss tangent are highly regarded as substrates for modern high-speed electronics. In this work, we analyze the high-frequency dielectric properties of two types of composites based on polypropylene infused with high-dielectric-constant microparticles. Two types of fillers are used: commercial ceramics or titanium oxide ( TiO2) with different concentrations. The key observation...
Rok 2018
-
Single and Dual-GPU Generalized Sparse Eigenvalue Solvers for Finding a Few Low-Order Resonances of a Microwave Cavity Using the Finite-Element Method
PublikacjaThis paper presents two fast generalized eigenvalue solvers for sparse symmetric matrices that arise when electromagnetic cavity resonances are investigated using the higher-order finite element method (FEM). To find a few loworder resonances, the locally optimal block preconditioned conjugate gradient (LOBPCG) algorithm with null-space deflation is applied. The computations are expedited by using one or two graphical processing...
-
Reliable Greedy Multipoint Model-Order Reduction Techniques for Finite-Element Analysis
PublikacjaA new greedy multipoint model-order reduction algorithm for fast frequency-domain finite-element method simulations of electromagnetic problems is proposed. The location of the expansion points and the size of the projection basis are determined based on a rigorous error estimator. Compared to previous multipoint methods, the quality of the error estimator is significantly improved by ensuring the orthogonality of the projection...
-
Preconditioners with Low Memory Requirements for Higher-Order Finite-Element Method Applied to Solving Maxwell’s Equations on Multicore CPUs and GPUs
PublikacjaThis paper discusses two fast implementations of the conjugate gradient iterative method using a hierarchical multilevel preconditioner to solve the complex-valued, sparse systems obtained using the higher order finite-element method applied to the solution of the time-harmonic Maxwell equations. In the first implementation, denoted PCG-V, a classical V-cycle is applied and the system of equations on the lowest level is solved...
-
Parametrized Local Reduced-Order Models With Compressed Projection Basis for Fast Parameter-Dependent Finite-Element Analysis
PublikacjaThis paper proposes an automated parametric local model-order reduction scheme for the expedited design of microwave devices using the full-wave finite-element method (FEM). The approach proposed here results in parameterized reduced-order models (ROMs) that account for the geometry and material variation in the selected subregion of the structure. In each subregion, a parameter-dependent projection basis is generated by concatenating...
Rok 2006
-
Simple and accurate field interpolation in finite difference methods
PublikacjaW artykule wprowadzono nową metodę interpolacji pól w metodzie różnic skończonych. Metoda jest prosta i daje wyniki bardziej dokładne niż w przypadku interpolacji liniowej. Proponowana metoda interpolacji może zostać użyta do poprawienia dokładności takich metod, jak subgridding.
-
Quadratic programming approach to coupled resonator filter cad
PublikacjaArtykuł prezentuje technikę komputerowego wspomagania procesu projektowania filtrów zbliżeniowych. Polega ona na sformułowaniu macierzy sprzężeń jako problemu programowania kwadratowego (QP). Dzięki zdefiniowaniu procedury optymalizacyjnej jako problemu QP, przy założeniu liniowej zależności współczynników sprzężeń od wymiarów geometrycznych struktury, uzyskano znaczącą redukcję liczby pełnofalowych symulacji prowadzących do uzyskania...
-
passive spice networks from non-passive data
PublikacjaArtykuł przestawia technike generacji schematow zastepczych w formacie SPICE dla pasywnych układów mikrofalowych. Wynikowy schemat zastepczy ma zagwarantowana pasywnosc. Schematy zastepcze powstaja na podstawie symulacji lub pomiarow w dziedzinie czestotliwosci i moga byc wykorzystane do symulacji w dziedzinie czasu.
-
Object oriented grid computing for computational electromagnetics
PublikacjaArtykuł opisuje bibliotekę WiCommGrid napisaną w języku java, która realizuje ideę wymiany informacji pomiędzy węzłami środowiska rozproszonego z zastosowaniem programowania zorientowanego obiektowo. Biblioteka ta przystosowana jest do współdziałania z wieloma systemami operacyjnymi oraz z rożnym środowiskiem sprzętowym. Zbudowaną aplikację zastosowano do zrównoleglonych obliczeń rozkładu pola elektromagnetycznego w oparciu o algorytm...
-
Model order reduction for subgridding in fdtd scheme
PublikacjaW 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.
Rok 2019
-
Regularized Local Multivariate Reduced-Order Models With Nonaffine Parameter Dependence
PublikacjaThis 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...
-
Planar Microwave Bragg Reflector Resonant Dielectric Sensor
PublikacjaIn this paper, a periodic structure is used to design a microwave Bragg reflector with the help of hexagonal lattice, which provides a 5 GHz wide stopband between the low-pass band with cut-off frequency 2.6 GHz and the bandpass response with start and stop frequency 7.8 GHz and 10.5 GHz, respectively. A defect in lattice allows passing a narrowband signal at 6 GHz which is found, from the dispersion relation, to be in the region...
Rok 2003
-
Reduced order models of refined Yee´s cells.
PublikacjaArtykuł 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...
-
New approach to computer aided design of coupled resonator filters
PublikacjaW niniejszej pracy zastosowane zostały gradientowa metoda optymalizacji oraz nowa definicja funkcji celu do projektowania filtrów mikrofalowych. Definicja funkcji celu została oparta na badaniu położenia zer i biegunów funkcji przenoszenia optymazlizownanych układów.
-
Multimode, multiparametric surrogate models for fast design of waveguide components.
PublikacjaPrzedstawiona została efektywna technika tworzenia wieloparametrycznych mo-deli zastępczych na podstawie wyników symulacji pełnofalowej przy wykorzy-staniu metody Cauchy`ego wielu zmiennych. Metoda pozwala na automatyczny wy-bór rzędu modelu i minimalizuje liczbę koniecznych analiz pełnofalowych. Te-chnika ta jest wykorzystana do tworzenia modeli uogólnionej macierzy rozpro-szenia.
Rok 2002
-
Quasi-static finite-element analysis of a skewed microstrip crossover
PublikacjaPrzedstawiono 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....
Rok 2007
-
Projection framework for hybrid methods derived from finite difference operators in time and frequency domain
PublikacjaW 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.
Rok 2013
-
Multilevel model order reduction with generalized compression of boundaries for 3-d FEM electromagnetic analysis
PublikacjaThis paper presents a multilevel Model Order Reduction technique for a 3-D electromagnetic Finite Element Method analysis. The reduction process is carried out in a hierarchical way and involves several steps which are repeated at each level. This approach brings about versatility and allows one to efficiently analyze complex electromagnetic structures. In the proposed multilevel reduction the entire computational domain is covered...
wyświetlono 4050 razy