Reduced-cost design closure of antennas by means of gradient search with restricted sensitivity update - Publikacja - MOST Wiedzy

Twoje konto

zaloguj

Wyszukiwarka

Reduced-cost design closure of antennas by means of gradient search with restricted sensitivity update

Abstrakt

Design closure, i.e., adjustment of geometry parameters to boost the performance, is a challenging stage of antenna design process. Given complexity of contemporary structures, reliable parameter tuning requires numerical optimization and can be executed using local algorithms. Yet, EM-driven optimization is a computationally expensive endeavour and reducing its cost is highly desirable. In this paper, a modification of the trust-region gradient search algorithm is proposed for accelerated optimization of antenna structures. The algorithm is based on sparse updates of antenna sensitivities involving various methods that include the Broyden formula used for selected parameters, as well as dimensionality- and convergence-dependent acceptance thresholds which enable additional speedup, and make the procedure easy to tune for various numbers of antenna parameters. Comprehensive verification executed for a set of benchmark antennas delivers consistent results and considerable cost reduction of up to 60 percent with respect to the reference algorithm. Experimental validation is also provided.

Cytowania

  • 4

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 1 9

    Scopus

Autorzy (2)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 26 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY-NC-ND otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
Metrology and Measurement Systems nr 26, strony 595 - 605,
ISSN: 0860-8229
Język:
angielski
Rok wydania:
2019
Opis bibliograficzny:
Kozieł S., Pietrenko-Dąbrowska A.: Reduced-cost design closure of antennas by means of gradient search with restricted sensitivity update// Metrology and Measurement Systems -Vol. 26,iss. 4 (2019), s.595-605
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.24425/mms.2019.130561
Bibliografia: test
  1. Saini, R.K., Dwari S. (2016). A broadband dual circularly polarized square slot antenna. IEEE Trans. Ant. Prop., 64(1), 290-294. otwiera się w nowej karcie
  2. Liao, W.J., Hsieh, C.Y., Dai, B.Y., Hsiao, B.R. (2015). Inverted-F/slot integrated dual-band four- antenna system for WLAN access point. IEEE Ant. Wireless Prop. Lett., 14, 847-850. otwiera się w nowej karcie
  3. Zhang, L., Gao, S., Luo, Q., Young, P.R., Li, Q. (2017). Wideband loop antenna with electronically switchable circular polarization. IEEE Ant. Wireless Prop. Lett., 16, 242-245. otwiera się w nowej karcie
  4. Vendik, I.B., Rusakov, A., Kanjanasit, K., Hong, J., Filonov, D. (2017). Ultrawideband (UWB) planar antenna with single-, dual-and triple-band notched characteristic based on electric ring resonator. IEEE Ant. Wireless Prop. Lett., 16, 1597-1600. otwiera się w nowej karcie
  5. Narbudowicz A., Amman, M.J. (2018). Low-cost multimode patch antenna for dual MIMO and enhanced localization use. IEEE Trans. Ant. Prop., 66(1), 405-408. otwiera się w nowej karcie
  6. Wu, J., Sarabandi, K. (2017). Compact omnidirectional circularly polarized antenna. IEEE Trans. Ant. Prop., 65(4), 1550-1557. otwiera się w nowej karcie
  7. Balanis, C.A., (Editor), (2008). Modern Antenna Handbook. Wiley. otwiera się w nowej karcie
  8. Wei, D.J., Li, J., Yang, G., Liu, J., Yang, J.J. (2018). Design of compact dual-band SIW slotted array antenna. IEEE Ant. Wireless Prop. Lett., 17(6), 1085-1089. otwiera się w nowej karcie
  9. Zhu, S., Liu, H., Chen, Z., Wen, P. (2018). A compact gain-enhanced Vivaldi antenna array with suppressed mutual coupling for 5G mmwave application. IEEE Ant. Wireless Prop. Lett., 17(5), 776- 779. otwiera się w nowej karcie
  10. Koziel, S., Bekasiewicz, A. (2016). Multi-objective design of antennas using surrogate models. World Scientific. otwiera się w nowej karcie
  11. Wang, J., Yang, X.S., Ding, X., Wang, B.Z. (2017). Antenna radiation characteristics optimization by a hybrid topological method. IEEE Trans. Ant. Prop., 65(6), 2843-2854. otwiera się w nowej karcie
  12. Kouassi, A., Nguyen-Trong, N., Kaufmann, T., Lallechere, S., Bonnet, P., Fumeaux, C. (2016). Reliability-aware optimization of a wideband antenna. IEEE Trans. Ant. Prop., 64(2), 450-460. otwiera się w nowej karcie
  13. Choi, K., Jang, D.H., Kang, S.I., Lee, J.H., Chung, T K., Kim, H.S. (2016). Hybrid algorithm combining genetic algorithm with evolution strategy for antenna design. IEEE Trans. Magn., 52(3), 1-4. otwiera się w nowej karcie
  14. Zaharis, Z.D., Gravas, I.P., Yioultsis, T.V., Lazaridis, P.I., Glover, I.A., Skeberis, C., Xenos, T.D. (2017). Exponential log-periodic antenna design using improved particle swarm optimization with velocity mutation. IEEE Trans. Magn., 53(6), 1-4. otwiera się w nowej karcie
  15. Ghassemi, M., Bakr, M., Sangary, N. (2013). Antenna design exploiting adjoint sensitivity-based geometry evolution. IET Microwaves Ant. Prop., 7(4), 268-276. otwiera się w nowej karcie
  16. Xiao, L.Y., Shao, W., Ding, X., Wang, B.Z. (2018). Dynamic adjustment kernel extreme learning machine for microwave component design. IEEE Trans. Microwave Theory Techn., 66(10), 4452- 4461. otwiera się w nowej karcie
  17. Koziel, S. Ogurtsov, S. (2014). Antenna design by simulation-driven optimization. Surrogate-based approach. Springer. otwiera się w nowej karcie
  18. de Villiers, D.I.L., Couckuyt, I., Dhaene, T. (2017). Multi-objective optimization of reflector antennas using kriging and probability of improvement. Int. Symp. Ant. Prop., San Diego, USA, 985-986. otwiera się w nowej karcie
  19. Jacobs, J.P. (2016). Characterization by Gaussian processes of finite substrate size effects on gain patterns of microstrip antennas. IET Microwaves Ant. Prop., 10(11), 1189-1195. otwiera się w nowej karcie
  20. Zhu, J., Bandler, J.W., Nikolova, N.K., Koziel, S. (2007). Antenna optimization through space mapping. IEEE Trans. Ant. Prop., 55(3), 651-658. otwiera się w nowej karcie
  21. Koziel, S., Unnsteinsson, S.D. (2018). Expedited design closure of antennas by means of trust-region- based adaptive response scaling. IEEE Ant. Wireless Prop. Lett., 17(6),1099-1103. otwiera się w nowej karcie
  22. Su, Y., Lin, J., Fan, Z., Chen, R. (2017). Shaping optimization of double reflector antenna based on manifold mapping. Int. Applied Computational Electromagnetic Society Symp. (ACES), Suzhou, China, 1-2.
  23. Koziel, S. (2015). Fast simulation-driven antenna design using response-feature surrogates. Int. J. RF & Micr. CAE, 25(5), 394-402. otwiera się w nowej karcie
  24. Bekasiewicz, A., Koziel, S., Cheng, Q.S. (2018). Reduced-cost constrained miniaturization of wide- band antennas using improved trust-region gradient search with repair step. IEEE Antennas Wireless Prop. Lett., 17(4), 559-562. otwiera się w nowej karcie
  25. Chen, Y.-C., Chen, S.-Y., Hsu, P. (2006). Dual-band slot dipole antenna fed by a coplanar waveguide. IEEE Int. Symp. Ant. Prop., Albuquerque, USA, 3589-3592.
  26. Alsath, M.G.N., Kanagasabai, M. (2015). Compact UWB monopole antenna for automotive commu- nications. IEEE Trans. Ant. Prop., 6(9), 4204-4208. otwiera się w nowej karcie
  27. Suryawanshi, D.R., Singh, B.A. (2014). A compact UWB rectangular slotted monopole antenna. IEEE Int. Conf. Control, (ICCICCT), Kanyakumari, India, 1130-1136. otwiera się w nowej karcie
  28. Conn, A., Scheinberg, K., Vincente, L.N. (2009). Introduction to Derivative-Free Optimization. MPS- SIAM Series on Optimization. otwiera się w nowej karcie
  29. Nocedal, J., Wright, S. (2006). Numerical Optimization. 2nd ed., Springer. otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 133 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Expedited optimization of antenna input characteristics with adaptive Broyden updates

2020

Expedited Gradient-Based Design Closure of Antennas Using Variable-Resolution Simulations and Sparse Sensitivity Updates

2022

Rapid design optimization of antennas using variable-fidelity EM models and adjoint sensitivities

2016

Variable-Fidelity Simulation Models and Sparse Gradient Updates for Cost-Efficient Optimization of Compact Antenna Input Characteristics

2019
Meta Tagi