Wyszukiwarka
Wyniki wyszukiwania dla: MICROWAVE ENGINEERING
-
Rapid surrogate-assisted statistical analysis of compact microstrip couplers
PublikacjaIn this paper, a technique for low-cost statistical analysis and yield estimation of compact microwave couplers has been presented. The analysis is executed at the level of a fast surrogate model representing selected characteristic points of the coupler response that are critical to determine satisfaction/violation of the prescribed design specifications. Because of less nonlinear dependence of the characteristic points on geometry...
-
Local response surface approximations and variable-fidelity electromagnetic simulations for computationally efficient microwave design optimisation
PublikacjaIn this study, the authors propose a robust and computationally efficient algorithm for simulation-driven design optimisation of microwave structures. Our technique exploits variable-fidelity electromagnetic models of the structure under consideration. The low-fidelity model is optimised using its local response surface approximation surrogates. The high-fidelity model is refined by space mapping with polynomial interpolation of...
-
Charge-based deep level transient spectroscopy of B-doped and undoped polycrystalline diamond films
PublikacjaThe undoped and B-doped polycrystalline diamond thin film was synthesized by hot filament chemical vapor deposition and microwave plasma, respectively. The structural characterization was performed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The electrical properties of synthesized diamond layer were characterized by dc-conductivity method and charge deep level transient spectroscopy. The B-doped...
-
A novel microstrip dual-layer rat-race coupler with compact size and enhanced bandwidth
PublikacjaMicrowave 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
PublikacjaDevelopment 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
PublikacjaIn 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...
-
1,3,4-Thiadiazole-based diamides: Synthesis and complexation properties
PublikacjaAromatic diamides, derivative of 2,6-pyridinedicarboxylic acid and isophthalic acid, bearing 1,3,4-thiadiazole residue were prepared with satisfactory yields in conventional procedures and microwave stimulated reactions. X-ray structure of N,N-bis (1,3,4-thiadiazol-2-yl)-2,6-pyridinedicarboxamide (2) DMSO solvate (2DMSO) was described. Selective zinc(II), lanthanum(III), terbium(III) and L-tyrosine recognition was found for N,N-bis(1,3,4-thiadiazol-2-yl)-2,6-pyridinedicarboxamide...
-
Inline Microwave Filters With N+1 Transmission Zeros Generated by Frequency-Variant Couplings: Coupling-Matrix-Based Synthesis and Design
PublikacjaA general coupling-matrix-based synthesis methodology for inline Nth-order microwave bandpass filters (BPFs) with frequency-variant reactive-type couplings that generate N+1 transmission zeros (TZs) is presented in this brief. The proposed approach exploits the formulation of the synthesis problem as three inverse nonlinear eigenvalue problems (INEVPs) so that the coupling matrix is built from their sets of eigenvalues. For this...
-
Przemysław Kwapisiewicz mgr inż.
Osoby -
Uncertainty Quantification of Additive Manufacturing Post-Fabrication Tuning of Resonator-Based Microwave Sensors
PublikacjaReconfigurability, especially in terms of the ability of adjusting the operating frequency, has become an important prerequisite in the design of modern microwave components and systems. It is also pertinent to microwave sensors developed for a variety of applications such as characterization of material properties of solids or liquids. This paper discusses uncertainty quantification of additive-manufacturing-based post-fabrication...
-
Frequency-dependent coupling model for microwave band-pass filter
PublikacjaThe goal of this work was to create a circuit model which represents frequency-dependent coupling between microwave resonators. Our models are designed for in-line filters. The frequency-dependent coupling enables one to realize a transmission zero which is not possible in classical approach with frequency independent inverters. In addition, the proposed model allows us to observe out-of-band behavior, e.g. spurious resonance....
-
The low coherence Fabry-Pérot interferometer with diamond and ZnO layers
PublikacjaThe 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...
-
Rapid multi-objective design optimisation of compact microwave couplers by means of physics-based surrogates
PublikacjaThe authors introduce a methodology for fast multi-objective design optimisation of miniaturised microwave couplers. The approach exploits the surrogate-based optimisation paradigm with an underlying low-fidelity model constructed from an equivalent circuit of the structure under consideration, corrected through implicit and frequency space mapping. A fast prediction tool obtained this way is subsequently optimised by a multi-objective...
-
Inverse surrogate models for fast geometry scaling of miniaturized dual-band couplers
PublikacjaRe-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...
-
Low-cost EM-Simulation-based Multi-objective Design Optimization of Miniaturized Microwave Structures
PublikacjaIn this work, a simple yet reliable technique for fast multi-objective design optimization of miniaturized microwave structures is discussed. The proposed methodology is based on point-by-point identification of a Pareto-optimal set of designs representing the best possible trade-offs between conflicting objectives such as electrical performance parameters as well as the size of the structure of interest. For the sake of computational...
-
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)....
-
Determination of chemical oxygen demand (cod) at boron-doped diamond (bdd) sensor by means of amperometric technique
PublikacjaA 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...
-
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...
-
Effect of convection and microwave heating on the retention of bioactive components in human milk
PublikacjaBioactive substances are very important components of human milk (HM), especially for premature newborns. The effects of convection (CH) and microwave heating (MWH) at 62.5 and 66 °C, on the level of selected bioactive components of HM: lysozyme (LZ), lactoferrin (LF), secretory immunoglobulin A (sIgA), basal lipase (BL), cytokine TGF-2, vitamin C and total antioxidant capacity (TAC) was compared. Regardless of the used heating methods...
-
Macromodeling of multiport systems using a fast implementation of the vector fitting method
PublikacjaMakromodelowanie 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...
-
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...
-
Analysis of single-ground-plane coplanar waveguide
PublikacjaW 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
PublikacjaArtykuł 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
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.
-
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.
-
A Novel Modal Technique for Time and Frequency Domain Analysis of Waveguide Components
PublikacjaW 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.
-
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...
-
Scattering in junction by posts consisting of a segment of conducting cy linder.
PublikacjaWykorzystując 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....
-
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.
-
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.
-
Characterization of rectangular waveguide with a pseudochiral omega slab
PublikacjaMetodę 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
PublikacjaGradientowa 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
PublikacjaMetodę 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
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....
-
A new class of eigenfunction expansion methods for fast frequency-domain analysis of waveguides
PublikacjaZaprezentowano 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.
-
Low-order models from FD-TD time samples
PublikacjaNiniejszy 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.
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...
-
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.
-
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.
-
Efficient and Systematic Solution of Real and Complex Eigenvalue Problems Employing Simplex Chain Vertices Searching Procedure
PublikacjaW 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...
-
Rapid EM-Driven Design of Compact RF Circuits By Means of Nested Space Mapping
PublikacjaA 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
PublikacjaThis 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...
-
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...
-
A Mesh Deformation Technique Based on Solid Mechanics for Parametric Analysis of High-Frequency Devices With 3-D FEM
PublikacjaIn 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...
-
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...
-
Model Order Reduction for Problems With Dispersive Surface Boundary Conditions
PublikacjaThis letter proposes a new scheme for reduced-order finite-element modeling of electromagnetic structures with nonlinear, dispersive surface boundary conditions, which optimally exploits the numerically stable and efficient MOR framework for second-order systems provided by SAPOR method. The presented results of numerical experiments for an example of a waveguide filter demonstrate the superior accuracy of the resulting reduced models...
-
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...
-
Simulation and Experiment of a Compact Wideband 90^{circ} Differential Phase Shifter
PublikacjaArtykuł 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
Publikacja