Filtry
wszystkich: 220
Wyniki wyszukiwania dla: MICROSTRIP STRUCTURE
-
Resonant Frequencies in Microstrip Structure with Omega Medium Substrate
PublikacjaThe paper presents the research on a rectangular microstrip structure with multilayer substrate containing dielectric and omega medium layers. The effect of pseudochiral medium layer location in the substrate and its thickness on the resonant frequency of the rectangular microstrip structure is investigated. The numerical analysis of investigated structures is based on expansion of electric and magnetic fields. Utilizing the continuity...
-
Resonance in Rectangular Microstrip Structure Loaded with a Pseudochiral Medium Layer
PublikacjaA rectangular microstrip structure with multilayer substrate containing dielectric and pseudochiral medium layers is studied in this paper. The effect of Omega medium layer location in the substrate and its thickness on the complex resonant frequency of the rectangular microstrip structure is investigated.
-
Resonance Frequency Calculation of Spherical Microstrip Structure Using Hybrid Technique
PublikacjaIn this paper the spherical microstrip structure is considered. The structure is composed of a metallic patch with an arbitrary shape placed on a dielectric coated metallic sphere. In the analysis the hybrid technique is utilized. In this approach the finite-difference technique is applied in a cavity model to determine the current basis functions on the patch. Next, using method of moments, the resonance frequency of the structure...
-
Resonance microstrip structure with patch of arbitrary convex geometry with the use of field matching technique
PublikacjaAn analysis of the resonance frequency problem of planar microstrip structure with patch of arbitrary convex geometry is presented. A full-wave analysis is employed utilizing a combination of Galerkin’s moment method and field matching technique. In this approach, a field matching technique is adopted to calculate the patch surface current densities, and next the method of moments is utilized to calculate resonance frequencies...
-
Resonance Frequency Calculation of a Multilayer and Multipatch Spherical Microstrip Structure Using a Hybrid Technique
PublikacjaThis communication offers a rigorous analysis of the resonance frequency problem of a spherical microstrip structure mounted on a multilayer, dielectric-coated metallic sphere, with an electrically small radius. The structure consists of single or multiple metallic patches with arbitrary shapes. A full-wave analysis is employed with the use of proposed hybrid approach, combining the finite-difference technique with a spectral domain...
-
Novel structure and EM-driven design of miniaturized microstrip rat-race coupler
PublikacjaIn this paper, a novel structure and design procedure of a miniaturized microstrip rat-race coupler (RRC) is described. Small size of the RRC is achieved by folding the transmission lines of the conventional circuit into its interior, as well as by implementation of the structure on three layers. The final size of the coupler realized for the operating frequency of 1 GHz is only 220 mm2, which gives over 95% footprint reduction...
-
Resonant Frequencies in the Open Microstrip Structures Placed on Curved Surfaces
PublikacjaThe paper presents the research on open microstrip structures placed on curved surfaces such as cylindrical, elliptical or spherical. The numerical analysis of investigated structures is based on expansion of electric and magnetic fields into suitable function series. Utilizing the continuity conditions the boundary problem is formulated which is solved with the use of method of moments. The investigated structures find application...
-
Novel structure and size-reduction-oriented design of microstrip compact rat-race coupler
PublikacjaIn this paper, a novel structure of a miniaturized microstrip rat-race coupler has been proposed. Surrogate-based optimization procedures are applied to explicitly reduce the coupler size while maintaining equal power split at the operating frequency of 1 GHz and sufficient bandwidth for return loss and isolation characteristics. The optimization is performed using the objective function with four penalty components. The footprint...
-
Calculation of Resonance in Planar and Cylindrical Microstrip Structures Using a Hybrid Technique
PublikacjaA 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...
-
Simulation-Driven Design of Microstrip Antenna Subarrays
PublikacjaA methodology for computationally efficient simulation-driven design of microstrip antenna subarrays is presented. Our approach takes into account the effect of the feed (e.g., a corporate network) on the subarray side lobe level and allows adjusting both radiation and reflection responses of the structure under design within a single automated process. This process is realized as surrogate-based optimization that produces designs...
-
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...
-
Slow-wave fractal-shaped compact microstrip resonant cell
PublikacjaA novel fractal-shaped compact microstrip resonant cell (CMRC) featuring a strong slow-wave effect has been presented. Its vital usefulness in the process of microstrip line miniaturisation has been proved and experimentally validated on the basis of a compact 3-dB branch-line coupler illustrating the possibilities of the approach. A prototype example structure has been designed to mirror the characteristics of a conventional device,...
-
Design of microstrip antenna subarrays: a simulation-driven surrogate-based approach
PublikacjaA methodology for computationally efficient simulation-driven design of microstrip antenna subarrays is presented. Our approach takes into account the effect of the feed (here, a corporate network) on the subarray side-lobe level and allows adjustment of both radiation and reflection responses of the structure under design within a single automated process. This process is realized as surrogate-based optimization that produces...
-
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...
-
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...
-
Design considerations for compact microstrip resonant cells dedicated to efficient branch-line miniaturization
PublikacjaA conventional compact microstrip resonant cell (CMRC)has been thoroughly investigated to enhance its slow-wave properties and subsequently ensure an efficient miniaturization of a microstrip circuit. The geometry of a classic CMRC has been improved in terms of slowwave effect in two progressive steps: (i) a single-element topology has been replaced with a double-element one and (ii) a high-impedance section has been refined by...
-
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...
-
Explicit Size-Reduction-Oriented Design of a Compact Microstrip Rat-Race Coupler Using Surrogate-Based Optimization Methods
PublikacjaIn this paper, an explicit size reduction of a compact rat-race coupler implemented in a microstrip technology is considered. The coupler circuit features a simple topology with a densely arranged layout that exploits a combination of high- and low-impedance transmission line sections. All relevant dimensions of the structure are simultaneously optimized in order to explicitly reduce the coupler size while maintaining equal power...
-
Modelling of mutual coupling in microstrip antenna arrays fed by microstrip line.
PublikacjaPrzedstawiono wyniki modelowania sprzężenia pomiędzy prostokątnymi radiatorami mikropaskowymi w szyku liniowym anten zasilanych przez linie mikropaskowe. Zaproponowano schemat zastępczy sprzężenia w postaci kombinacji linii transmisyjnych wraz z sękami zwartymi i rozwartymi. Pokazano, że schemat taki dobrze modeluje sprzężenie w wąskim pasmie częstotliwości ok. 4%. Wyniki modelowania sprawdzono eksperymentalnie poprzez pomiary...
-
Inline Microstrip Bandpass Filter With Two Transmission Zeros and Increased Order Using Spurious Resonance of Frequency-Dependent Inverter
PublikacjaA design method for a class of fourth-order inline microstrip bandpass filter with two transmission zeros and 20% fractional bandwidth is presented. The filter consists of two quarter-wavelength transmission-line resonators coupled by a frequency-dependent inverter. The inverter is composed of two open-ended stubs that are connected by an interdigital capacitor and introduces two poles and two transmission zeros in the filter response....
-
Low-cost and reliable geometry scaling of compact microstrip couplers with respect to operating frequency, power split ratio, and dielectric substrate parameters
PublikacjaA technique for rapid re-design of miniaturised microstrip couplers with respect to operating conditions as well as material parameters of the dielectric substrate is proposed. The dimension scaling process is based on a set of pre-optimised reference designs, obtained for an equivalent circuit model of the coupler at hand. The reference designs are utilised to construct an inverse surrogate model which – upon suitable correction...
-
Miniaturized Metal-Mountable U-shaped Inductive-Coupling-Fed UHF RFID Tag Antenna with Defected Microstrip Surface
PublikacjaThis study presents a novel miniature ultra-high frequency (UHF) radio frequency identification (RFID) tag for metallic objects. Its arrangement includes a U-shaped feeder, which is inductively coupled to two E-type connected patches. Size reduction is achieved by means of utilizing the U-shaped feeder, and introducing a defection in the connection between the two E-type patches. The defection in the connection area between the...
-
UWB Microstrip Antennas on a Cylindrical Surfaces
PublikacjaConformal antennas are becoming popular due to their many advantages and possibilities of applications they offer. The advantages of using antennas with a curved surface arise not only from the possibility of integrating them with the object on which they are mounted on but also from the increase, relatively to planar antennas, of their visible angular range. The circular antenna arrays, or arrays of radiators located on the surface...
-
Wideband crossover structure with double ring resonators
PublikacjaThe structure of a four-port microstrip crossover is presented. The device is composed of two ring resonators, one circular and one built from meander lines, connected by four straight lines. The equivalent circuit model of the crossover is derived. The structure is designed on thin and flexible substrate to allow it to bend. The possibility of applying the device on curved surfaces is tested experimentally.
-
Mutual coupling of elliptical microstrip resonators
PublikacjaW artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wzajemnych sprzężeń w mikropaskowych promiennikach w kształcie prostokąta lub elipsy. W badaniach została wykorzystana dwuwymiarowa metoda przestrzeni widmowej, w której analizowane struktury oświetlane są pojedynczą falą płaską.
-
Microstrip ferrite coupled line isolators
PublikacjaW pracy przedstawiono izolatory podwójne wykorzystujące sekcję ferrytowych sprzężonych linii mikropaskowych w podejściu warstwowym i planarnym. Przeprowadzono badania teoretyczne i eksperymentalne w zakresie częstotliwości od 8 do 15GHz. Najlepsze wyniki uzyskano dla konfiguracji planarnej, która charakteryzowała się stratami odbiciowymi na poziomie -15dB, izolacją lepszą niż -18dB i średnimi stratami wtrąceniowymi około 3dB.
-
Compact microstrip to coplanar standard transformer.
PublikacjaW 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...
-
On the characteristic impedance definition in microstrip and coplanar lines
PublikacjaW niniejszej pracy rozważono definicję impedancji charakterystycznej dla bezstratnych linii mikropaskowych i koplanarnych. Wykazano, że ze względu na znaczne wartości prądu przesunięcia związanego z podłużną składową pola elektrycznego, definicja impedancji staje się niejednoznaczna. W rezultacie może to przyczyniać się do istotnych błędów powstających już na etapie projektowania układów. Pokazano, iż efekt ten jest szczególnie...
-
Investigations of the isolators containing microstrip FCL section
PublikacjaW pracy opisany został projekt układu izolatora zawierającego podłużnie magnesowane ferrytowe sprzężone linie mikropaskowe (FCL). W warstwowej strukturze układu ferryt został wprowadzony jako nakładka. Obciążenie w układzie izolatora zostało zrealizowane na dwa sposoby: jako obciążenie współosiowe oraz jako mikopaskowy układ planarny zawierający skupiony rezystor. Uzyskane z symulacji wyniki zostały zweryfikowane eksperymentalnie....
-
Meander microstrip line with defected ground structures
PublikacjaW artykule omówiono koncepcję miniaturyzacji sekcji linii mikropaskowej poprzez modyfikację brzegu linii oraz warstwy metalizacji masy. W pracy zaprezentowano projekt oraz wyniki eksperymentu sprzęgacza gałęziowego skonstruowanego w oparciu o linię meandrową z zaburzoną warstwą metalizacji masy. Pomierzone charakterystyki transmisyjne potwierdzają atrakcyjność zastosowanych metod redukcji zajmowanej przez układ powierzchni. Osiągnięto...
-
Electromagnetic Modeling of Microstrip Elements Aided with Artificial Neural Network
PublikacjaThe electromagnetic modeling principle aided withartificial neural network to designing the microwave widebandelements/networks prepared in microstrip technology is proposedin the paper. It is assumed that the complete information is knownfor the prototype design which is prepared on certain substratewith certain thickness and electric permittivity. The longitudinaland transversal dimensions of new design...
-
Design of novel microstrip directional coupler for differential signal decoupling
PublikacjaThis study describes a concept of a novel microstrip directional coupler for differential signal decoupling, which can be used to digital signal overhearing on printed-circuit-boards. The complete design method is proposed with rules given analytically. Considered methodology is suitable for synthesis of couplers with low coupling factors, which have negligible influence on the transmission in main line. Theoretical considerations...
-
Broadband Microstrip Patch Antenna with Reduced Transversal Size
PublikacjaW 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...
-
Design of a broadband microstrip crossover for ultra-wideband applications
PublikacjaW pracy przedstawiono badania skrzyżowań linii mikropaskowych do zastosowań w systemach UWB. W procedurze projektowej wykorzystany został model zastępczy skrzyżowania. W celu poprawy parametrów skrzyżowań zaprojektowano dwie konfiguracje obwodów kompensujących. Wyniki numeryczne zweryfikowane zostały eksperymentalnie. Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy rezultatami symulacji oraz pomiarów.
-
Nonreciprocity of a ferrite coupled microstrip-slot lines junction
PublikacjaW oparciu o wyniki modelowania numerycznego zbadano efekty niewzajemne występujące w strukturze sekcji sprzężonych poprzez warstwę ferrytu linii mikropaskowej i szczelinowej. Wykazano występowanie zjawiska periodycznej transformacji energii rodzaju mikropaskowego w rodzaj szczelinowy i odwrotnie.
-
Some remarks on the design of microstrip to coplanar line transformer.
PublikacjaPrzedyskutowano technikę projektowania transformatora standardu umożliwiającego współpracę linii mikropaskowej i linii koplanarnej. Jako sekcję pośrednią wykorzystano uziemiony falowód koplanarny (conductor backed coplanar waveguide). Dokonano oceny różnych profili sekcji pośredniej w oparciu o szereg symulacji elektromagnetycznych, jak i pomiarów charakterystyk transmisji wykonanych modeli transformatorów.
-
Novel microstrip low-pass filters with fractal defected ground structures
PublikacjaIn this study, three microstrip low-pass filters (LPFs) containing fractal-shaped defected ground structures have been designed and manufactured. To improve the performance of microstrip LPF, cascades of inductively coupled fractal resonators have been applied. Simultaneously, to achieve relatively constant microstrip impedance resulting in essentially low reflection losses, a modification of the strip geometry has been introduced....
-
Expedited design of microstrip antenna subarrays using surrogate-based optimization
PublikacjaComputationally efficient simulation-driven design of microstrip antenna subarrays is presented. The proposed design approach aims at simultaneous adjustment of all relevant geometry parameters of the subarray, which allows us to take into account the effect of the feeding network on the subarray radiation pattern (in particular, the side lobe level, SLL). In order to handle a large number of variables involved in the design process,...
-
On Alternative Approaches to Design of Corporate Feeds for Low-Sidelobe Microstrip Linear Arrays
PublikacjaTwo design approaches, illustrated by simulations and measurements, aiming at a systematic computer-aided design of printed circuit feeds for low-sidelobe microstrip antenna arrays are described. The novelty of these approaches resides in identification of the optimal feed architectures with subsequent simulation-based optimization of the feed and array aperture dimensions. In this work, we consider microstrip corporate feeds realizing...
-
Microstrip four-port circulator using a ferrite coupled line section
PublikacjaThis paper describes an alternative configuration of a four-port circulator realized in a microstrip ferrite coupled line technology. The proposed fully planar device employs two three-port circulators consisting of a ferrite coupled line junction and T junction. Both circulators are connected through the same arm, hence, the problem of anti-parallel magnetization met in this type of circulators is avoided without the increase...
-
A Conformal Circularly Polarized Series-Fed Microstrip Antenna Array Design
PublikacjaA conformal circularly polarized series-fed microstrip array design for broadside radiation is presented. The array aperture under design is conformal to a cylindrical surface of a given radius. The approach we present primarily addresses focusing of the circularly polarized major lobe of the conformal array by proper dimensioning of the aperture spacings. The proposed analytical models yield the values of the element spacings...
-
Modelling of mutual coupling in microstrip antenna arrays fed by microstrip line. Modelowanie sprzężenia w szykach anten mikropaskowych zasilanych przez linie mikropaskowe.
PublikacjaPrzedstawiono wyniki modelowania sprzężenia pomiędzy prostokątnymi radiatorami mikropaskowymi w szyku liniowym anten zasilanych przez linie mikropaskowe. Zaproponowano schemat zastępczy sprzężenia w postaci kombinacji linii transmisyjnych wraz z sękami zwartymi i rozwartymi. Pokazano, że schemat taki dobrze modeluje sprzężenie w wąskim pasmie częstotliwości ok. 4%. Wyniki modelowania sprawdzono eksperymentalnie poprzez pomiary...
-
A compact microstrip rat-race coupler constituted by nonuniform transmission lines
PublikacjaIn this work, a step-by-step development of a compact microstrip rat-race coupler (RRC) has been presented and discussed. A high degree of miniaturization has been obtained by substituting six quarter-wavelength uniform atomic building blocks of a RRC by their nonuniform counterparts. The miniaturization procedure has been realized in three progressive steps: (i) the first layout solution of a miniaturized RRC has been acquired...
-
Simulation and experiment of radiating slot in a ground-plane of microstrip junction
PublikacjaW pracy przedstawiono badania numeryczne oraz eksperymentalne szczeliny promieniującej umieszczonej w płaszczyźnie masy złącza mikropaskowego. Złącze mikropaskowe składa się z linii mikropaskowej oraz rozwartego na końcu sęka. Szczelina umieszczona jest równolegle do linii mikropaskowej.
-
Novel doubly perforated broadband microstrip branch-line couplers
PublikacjaTwo broadband compact doubly perforated hybrid couplers have been designed, manufactured, and measured. To improve frequency characteristics and to reduce circuit dimensions, two kinds of perforations have been introduced: the defected ground structures in the ground plane metallization and photonic bandgap cells in the strip metallization. Measurement results show essential miniaturization (~39% and ~36%) and enhancement of the...
-
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....
-
Nonreciprocal components using junction of a ferrite coupled microstrip lines
PublikacjaW oparciu o wyniki modelowania numerycznego zbadano efekty niewzajemne występujące w złączach ferrytowych linii sprzężonych. Opracowano metodyki projektowania złączy w technice linii mikropaskowej dla realizacji ferrytowych układów niewzajemnych. Przeprowadzono symulację parametrów transmisyjnych szeregu układów niewzajemnych wykonanych techniką zintegrowaną.
-
Theoretical and experimental treatment of a microstrip coupled ferrite line circulator.
PublikacjaArtykuł opisuje wyniki badań teoretycznych i eksperymentalnych cyrkulatora realizowanego w technice sprzężonych ferrytowych linii mikropaskowych. W stosunku do wcześniejszych metod zastosowano do realizacji układu strukturę linii mikropaskowych w których ferryt położony jest na górze mikropaska. Struktura umożliwiła zmniejszenie strat układu w stosunku do wcześniej przyjętych technologii.
-
A Compact and Lightweight Microwave Tilt Sensor Based on an SRR-Loaded Microstrip Line
PublikacjaIn this paper, the symmetry property of split ring resonators (SRRs) is exploited to develop a tilt sensor. The sensor is composed of an SRR-loaded microstrip line operating at microwave frequencies. It is shown that the depth of notch in the reflection characteristic of the microstrip is a function of the tilt angle of the SRR. Thus, it can be used for sensing inclination. The sensor benefits from very compact size and light weight....
-
An Analysis of Elliptical-Rectangular Multipatch Structure on Dielectric-Coated Confocal and Nonconfocal Elliptic Cylinders
PublikacjaA rigorous analysis of the resonance frequency problem of an elliptical-rectangular microstrip structure mounted on dielectric-coated elliptic conducting cylinder, with electrically small radius, is investigated in this paper. A full-wave analysis and a moment-method calculation are employed. The analysis is carried out considering the expansion of the field as a series of Mathieu functions. The complex resonance frequencies of...
-
Design of a Planar UWB Dipole Antenna with an Integrated Balun Using Surrogate-Based Optimization
PublikacjaA design of an ultra-wideband (UWB) antenna with an integrated balun is presented. A fully planar balun configuration interfacing the microstrip input of the structure to the coplanar stripline (CPS) input of the dipole antenna is introduced. The electromagnetic (EM) model of the structure of interest includes the dipole, the balun, and the microstrip input to account for coupling and radiation effects over the UWB band. The EM...
-
60 GHz Microstrip Van Atta Arrays for Millimeter Wave Identification and Localization
PublikacjaIn this paper performance comparison of co-polarized and cross-polarized microstrip Van Atta arrays working in the 60 GHz frequency range is presented. They can be treated as simple chipless RFID tags with frequency response based identification. Tags with three different nominal resonance frequencies of 57, 62 and 67 GHz are designed by scaling optimized base model. Designed 62 GHz co-polarized and cross-polarized arrays with...
-
Design and measurement of gyrator and isolator using ferrite coupled microstrip lines
PublikacjaW publikacji przeprowadzono badania struktur żyratora i izolatora zrealizowanych w technice sprzężonych ferrytowych linii mikropaskowych. Po raz pierwszy zaprezentowano wyniki pomiaru zrealizowanych struktur tego rodzaju. Uzyskane wyniki potwierdzają przewidziany uprzednio efekt zmian kierunków działania opisywanych elementów ze zmianą częstotliwości.
-
Efficient modeling of the time-domain crosstalk phenomena in coupled microstrip lines
PublikacjaW pracy przedstawiono efektywną technikę analizy zjawiska przesłuchu w sprzężonych liniach mikropaskowych. Analiza uwzględnia hybrydową naturę prowadzonych fal i prowadzi do określenia postaci czasowych sygnałów na zaciskach struktury w zależności od parametrów układu linii sprzężonych oraz własności obciążeń. Wyniki analizy zweryfikowano poprzez porównanie z wynikami badań eksperymentalnych, uzyskując bardzo dobrą zgodność.
-
Rectangular microstrip resonator illumi-nated by normal-incident plane wave
PublikacjaW pracy przedstawiono koncepcję modów oświetlających pozwalającą na obliczenie podstawowych parametrów elektrycznych anten mikropaskowych - częstotliwości rezonansowej, rezystancji promieniowania i charakterystyki promieniowania. Oparta jest ona na dwuwymiarowej metodzie przestrzeni widmowej, w której pobudzenie występuje w formie pojedynczej fali płaskiej padającej prostopadle na analizowaną strukturę. Rezultatem takiego podejścia...
-
Microstrip four-port circulator using a ferrite coupled line section
PublikacjaW artykule przedstawiono alternatywną konfigurację 4-portowego cyrkulatora zrealizowanego w technice mikropaskowych sprzężonych linii ferrytowych. Zaproponowany układ złożony jest z dwóch 3-portowych cyrkulatorów, które zostały połączone w sposób umożliwiający magnesowanie obydwu cyrkulatorów w tym samym kierunku. Wyniki numeryczne zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
-
A Study on Dual-band Microstrip Rectangular Patch Antenna for Wi-Fi
Publikacja -
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...
-
Development of a compact microstrip resonant cell aimed at efficient microwave component size reduction
PublikacjaA comprehensive comparison of a wide collection of compact microstrip resonant cells (CMRCs) found in the extensive body of literature has been presented. The evaluation of different CMRC designs has led to the selection of the most promising CMRC geometry for the efficient miniaturisation of modern microwave components. In order to showcase the vital effectiveness of the approach, the initially selected CMRC has been notably...
-
Fast Simulation-Driven Design of a Planar UWB Dipole Antenna with an Integrated Balun
PublikacjaThe paper presents a design of an ultra-wideband (UWB) antenna with an integrated balun. A fully planar balun interfacing the microstrip input of the structure to the coplanar stripline (CPS) input of the dipole antenna is introduced. The electromagnetic (EM) model of the structure includes the dipole, the balun, and the microstrip input to account for interactions over the UWB band. The EM model is adjusted for low reflection...
-
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...
-
Rapid design closure of linear microstrip antenna array apertures using response features
PublikacjaA simple yet reliable approach to a rapid design closure of linear antenna array apertures at the electromagnetic (EM)-simulation level is proposed. Our methodology exploits an underlying array factor (AF) model suitably corrected by means of characteristic points (angles and levels) of the radiation pattern of the EM model of the antenna array aperture. This conveniently allows for controlling both the side lobe levels...
-
Design of Microstrip UWB Balun Using Quasi-TEM Approach Aided by the Artificial Neural Network
PublikacjaThe design procedure for UWB balun realized in the microstrip technology is proposed in the paper. The procedure applies Artificial Neural Network which corrects the dimensions of the approximate design found by appropriate scaling of the dimensions of the prototype. The scale coefficients for longitudinal and transverse dimensions of microstrip lines are determined from electromagnetic modeling based on transmission line equations....
-
Improving the performance of the 3-dB microstrip hybrid-ring based power dividers
PublikacjaW pracy przedstawiono wyniki teoretycznych i eksperymentalnych badań zintegrowanych układów mikropaskowych 3-dB dzielników mocy wykorzystującch strukturę pierścieniową. Zaproponowano modyfikację geometrii układu prowadzącą do poprawy jego charakterystyk transmisyjnych.
-
Investigation of multilayer magic-t configurations using novel microstrip-slotline transitions
PublikacjaArtykuł opisuje badania i proces projektowania dwóch układów rozgałęzień typu magiczne T. Rozgałęzienia wykorzystują nowe przejścia linii mikropaskowej i szczelinowej. Jeden z badanych układów charakteryzował się 40% pasmem pracy przy zmienności amplitudy 0.2dB i fazy 0.5 stopnia. Wyniki badań zostały zweryfikowane przez pomiary wykonanych prototypów układów.
-
60 GHz Microstrip Van Atta Arrays for Millimeter Wave Identification and Localization
Publikacja -
Application of hybrid radiation modes of microstrip line in rectangular patch antenna design
PublikacjaW 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...
-
Scattering in a section of ferrite coupled microstrip lines: theory and application in nonreciprocal devices
PublikacjaPrzeprowadzono analizę pełnofalową sekcji sprzężonych ferrytowych linii mikropaskowych wykorzystującą w rozwinięciu pola em fale prowadzone w izotropowych złączach wejściowych sekcji oraz jej fajl ferrytowych. W wyniku określono macierz S sekcji. Przeprowadzono modelowanie własności rozproszenia układu oraz symulację parametrów transmisyjnych układów niewzajemnych projektowanych z wykorzystaniem proponowanego układu ferrytowego.
-
Simulation-Based Design of Microstrip Linear Antenna Arrays Using Fast Radiation Response Surrogates
PublikacjaFast yet accurate technique for simulation-based design of linear arrays of microstrip patch antennas is presented. Our technique includes: (i) optimization of the corrected array factor of the antenna array under design for a phase excitation taper resulting in reduced side lobes; (ii) simulation-driven optimization of the array element for element dimensions resulting in matching at and about operational frequency, and (iii)...
-
4x4 Butler matrix in microstrip-slot technology for 5.4 - 5.7 GHz frequency band
PublikacjaW pracy zaprezentowano projekt, realizację oraz wyniki pomiarów parametrów 8-wrotowej, mikropaskowej matrycy Butlera wykonanej w technice wielowarstwowej. Poprzez odpowiednie rozmieszczenie wrót układu oraz zastosowanie sprzęgaczy wykorzystujących efekt sprzężenia poprzez szczelinę w płaszczyźnie wspólnej masy wyeliminowano konieczność zastosowania skrzyżowań linii mikropaskowych. Zrealizowany układ wydaje się obiecujący, ze względu...
-
Design-Oriented Two-Stage Surrogate Modeling of Miniaturized Microstrip Circuits with Dimensionality Reduction
PublikacjaContemporary microwave design heavily relies on full-wave electromagnetic (EM) simulation tools. This is especially the case for miniaturized devices where EM cross-coupling effects cannot be adequately accounted for using equivalent network models. Unfortunately, EM analysis incurs considerable computational expenses, which becomes a bottleneck whenever multiple evaluations are required. Common simulation-based design tasks include...
-
A Dual-Polarized 39 GHz 4x4 Microstrip Antenna Array for 5G MU-MIMO Airflight Cabin Connectivity
PublikacjaThis paper presents the design, fabrication, and experimental validation of a 39 GHz dual-polarized 4x4 microstrip antenna array. The array consists of 16 slot coupled circular microstrip patches, fed through SMPS connectors. The procedure requiring a reduced number of cables for measurement of the uniformly excited antenna array is also presented. The array exhibits 18 dBi peak gain and 2.9 GHz reflection bandwidth and is intended...
-
Mutual Coupling Between IFF/SSR Microstrip Antennas with Reduced Transversal Size- Experimental Study
PublikacjaW artykule opisano wyniki symulacji oraz pomiarów sprzężeń wzajemnych anten systemu IFF. Wyniki poprzedza analiza konfiguracji i działania pojedynczej anteny zasilanej szczeliną typu H. Badania przeprowadzono dla szyku poziomego i pionowego, w zakresie wejściowego współczynnika odbicia oraz współczynnika sprzężenia na dwóch częstotliwościach pasma IFF.
-
Microstrip line with short-circuited edge as a high-pass filter operating up to millimeter-wave frequencies
PublikacjaPrzedstawiono prosty planarny filtr górnoprzepustowy wykorzystujący linię mikropaskową ze zwartym brzegiem. Układy zaprojektowano w taki sposób, aby pasmo przepustowe rozpoczynało się w zakresie K lub Ka. Wykonano dwa prototypy: na podłożu w postaci warstwy dielektrycznej wykonanej z ceramiki alundowej oraz na podłożu organicznym o niskiej przenikalności elektrycznej. Wykazano dużą zgodność teoretycznych i pomierzonych charakterystyk...
-
Design of mm-wave MIC frequency multiplayers and mixers using simple microstrip high-pass filters
PublikacjaPrzedyskutowano podstawowe wymagania dotyczące impedancji elementów półprzewodnikowych wykorzystywanych w mieszaczach i powielaczach częstotliwości projektowanych dla zakresu fal milimetrowych. Określono typy układów filtrujących niezbędnych w różnych częściach układów, podkreślając znaczenie filtrów górnoprzepustowych. Mikropaskowy filtr ze zwartym brzegiem został wykonany i zaimplementowany w mieszaczu pracującym w zakresie 20-40GHz.
-
Broadband Compact Single-Layer Magic-T Junction with Separation of DC Signals between All Ports
PublikacjaA 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...
-
Nested Space Mapping Technology for Expedite EM-driven Design of Compact RF/microwave Components
PublikacjaA robust simulation-driven methodology for rapid and reliable design of RF/microwave circuits comprising compact microstrip resonant cells (CMRCs) is presented. We introduce a nested space mapping (NSM) technology, in which the inner space mapping layer is utilized to improve the generalization capabilities of the equivalent circuit model corresponding to a constitutive element of the circuit under consideration. The outer layer...
-
Volterra series usefulness in modelling of the time-domain cross-talk phenomena in coupled microstrip lines with nonlinear termination
PublikacjaW pracy przedyskutowano możliwość wykorzystania szeregów Volterry do analizy zjawiska przesłuchu w sprzężonych liniach mikropaskowych z nieliniowym obciążeniem. Apracowano algorytm metody, zaś uzyskane wyniki numeryczne zweryfikowano poprzez porównania z wynikami badań eksperymentalnych linii obciążonych w torze transmisyjnym diodą Schottky'ego.
-
Expedited Globalized Antenna Optimization by Principal Components and Variable-Fidelity EM Simulations: Application to Microstrip Antenna Design
PublikacjaParameter optimization, also referred to as design closure, is imperative in the development of modern antennas. Theoretical considerations along with rough dimension adjustment through supervised parameter sweeping can only yield initial designs that need to be further tuned to boost the antenna performance. The major challenges include handling of multi-dimensional parameter spaces while accounting for several objectives and...
-
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...
-
Fast tolerance-aware design optimization of miniaturized microstrip couplers using variable-fidelity EM simulations and re-sponse features
PublikacjaManufacturing tolerances and other types of uncertainties may considerably affect operation and performance of microwave components and systems. Quantification of these effects is therefore an important part of the design process. It is even more important to obtain designs whose sensitivity to parameter deviations is reduced as much as possible. All of these require statistical analysis carried out at the level of electromagnetic...
-
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...
-
An Analysis of Probe-Fed Rectangular Patch Antennas With Multilayer and Multipatch Configurations on Cylindrical Surfaces
PublikacjaA multi-patch configuration of probe-fed rectangular microstrip antennas mounted on a cylindrical body, with electrically small radius, with an arbitrary number of substrate and superstrate layers is investigated in this paper. A full-wave analysis and a moment-method calculation are employed. A unified procedure for creating proper matrices for the investigated geometry of the structure is outlined here. Numerical results for...
-
A Multifunctional Microwave Filter/Sensor Component Using a Split Ring Resonator Loaded Transmission Line
PublikacjaThis research is focused on the design and realiza2 tion of a microwave component with multifunctional filter/sensor 3 operation using a resonator-loaded transmission line (TL). It is 4 shown that while the structure acts as a bandstop filter, the 5 phase of the reflection coefficient from the loading resonator(s) 6 on a movable layer can be used for displacement sensing, thus 7 allowing for combining filtering with sensing in...
-
Rapid Yield Estimation and Optimization of Microwave Structures Exploiting Feature-Based Statistical Analysis
PublikacjaIn this paper, we propose a simple, yet reliable methodology to expediteyield estimation and optimization of microwave structures. In our approach,the analysis of the entire response of the structure at hand (e.g., $S$-parameters asa function of frequency) is replaced by response surface modeling of suitablyselected feature points. On the one hand, this is sufficient to determinewhether a design satisfies given performance specifications....
-
Effect of ground plane size on radiation pattern in IFF/SSR microstrip antenna on thick substrate fed by H type slot
PublikacjaW pracy pokazano numeryczne i eksperymentalne wyniki badania wpływu rozmiarówmasy na charakterystyki promieniowania anteny dla zastosowań IFF/SSR, zrealizowanej na grubym podłożu i zasilanej przez szczelinę typu H. Pokazane wyniki dla anteny oryginalnej porównano z wynikami uzyskanymi po zmniejszeniu wymiarów masy (w każdym z kierunków). Pokazano jak dalece można zminimalizować wymiary anteny, przy założonym poziomie listków bocznych.
-
Accurate simulation-driven modeling and design optimization of compact microwave structures
PublikacjaCost efficient design optimization of microwave structures requires availability of fast yet reliable replacement models so that multiple evaluations of the structure at hand can be executed in reasonable timeframe. Direct utilization of full-wave electromagnetic (EM) simulations is often prohibitive. On the other hand, accurate data-driven modeling normally requires a very large number of training points and it is virtually infeasible...
-
Expedited two-objective dimension scaling of compact microwave passives using surrogate models
PublikacjaGeometry scaling of compact microwave structures is a challenging problem because of complex relationships between the physical dimensions and electrical characteristics, mostly caused by considerable cross-couplings in densely arranged layouts. Here, a procedure for expedited dimension scaling of compact microwave couplers with respect to two independent criteria has been presented. Our approach involves inverse surrogate models...
-
Multi-objective optimization of microwave couplers using corrected domain patching
PublikacjaPractical design of microwave components and circuits is a compromise between various, often conflicting objectives. In case of compact structures, the trade-offs are typically concerned with the circuit size and its electrical performance. Comprehensive information about the best possible trade-offs can be obtained by means of multi-objective optimization. In this paper, we propose a computationally efficient technique for identifying...
-
Reduced-cost surrogate modelling of compact microwave components by two-level kriging interpolation
PublikacjaFull-wave electromagnetic (EM) analysis is a versatile tool for evaluating the performance of high-frequency components. Its potential drawback is its high computational cost, inhibiting the execution of EM-driven tasks requiring massive simulations. The applicability of equivalent network models is limited owing to the topological complexity of compact microstrip components because of EM cross-coupling effects. Development of...
-
Rapid design closure of microwave components by means of feature-based optimization and adjoint sensitivities
PublikacjaIn this article, fast design closure of microwave components using feature-based optimization (FBO) and adjoint sensitivities is discussed. FBO is one of the most recent optimization techniques that exploits a particular structure of the system response to “flatten” the functional landscape handled during the optimization process, which leads to reducing its computational complexity. When combined with gradient-based search involving...
-
The contactless method of chip-to-chip high-speed data transmission monitoring
PublikacjaThis paper presents a technique of decoupling differential signals transmitted in a pair of microstrip lines on a printed circuit board (PCB), using dedicated coupler for high speed data transmission monitoring in chip-to-chip interconnections. The coupler used for signal probing is overlayed on the pair of microstrip lines under test, and provides a signal to the next blocks of the measurement system without disturbing transmission...
-
Rapid simulation-driven design of miniaturised dual-band microwave couplers by means of adaptive response scaling
PublikacjaOne of the major challenges in the design of compact microwave structures is the necessity of simultaneous handling of several objectives and the fact that expensive electromagnetic (EM) analysis is required for their reliable evaluation. Design of multi-band circuits where performance requirements are to be satisfied for several frequencies at the same time is even more difficult. In this work, a computationally efficient design...
-
Local-Global Space Mapping for Rapid EM-Driven Design of Compact RF Structures
PublikacjaIn this work, we introduce a robust and efficient technique for rapid design of compact RF circuits. Our approach exploits two-level space mapping (SM) correction of an equivalent circuit model of the structure under design. The first SM layer (local correction) is utilized to ensure good matching between the equivalent circuit and the electromagnetic model at the component level. On the other hand, the global correction allows...
-
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...
-
Cost-efficient simulation-driven design of compact impedance matching transformers
PublikacjaIn this paper, an algorithmic framework for cost-efficient design optimization of miniaturized impedance matching transformers has been presented. Our approach exploits a bottom-up design that involves translating the overall design specifications for the circuit at hand to its elementary building blocks (here, compact microstrip resonant cells, CMRCs), as well as fast surrogate-assisted optimization of the cells followed by simulation-based...
-
Fast geometry scaling of miniaturized microwave couplers with power split correction
PublikacjaRedesigning a microwave circuit for various operating conditions is a practically important yet challenging problem. The purpose of this article is development and presentation of a technique for fast geometry scaling of miniaturized microwave couplers with respect to operating frequency. Our approach exploits an inverse surrogate model constructed using several reference designs that are optimized for a set of operating frequencies...
-
Reliable Microwave Modeling By Means of Variable-Fidelity Response Features
PublikacjaIn this work, methodologies for low-cost and reliable microwave modeling are presented using variable-fidelity response features. The two key components of our approach are: (i) a realization of the modeling process at the level of suitably selected feature points of the responses (e.g., S-parameters vs. frequency) of the structure at hand, and (ii) the exploitation of variable-fidelity EM simulation data, also for the response...
-
Rapid Simulation-Driven Multiobjective Design Optimization of Decomposable Compact Microwave Passives
PublikacjaIn this paper, a methodology for fast multiobjective optimization of the miniaturized microwave passives has been presented. Our approach is applicable to circuits that can be decomposed into individual cells [e.g., compact microstrip resonant cells (CMRCs)]. The structures are individually modeled using their corresponding equivalent circuits and aligned with their accurate, EM simulated...
-
Accelerated simulation-driven design optimisation of compact couplers by means of two-level space mapping
PublikacjaIn this study, the authors discuss a robust and efficient technique for rapid design of compact couplers. The approach exploits two-level space mapping (SM) correction of an equivalent circuit model of the coupler structure under design. The first SM layer (local correction) is utilised to ensure good matching between the equivalent circuit and the electromagnetic model at the component level. Subsequent global correction allows...