Wyniki wyszukiwania dla: UWB
-
Ultraszerokopasmowe (UWB) radio impulsowe
PublikacjaOpisano podstawy budowy i działania impulsowego systemu UWB. Poruszono problem widma sygnału radiowego w tym systemie.
-
Kształtowanie widma sygnału UWB
PublikacjaOpisano zagadnienie kształtowania widma sygnału radia impulsowego UWB, tzn. scharakteryzowano wybrane znane metody wytłumiania okreslonych częstotliwości w tym widmie, ze szczególnym zwróceniem uwagi na ograniczenia użytkowe tych metod. W nawiązaniu do tego przedstawiono propozycję zmian istniejących algorytmów, co umożliwia uzyskanie korzystniejszego przebiegu widma - zarównow poblizu wytłumianej częstotliwości, jak i również...
-
Impulsowy system ultraszerokopasmowy (UWB)
PublikacjaW pracy przedstawiono zasadę działania systemu radia impulsowego dla potrzeb transmisji danych o dużych przepływnościach, głównie dla potrzeb bezprzewodowych sieci osobistych (WPAN). Opisano sygnał radiowy oraz budowę i działanie układów odbiorczych w tym systemie. Poruszono problem kształtowania widma ultraszerokopasmowego sygnału impulsowego. Scharakteryzowano znane sposoby kształtowania tego widma, wskazując na ich ograniczenia....
-
Elliptical slot UWB monopole antenna
PublikacjaThe UWB monopole antenna with elliptical radiating slot end and microstrip feeding line terminated with radial stub have been designed, fabricated and measured. The antenna show return loss less than -12 dB in the whole UWB bandwidth. Linearity of the reflection coefficient phase product have also been achieved. Radiation patterns of the antenna measured at three selected frequency points indicated regular, approximately omni directional...
-
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...
-
Dipol pętlowy dla technologii UWB
Publikacja -
UWB planar antenna dipole in the sandwich configuration
PublikacjaW pracy przedstawiono wyniki badań nad planarną anteną dipolową o ramionach kołowych, przeznaczoną dla systemu UWB. Ramiona dipola umieszczono pomiędzy dwoma warstwami dielektryka (konfiguracja kanapki) uzyskując redukcję wymiarów anteny. Stwierdzono, że impedancja wejściowa jest mniejsza, niż w przypadku pojedynczego podłoża, co umożliwia łatwiejsze dopasowanie anteny do toru zasilającego. Współczynnik odbicia w całym paśmie...
-
Fast geometry scaling of UWB band-notch antennas
PublikacjaImplementation of band-notch capability plays an important role in the design of ultra-wideband (UWB) antennas. At the same time, appropriate sizing of antenna geometry parameters in order to precisely allocate the notch at the required frequency as well as to ensure sufficient reflection level is quite challenging and has to be based—for reliability reasons—on full-wave electromagnetic (EM) simulations of the structure. In this...
-
Novel structure and design of compact UWB slot antenna
PublikacjaIn this paper, a novel structure of a compact UWB slot antenna is presented along with a simulation-driven design optimization algorithm for adjusting geometry parameters of the device. Our primary objective is to obtain small footprint of the structure while maintaining its acceptable electrical performance. It is achieved by introducing sufficiently large number of geometry degrees of freedom, including increased number of parameterized...
-
A structure and design of a novel compact UWB MIMO antenna
PublikacjaIn the paper, a concept and design procedure of a novel compact MIMO slot antenna is presented. In order to achieve a better filling of available space, individual antennas are constrained to a triangular shape and optimized for a reduced size. The MIMO structure is then assembled using the two of previously designed antennas in orthogonal arrangement. Surrogate-assisted numerical optimization involving variable-fidelity electromagnetic...
-
Compact Planar Balun for the UWB Dipole Feeding Network
PublikacjaW pracy opisano wyniki z badań numerycznych ultra szerokopasmowego symetryzatora planarnego o zredukowanych wymiarach. Układ został zaprojektowany w oparciu o konfigurację opisaną w literaturze. Względem konfiguracji bazowej, układ przeprojektowano na inne podłoże. W celu weryfikacji przydatności układu, przeprowadzono symulację anteny dipolowej zasilanej opisywanym symetryzatorem. Na podstawie otrzymanych rezultatów przekazano...
-
Design of UWB coplanar antenna with reduced ground plane
PublikacjaW artykule przedstawiono projekt kompaktowej anteny szerokopasmowej złożonej z dwóch kołowych pasków koplanarnych ograniczających szczelinę o podobnym kształcie. Antena zasilona była z 50 Ω linii trójpaskowej. Przeprowadzono badania wpływu zewnętrznego paska na pasmo anteny. Zaprojektowana antena została zbadana eksperymentalnie pokazując bardzo dobre parametry: w paśmie 1.7-15.5GHz uzyskano |S11| < −10dB. Antena charakteryzowała...
-
Unified design procedure for planar dipoles oriented on uwb application
PublikacjaW pracy zaproponowaną ujednoliconą metodę projektowania dipoli planarnych dla zastosowań UWB. Prowadzi ona do uzyskania dobrych wyników dopasowania impedancji w paśmie UWB. Zagadnienie projektowania zostało podzielone na dwie części: projekt radiatora (dla którego określono współczynnik jakości - Radiator Quality Factor) oraz projekt symetryzatora. W oparciu o zaproponowany algorytm zaprojektowano i zrealizowano dwie anteny charakteryzujące...
-
System Loss in UWB Off-Body Communications in a Ferry Environment
PublikacjaIn this paper, the system loss in UWB off-body communications in a ferry environment based on measurements is presented. A mobile measurement set-up, consisting of WBAN nodes with UWB DWM1000 modules, was used. System loss was split into LOS and NLOS conditions. For the former, the smallest mean value, 24.4 dB, was obtained for the user approaching the fixed terminal, with the antenna on his chest, and the largest, 28.1 dB, for...
-
Efficiency of IEEE 802.15.4a UWB Impulse Radio Spectrum Shaping
PublikacjaThis paper presents results of impulse radio signal spectrum shaping efficiency investigations. Basic parameters of IEEE 802.15.4a UWB signal and outline of proposed spectrum shaping methods are briefly described. The main part of the paper presents influence of signal and algorithms parameters on the results of spectrum shaping.
-
A Concept and Design Optimization of Compact Planar UWB Monopole Antenna
PublikacjaA novel structure concept of a compact UWB monopole antenna is introduced together with a low-cost design optimization procedure. Reduced footprint is achieved by introduction of a protruded ground plane for current path increase and a matching transformer to ensure wideband impedance matching. All geometrical parameters of the structure are optimized simultaneously by means of surrogate based optimization involving variable-fidelity...
-
On the approximation of the UWB dipole elliptical arms with stepped-edge polygon
PublikacjaA simple method of approximation of the ellipticalpatch with stepped-edge polygon is proposed as an introductionto wider studies over the planar ultrawideband (UWB) antennas.The general idea is to replace the elliptical patch with an equivalentpolygonal patch, with minimum loss in the performance. Theprinciples of the proposed method are presented in this letter, aswell as the results of performed numerical studies and its experimentalverification....
-
Application of IR UWB Spectrum Shaping to IEEE 802.15.4a Standard
PublikacjaCoexistence of existing narrowband systems and new ultra wideband devices in the same frequency range requires using some interference mitigation techniques, for example based on spectrum shaping. This paper presents efficiency of impulse radio spectrum shaping methods, applied to IEEE 802.15.4a UWB alternate physical layer signals. Basic parameters of 802.15.4a signal structure and outline of proposed spectrum shaping methods...
-
Multi-objective optimization for assessment of topological modification in UWB antennas
PublikacjaThis paper addresses an issue of systematic and rigorous assessment of effects of topological modifications on the performance of compact UWB antennas. Application of fast surrogate-assisted multi-objective optimization procedures allows us for obtaining, in a practically acceptable timeframe, a set of designs representing the best possible trade-offs between conflicting objectives (here, antenna size minimization and reduction...
-
Design and Optimization of a Compact Planar Radiator for UWB Applications and Beyond
PublikacjaA compact monopole antenna for ultra-wideband (UWB) and beyond applications has been proposed. The radiator is based on the monopole topology. The super-wideband behavior has been achieved using a combination of spline-based modifications applied to the driven element, as well as utilization of a tapered feed and a slot-modified ground plane. The electrical performance of the structure has been tuned using a numerical optimization...
-
Dobór impulsów o zadanym widmie do systemów UWB
PublikacjaProblematyka dostosowania widma sygnału ultraszerokopasmowego radia impulsowego do stanu zajętości widma fal radiowych została przedstawiona w artykule, z podziałem na następujące dwa zagadnienia: projektowanie postaci czasowej generowanych impulsów przy określonych założeniach dotyczących widma wynikowego oraz modyfikacja widma impulsów przez filtrację w dziedzinie częstotliwości. Artykuł zawiera także wyniki prac badawczych,...
-
Concept of Compatibility Region for the Evaluation of IR UWB Electromagnetic Compatibility
PublikacjaThis paper presents a new proposal for the unified evaluation of ultra wideband and narrowband radio communication systems electromagnetic compatibility, called “compatibility region”. The idea of compatibility region is based on the relation between the ratio of narrowband to ultra wideband signal power in a receiver and some transmission quality indicators (bit error rate, effective data rate).
-
Narrowband Transmission Quality in Presence of Modified IEEE 802.15.4a UWB Signal
PublikacjaThis paper presents results of measurement of narrowband transmission quality in presence of impulse radio UWB interference. In the first part of paper, unmodified IEEE 802.15.4a IR UWB signal is used. Then some modification of transmitted pulse sequence is proposed, which allow to reduce UWB power spectral density at frequency of narrowbandtransmission. Finally narrowband transmission quality in presence of modified ultrawideband...
-
Narrowband Transmission Quality in Presence of Modified IEEE 802.15.4a UWB Signal
PublikacjaThis paper presents results of measurement of narrowband transmission quality in presence of impulse radio UWB interference. In the first part of paper, unmodified IEEE 802.15.4a IR UWB signal is used. Then some modification of transmitted pulse sequence is proposed, which allow to reduce UWB power spectral density at frequency of narrowband transmission. Finally narrowband transmission quality in presence of modified ultrawideband...
-
Narrowband Transmission Quality in Presence of Modified IEEE 802.15.4a UWB Signal
PublikacjaPublikacja przedstawia opis stanowiska laboratoryjnego użytego do badania wpływu zakłóceń impulsowych na jakość odbioru sygnałów wąskopasmowych. Przedstawione zostały przykładowe wyniki pomiaru jakości transmisji wąskopasmowych wraz z wykazaniem, że modyfikacja widma zakłócającego sygnału IR UWB powoduje poprawę jakości odbioru sygnałów wąskopasmowych.
-
New method of IEEE 802.15.4a UWB Impulse Radio Spectrum Shaping
PublikacjaThis paper presents a new technique of IEEE 802.15.4a ultra-wideband signal spectrum control, based on changes in sequences of transmitted pulses with very short duration time. Basic parameters of UWB signal and outline of proposed spectrum shaping methods are briefly described. The main part of the paper presents influence of signal and algorithms parameters on the results of spectrum shaping.
-
Novel Structure and EM-Driven Design of Small UWB Monopole Antenna
PublikacjaA novel structure of a small UWB monopole antenna is presented. In our approach, a compact size is achieved by means of a meander line for current path enlargement as well as the two parameterized slits that introduce additional degrees of freedom helping to ensure good impedance matching. The antenna design is carried out using surrogate-based optimization involving variable-fidelity EM simulations. This allows us to simultaneously...
-
Fast simulation-driven design optimization of UWB band-notch antennas
PublikacjaIn this letter, a simple yet reliable and automated methodology for rapid design optimization of ultra-wideband (UWB) band-notch antennas is presented. Our approach is a two-stage procedure with the first stage focused on the design of the antenna itself, and the secondstage aiming at identification of the appropriate dimensions of the resonator with the purpose of allocating the band-notch in the desired frequency range. For the...
-
A structure and simulation-driven design of compact CPW-fed UWB antenna
PublikacjaIn this letter, a structure of a miniaturized ultra-wideband CPW-fed antenna and its design proce-dure are presented. The antenna is a modified version of the design previously proposed in the literature, with additional degrees of freedom introduced in order to improve the structure flexibility. The small size is achieved by executing a rigorous optimization procedure that consists of two stages: (i) smart random search carried...
-
ZASTOSOWANIE FILTRACJI CZĄSTECZKOWEJ DO ESTYMACJI POŁOŻENIA W SYSTEMIE LOKALIZACYJNYM UWB
PublikacjaNiniejszy artykuł dotyczy kwestii poprawy dokładności estymacji położenia w systemie lokalizacji wewnątrzbudynkowej, bazującym na radiowych pomiarach odległości realizowanych przez modemy UWB. Proponuje się zastosowanie metody filtracji cząsteczkowej do zmniejszenia błędu wyznaczania pozycji obiektu przy braku bezpośredniej widoczności ze stacją referencyjną. W artykule opisano algorytm filtru cząsteczkowego, jego przykładową implementację...
-
Modyfikacja sposobu wytłumiania wybranej częstotliwości w widmie sygnału UWB-IR
PublikacjaW artykule przeanalizowano wybraną metodę kształtowania widma impulsowego sygnału UWB przez odpowiedni dobór stosowanych ciągów pseudoprzypadkowych. Opisano opracowaną modyfikację tej metody polegającą na zastosowaniu dodatkowej modulacji amplitudy generowanych impulsów, co w rezultacie poprawia jakość wytłumiania niepożądanej częstotliwości w widmie sygnału UWB-IR. Przedstawiono wyniki porównawcze wykonanych w tym zakresie badań...
-
Badania pomiarowe jakości transmisji wąskopasmowych w obecności zakłóceń UWB IR
PublikacjaReferat przedstawia wyniki pomiarów laboratoryjnych jakości transmisji w systemach wąskopasmowych (mierzonej bitową stopą błędów) w obecności ultra-szerokopasmowych zakłóceń radia impulsowego. Opisano budowę stanowiska pomiarowego i strukturę zakłócającego sygnału UWB, zarówno zgodnego ze standardem IEEE 802.15.4a jak i zmodyfikowanego przez zmianę struktury czasowej nadawanej sekwencji impulsów.
-
FINITE GROUND CPW-FED UWB ANTENNA OVER THE METALLIC CYLINDRICAL SURFACES
PublikacjaThe investigation of finite ground coplanar fed ultra-wideband (UWB) antenna and the influence of its curvature and the proximity of circular metallic screen on the reflection coefficients and radiation characteristics is presented. The antenna is composed of two circular coplanar strips which enclose slot aperture of similar shape and is designed on a thin and flexible substrate which allows its bending. The antenna configuration...
-
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...
-
Expedited simulation-driven design optimization of UWB antennas by means of response features
PublikacjaIn this work, a method for fast design optimization of broadband antennas is considered. The approach is based on a feature-based optimization (FBO) concept where reflection characteristics of the structure at hand are formulated in terms of suitably defined feature points. Redefinition of the design problem allows for reducing the design optimization cost, because the dependence of feature point coordinates on antenna dimensions...
-
Structure and computationally-efficient simulation-driven design of compact UWB monopole antenna
PublikacjaIn this letter, a structure of a small ultra-wideband (UWB) monopole antenna, its design optimization procedure as well as experimental validation are presented. According to our approach, antenna compactness is achieved by means of a meander line for current path enlargement as well as the two parameterized slits providing additional degrees of freedom that help to ensure good impedance matching. For the sake of reliability, the...
-
Size-Reduction-Oriented Design of Compact CPW-Fed UWB Monopole Antenna
PublikacjaA structure and design optimization of compact CPW-fed UWB monopole antenna is presented. Explicit size reduction through constrained numerical optimization of all relevant geometry parameters of the structure leads to a very small footprint of only 321 mm2. At the same time, a very wide antenna bandwidth is achieved from 3.1 GHz to 17 GHz.
-
Comprehensive comparison of compact UWB antenna performance by means of multi-objective optimization
PublikacjaAn optimization-based procedure for comprehensive performance comparison of alternative compact UWB antenna topologies is discussed. The assessment of the antenna performance is conducted with respect to the structure size and its reflection response. More specifically, the best possible tradeoffs between these two figures of merit are identified through multiobjective optimization at the level...
-
The Linear Array 2x1 of Slot Monopoles for 6-8.5 GHZ UWB Standard
PublikacjaThe results of numerical simulations and measurements of 2x1 linear array of slot monopoles are presented in the paper. At the begining a single slot monopole was designed. Next the 2x1 linear array of these monopoles was numerically tested for various configurations of the feeding network. The single monopole and the array were fabricated and the results of the measurements of the reflection coefficients and the radiationpatterns...
-
Low-cost multi-objective optimization and experimental validation of UWB MIMO antenna
PublikacjaPurpose–The purpose of this paper is to validate methodologies for expedited multi-objective designoptimization of complex antenna structures both numerically and experimentally.Design/methodology/approach–The task of identifying the best possible trade-offs between theantenna size and its electrical performance is formulated as multi-objective optimization problem.Algorithmic frameworks are described for finding Pareto-optimal...
-
Modified methods of impulse radio spectrum shaping to improve electromagnetic environment in UWB systems
PublikacjaW publikacji zamieszczono opis metod kształtowania widma ultraszerokopasmowego radia impulsowego w zakresie eliminacji niepożądanych składowych widma. Opisano sposób adaptacji tych metod do zwiększenia odporności transmisji ultraszerokopasmowych na zakłócenia wąskopasmowe i przedstawiono wyniki symulacji komputerowych jakości transmisji w łączu UWB.
-
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...
-
UWB-Based Indoor Navigation in a Flexible Manufacturing System Using a Custom Quadrotor UAV
PublikacjaA novel solution for indoor navigation of a transportation drone in flexible manufacturing is presented in this paper. To address the challenges of accurate and robust drone navigation in occluded environments, an ultra-wideband (UWB) navigation system has been integrated with a commercially available open source control platform. The system offers high accuracy (± 20 mm), low power consumption, resistance to electronic interference,...
-
A compact spline-enhanced monopole antenna for broadband/multi-band and beyond UWB applications
PublikacjaIn this work, a compact monopole antenna for broadband/multi-band and beyond ultra- wideband (UWB) communication has been proposed. The structure is based on a spline-enhanced radiator with a broadband feed and a modified ground plane. Rigorous design optimization of the radiator has been performed in a two-stage framework where optimization of the structure with respect to electrical performance is followed by explicit miniaturization...
-
Customization of UWB 3D-RTLS Based on the New Uncertainty Model of the AoA Ranging Technique
PublikacjaThe increased potential and effectiveness of Real-time Locating Systems (RTLSs) substantially influence their application spectrum. They are widely used, inter alia, in the industrial sector, healthcare, home care, and in logistic and security applications. The research aims to develop an analytical method to customize UWB-based RTLS, in order to improve their localization performance in terms of accuracy and precision. The analytical...
-
Projektowanie symetryzatorów planarnych dla pasma UWB z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych
PublikacjaW pracy zaprezentowano nową metodę projektowania planarnych symetryzatorów szerokopasmowych, wykorzystującą sztuczne sieci neuronowe oraz zasady modelowania elektromagnetycznego. Metoda zakłada wykorzystanie projektu wzorcowego, jego przeskalowanie dla nowego podłoża z wykorzystaniem zasad modelowania elektromagnetycznego oraz optymalizację końcową w oparciu o odpowiednio nauczoną sieć neuronową. Poprawność działania algorytmu zweryfikowano...
-
Dobór kształtu widma sygnału UWB IR do aktualnego stanu zajętości widma elektromagnetycznego
PublikacjaReferat przedstawia praktyczne zasady stosowania metod modyfikacji widma sygnału radia impulsowego do poprawy warunków międzysystemowej kompatybilności elektromagnetycznej. Zaprezentowano przykład doboru kryteriów zmian widma UWB do rzeczywistego stanu zajętości widma elektromagnetycznego występującego na terenie trójmiasta.
-
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....
-
Estymacja położenia węzłów ruchomych w sieci UWB synchronizowanej emisją z węzła nieruchomego
PublikacjaW referacie przedstawiono wyniki testów możliwości wykorzystania modemów IR UWB (Impulse Radio Ultra-Wide Band) typu DWM1000 do budowy sieci radiolokalizacyjnej, w której położenie węzłów ruchomych jest estymowane na podstawie pomiarów różnic odległości metodą TDOA (Time Difference of Arrival). Opisana została struktura sieci i sposób synchronizacji pomiarów czasów w nieruchomych węzłach referencyjnych przez cykliczny odbiór sygnałów...
-
Efektywne kształtowanie widma radiowego sygnału impulsowego (IR UWB) dla potrzeb wymagań międzysystemowej kompatybilności elektromagnetycznej
PublikacjaW części wstępnej zawarto opis uwarunkowań prawnych i normalizacyjnych dotyczących transmisji ultraszerokopasmowych, opisana jest także ultraszerokopasmowa technika radia impulsowego. Następnie przedstawiono znane w literaturze sposoby wpływania na kształt widma transmisji impulsowych, zarówno przez dobór nadawanych impulsów jak i zmiany w strukturze czasowej nadawanej sekwencji. Główną część pracy stanowi opis proponowanych nowych...
-
Multi-objective optimization of compact UWB impedance matching transformers using Pareto front exploration and adjoint sensitivities
PublikacjaIn this paper, a technique for fast multi-objective optimization of impedance matching transformers has been presented. In our approach, a set of alternative designs that represent the best possible trade-offs between conflicting objectives (here, the maximum reflection level within a frequency band of interest and the circuit size) is identified by directly exploring the Pareto front. More specifically, the subsequent Pareto-optimal...
-
BADANIE DOKŁADNOŚCI OKREŚLANIA ODLEGŁOŚCI W ŚRODOWISKU ZAMKNIĘTYM PRZY UŻYCIU MODEMÓW UWB W STANDARDZIE 802.15.4-2011
PublikacjaW referacie przedstawiono wyniki badań pomiarowych dokładności określania odległości pomiędzy dwoma węzłami przy użyciu modemów UWB w środowisku wewnątrzbudynkowym. Badania przeprowadzono dla przypadków bezpośredniej wzajemnej widoczności anten nadawczej i odbiorczej oraz przy braku bezpośredniej widoczności anten.
-
Analiza sieci bezprzewodowych serii IEEE 802.15.x - Bluetooth (BT), UWB i ZigBee - z transmisją wieloetapową. Część I
PublikacjaW artykule zaprezentowano ogólną koncepcję pracy bezprzewodowych sieci mesh (Wireless Mesh Networks - WMNs), tj. sieci ad hoc z topologią złożoną (kratową) i z transmisją wieloetapową. Opisano podstawowe problemy projektowania i implementacji sieci WMN. Przedstawiono ogólne założenia nowego standardu IEEE 802.15.5 - WPAN Mesh. Skoncentrowano się przy tym na opisie i analizie bezprzewodowych sieci złożonych typu WPAN, realizowanych...
-
Analiza sieci bezprzewodowych serii IEEE 802.15.x - Bluetooth (BT), UWB i ZigBee - z transmisją wieloetapową. Część II
PublikacjaW artykule zaprezentowano ogólną koncepcję pracy bezprzewodowych sieci mesh (Wireless Mesh Networks - WMNs), tj. sieci ad hoc z topologią złożoną (kratową) i z transmisją wieloetapową. Opisano podstawowe problemy projektowania i implementacji sieci WMN. Przedstawiono ogólne założenia nowego standardu IEEE 802.15.5 - WPAN Mesh. Skoncentrowano się przy tym na opisie i analizie bezprzewodowych sieci złożonych typu WPAN, realizowanych...
-
Sławomir Jerzy Ambroziak dr hab. inż.
OsobySławomir J. Ambroziak urodził się w 1982 r. Uzyskał tytuł zawodowy magistra inżyniera w zakresie systemów i usług radiokomunikacyjnych w roku 2008, w 2013 r. uzyskał stopień doktora nauk technicznych w dyscyplinie telekomunikacja, w specjalności radiokomunikacja, natomiast w 2020 r. uzyskał stopień doktora habilitowanego. Od 2008 r. jest pracownikiem Katedry Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych na Wydziale Elektroniki, Telekomunikacji...
-
Krzysztof Nyka dr hab. inż.
OsobyKrzysztof Nyka, absolwent Wydziału Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej (WETI PG), gdzie uzyskał tytuł magistra inżyniera (1986, telekomunikacja) stopień doktora nauk technicznych (2002, elektronika) i doktora habilitowanego (2020 automatyka, elektronika i elektrotechnika). Obecnie jest zatrudniony na stanowisku profesora uczelni w Katedrze Inżynierii Mikrofalowej i Antenowej WETI PG. Zainteresowania...
-
Lokalizacja osób w środowisku promu pasażerskiego z wykorzystaniem ultra szerokopasmowego interfejsu radiowego
PublikacjaW niniejszym artykule przedstawiono badania efektywności lokalizowania poruszających się osób w środowisku promu pasażerskiego stosując pomiar czasu propagacji ultraszerokopasmowego sygnału radiowego UWB (Ultra-Wide Band) pomiędzy węzłami odniesienia i terminalem ruchomym. Opisano zbudowane stanowisko badawcze oraz uzyskane wyniki pomiarów przeprowadzonych w warunkach rzeczywistych.
-
Narrowband Transmission Quality in Presence of Modified IEEE 802.15.4a Impulse Radio Interference
PublikacjaThis paper presents results of measurement of narrowband transmission quality in presence of impulse radio UWB interference. IEEE 802.15.4a UWB signal is being used as interferer, also with frame structure modifications which lead to change spectrum of the interference. Equations and coefficients which allow to calculate ratio between power of useful and interference signal are also presented.
-
Time-domine Dipole Fields in acoustic and Elektromagnetics
PublikacjaThe ultrawideband (UWB) radio technique presents a challenge not just for technology. The UWB carrier-free pulses act at a close distance, their electromagnetic fields being very different from classic monochromatic plane wave. The author proposes to adapt a time-domian approach to analysis of broadband spherical fields, both acoustic and electromagnetic, in fundamental cases of quasi-point physical sources.
-
Deep Learning-Based LOS and NLOS Identification in Wireless Body Area Networks
PublikacjaIn this article, the usage of deep learning (DL) in ultra-wideband (UWB) Wireless Body Area Networks (WBANs) is presented. The developed approach, using channel impulse response, allows higher efficiency in identifying the direct visibility conditions between nodes in off-body communication with comparison to the methods described in the literature. The effectiveness of the proposed deep feedforward neural network was checked on...
-
Person Tracking in a Ferry Environment Using Ultra-Wide Band Radio Interface
PublikacjaThis article presents research and analysis of effectiveness of tracking moving people in an environment of passenger ferry, using measurements of propagation time of ultra-wide band radio signal (UWB - Ultra-Wide Band). Constructed measurement stand and results of measurements carried out in a real propagation conditions were shortly discussed.
-
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.
-
IEEE 802.15.4a Impulse Radio Spectrum Shaping by Changes in Pulse Sequence
PublikacjaThis paper presents one of possible techniques of IEEE 802.15.4a ultra-wideband signal spectrum control, based on changes in sequences of transmitted pulses with very short duration time. This technique can reduce probability of mutual interferences between new ultra-wideband and existing narrowband devices, which may be helpful in further studies on allowing UWB transmission in wider range of spectrum in theEuropean Union.
-
Detekcja warunków LOS i NLOS w środowisku wewnątrz budynkowym przy użyciu algorytmu głębokiego uczenia
PublikacjaW środowisku wewnątrzbudynkowym występuje wiele czynników negatywnie wpływających na transmitowane sygnały. Niniejszy artykuł przedstawia metodę opartą na koncepcji głębokich sieci neuronowych, służącą do detekcji warunków LOS i NLOS w środowisku wewnątrzbudynkowym. Algorytm opracowany i przetestowany został na podstawie pomiarów sygnałów UWB przeprowadzonych w rzeczywistym środowisku wewnątrzbudynkowym.
-
Narrowband interference suppression in IEEE 802.15.4a ultrawideband receiver
PublikacjaW referacie przedstawiono metodę redukcji wpływu silnych sygnałów wąskopasmowych na jakość transmisji ultraszerokopasmowej w standardzie IEEE 802.15.4a poprzez modyfikację sekwencji impulsów w odbiorniku korelacyjnym. Opisano strukturę rozpatrywanego odbiornika i sposób tworzenia zmodyfikowanych sekwencji wzorcowych, a także przedstawiono wyniki symulacji komputerowych jakości pracy łącza UWB w obecności zakłóceń o charakterze...
-
Ujednolicone kryterium oceny stanu kompatybilności międzysystemowej wąsko- i ultraszerokopasmowych systemów radiokomunikacyjnych
PublikacjaNiniejszy referat zawiera propozycję ujednoliconegokryterium oceny stanu kompatybilności międzysystemowej różnych systemów radiokomunikacyjnych zajmujących to samo pasmo częstotliwości. W szczególności pozwala to na porównywanie różnych typów transmisji ultraszerokopasmowych pod kątem ich odporności na zakłócenia wąskopasmowe oraz wpływu na jakość transmisji wąskopasmowych. Przedstawiono także sposób obliczania szerokościprzedziału...
-
Poprawa warunków koegzystencji wąsko- i ultraszerokopasmowych transmisji radiowych - wyniki pomiarów
PublikacjaReferat przedstawia pokrótce zaproponowaną przez autorów metodę zmniejszania ryzyka wystąpienia zakłóceń w pracy urządzeń wąskopasmowych powodowanych przez transmisje UWB według stan-dardu IEEE 802.15.4a poprzez modyfikację widma sygnału ultraszerokopasmowego. Główną część pracy stanowi prezentacja wyników pomiarów laboratoryjnych jakości odbioru sygnałów wąskopasmowych w obecności zakłóceń impulsowych bez modyfikacji widma oraz...
-
Dipolowe anteny planarne do zastosowań w standardzie Ultra-Wide band
PublikacjaW pracy dokonano przeglądu dipolowych anten planarnych projektowanych dla standardu UWB. Przedstawiono przykładowe promienniki oraz symetryzatory szerokopasmowe, które składają sie na antenę dipolową. porównano dopasowania anten dla wybranych kształtów promienników.
-
Simulation-driven design of compact ultra-wideband antenna structures
PublikacjaPurpose–The purpose of this paper is to investigate strategies and algorithms for expedited designoptimization and explicit size reduction of compact ultra-wideband (UWB) antennas.Design/methodology/approach–Formulation of the compact antenna design problem aiming atexplicit size reduction while maintaining acceptable electrical performance is presented. Algorithmicframeworks are described suitable for handling various design situations...
-
User Orientation Detection in Relation to Antenna Geometry in Ultra-Wideband Wireless Body Area Networks Using Deep Learning
PublikacjaIn this paper, the issue of detecting a user’s position in relation to the antenna geometry in ultra-wideband (UWB) off-body wireless body area network (WBAN) communication using deep learning methods is presented. To measure the impulse response of the channel, a measurement stand consisting of EVB1000 devices and DW1000 radio modules was developed and indoor static measurement scenarios were performed. It was proven that for...
-
Tracking body movement for radio channel measurements in BAN with indoor positioning system
PublikacjaThis paper presents indoor positioning system based on inertial navigation with additional distance measurements using UWB modems and map matching to increase accuracy and eliminate position drift. Such system may be used to track position of human body during radio channel measurements for body area networks. Performance of proposed system and limitations caused by inertial navigation are briefly described.
-
Patch size setup and performance/cost trade-offs in multi-objective antenna optimization using domain patching technique
PublikacjaA numerical study concerning multi-objective optimization of antenna structures using sequential domain patching (SDP) technique has been presented. We investigate the effect of various setups of the patch size on the operation of the SDP algorithm and possible trade-offs concerning the quality of the Pareto set found by SDP and the computational cost of the optimization process. Our considerations are illustrated using a UWB monopole...
-
Small Antenna Design Using Surrogate-Based Optimization
PublikacjaIn this work, design of small antennas using efficient numerical optimization is investigated. We exploit variable-fidelity electromagnetic (EM) simulations and the adaptively adjusted design specifications (AADS) technique. Combination of these methods allows us to simultaneously adjust multiple geometry parameters of the antenna structure of interest in a computationally feasible manner, leading to substantial reduction of the...
-
Fast Multi-Objective Antenna Design Through Variable-Fidelity EM Simulations
PublikacjaA technique for fast multi-objective antenna optimization is introduced. A kriging interpolation surrogate constructed from sampled coarse-mesh EM simulations is utilized by multi-objective evolutionary algorithm (MOEA) to obtain the initial Pareto front approximation. The surrogate is defined in a subset of the original design space, determined by means of independently optimized individual objectives. Response correction techniques...
-
Estimation of a single balun parameters on the base of back-to-back measurements
PublikacjaA method of estimation of a single balun S parameters based on the measured parameters of back-to-back configuration is presented in the paper. Proposed approach is to measure two back-to-back circuits: i) direct connection of baluns and ii) connection with additional transmission line segment between the baluns. Coupling effects in both circuits are calculated from full-wave simulations. Next they are applied to estimate the parameters...
-
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...
-
Expedited EM-driven multi-objective antenna design in highly-dimensional parameter spaces
PublikacjaA technique for low-cost multi-objective optimization of antennas in highly-dimensional parameter spaces is presented. The optimization procedure is expedited by exploiting fast surrogate models, including coarse-discretization EM antenna simulations and response surface approximations (RSA). The latter is utilized to yield an initial set of Pareto non-dominated designs which are further refined using response correction methods....
-
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...
-
Rotational Design Space Reduction for Cost-Efficient Multi-Objective Antenna Optimization
PublikacjaCost-efficient multi-objective design of antenna structures is presented. Our approach is based on design space reduction algorithm using auxiliary single-objective optimization runs and coordinate system rotation. The initial set of Pareto-optimal solutions is obtained by optimizing a response surface approximation model established in the reduced space using coarse-discretization EM simulation data. The optimization engine is...
-
Low-cost multi-objective optimization of antennas using Pareto front exploration and response features
PublikacjaIn the paper, a procedure for low-cost multi-objective optimization of antenna structures is presented. Our approach is based on exploration of the Pareto front representing the best possible trade-offs between conflicting objectives, here, the structure size and its electrical performance. Starting from the design representing the best in-band reflection level, subsequent Pareto-optimal designs are identified through local constrained...
-
Fast EM-driven size reduction of antenna structures by means of adjoint sensitivities and trust regions
PublikacjaIn this letter, a simple yet robust and computationally efficient optimization technique for explicit size reduction of antenna structures is presented. Our approach directly handles the antenna size as the main design objective, while ensuring satisfactory electrical performance by means of suitably defined penalty functions. For the sake of accuracy, the antenna structure is evaluated using high-fidelity EM simulation. In order...
-
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...
-
A Generalized SDP Multi-Objective Optimization Method for EM-Based Microwave Device Design
PublikacjaIn this article, a generalized sequential domain patching (GSDP) method for efficient multi-objective optimization based on electromagnetics (EM) simulation is proposed. The GSDP method allowing fast searching for Pareto fronts for two and three objectives is elaborated in detail in this paper. The GSDP method is compared with the NSGA-II method using multi-objective problems in the DTLZ series, and the results show the GSDP method...
-
Three-objective antenna optimization by means of kriging surrogates and domain segmentation
PublikacjaIn this paper, an optimization framework for multi-objective design of antenna structures is discussed which exploits data-driven surrogates, a multi-objective evolutionary algorithm, response correction techniques for design refinement, as well as generalized domain segmentation. The last mechanism is introduced to constrain the design space region subjected to sampling, which permits reduction of the number of training data samples...
-
Pareto Ranking Bisection Algorithm for Expedited Multi-Objective Optimization of Antenna Structures
PublikacjaThe purpose of this letter is introduction of a novel methodology for expedited multi-objective design of antenna structures. The key component of the presented approach is fast identification of the initial representation of the Pareto front (i.e., a set of design representing the best possible trade-offs between conflicting objectives) using a Pareto-ranking bisection algorithm. The algorithm finds a discrete set of Pareto-optimal...
-
Efficient Multi-Objective Simulation-Driven Antenna Design Using Co-Kriging
PublikacjaA methodology for fast multi-objective antenna optimization is presented. Our approach is based on response surface approximation (RSA) modeling and variable-fidelity electromagnetic (EM) simulations. In the design process, a computationally cheap RSA surrogate model constructed from sampled coarse-discretization EM antenna simulations is optimized using a multi-objective evolutionary algorithm. The initially determined Pareto...
-
Low-Cost EM-Simulation-Driven Multi-Objective Optimization of Antennas
PublikacjaA surrogate-based method for efficient multi-objective antenna optimization is presented. Our technique exploits response surface approximation (RSA) model constructed from sampled low-fidelity antenna model (here, obtained through coarse-discretization EM simulation). The RSA model enables fast determination of the best available trade-offs between conflicting design goals. A low-cost RSA model construction is possible through...
-
Rapid multi-objective antenna design using point-by-point Pareto set identification and local surrogate models
PublikacjaAntenna design is inherently a multicriterial problem.Determination of the best possible tradeoffs between conflicting objectives (a so-called Pareto front), such as reflection response, gain, and antenna size, is indispensable from the designer’s point of view, yet challenging when high-fidelity electromagnetic (EM) simulations are utilized for performance evaluation. Here, a novel and computationally...
-
Multi-Fidelity Local Surrogate Model for Computationally Efficient Microwave Component Design Optimization
PublikacjaIn order to minimize the number of evaluations of high-fidelity (“fine”) model in the optimization process, to increase the optimization speed, and to improve optimal solution accuracy, a robust and computational-efficient multi-fidelity local surrogate-model optimization method is proposed. Based on the principle of response surface approximation, the proposed method exploits the multi-fidelity coarse models and polynomial interpolation...
-
Low-Cost Multi-Objective Optimization of Antennas By Means Of Generalized Pareto Ranking Bisection Algorithm
PublikacjaThis paper introduces a generalized Pareto ranking bisection algorithm for low-cost multi-objective design optimization of antenna structures. The algorithm allows for identifying a set of Pareto optimal sets of parameters (that represent the best trade-offs between considered objectives) by iterative partitioning of the intervals connecting previously found designs and executing a Pareto-ranking-based poll search. The initial...
-
Design-Oriented Constrained Modeling of Antenna Structures
PublikacjaFast surrogate models are crucially important to reduce the cost of design process of antenna structures. Due to curse of dimensionality, standard (data-driven) modeling methods exhibit serious limitations concerning the number of independent geometry parameters that can be handled but also (and even more importantly) their parameter ranges. In this work, a design-oriented modeling framework is proposed in which the surrogate is...
-
Triangulation-based Constrained Surrogate Modeling of Antennas
PublikacjaDesign of contemporary antenna structures is heavily based on full-wave electromagnetic (EM) simulation tools. They provide accuracy but are CPU-intensive. Reduction of EM-driven design procedure cost can be achieved by using fast replacement models (surrogates). Unfortunately, standard modeling techniques are unable to ensure sufficient predictive power for real-world antenna structures (multiple parameters, wide parameter ranges,...
-
Accelerated multi-objective design optimization of antennas by surrogate modeling and domain segmentation
PublikacjaMulti-objective optimization yields indispensable information about the best possible design trade-offs of an antenna structure, yet it is challenging if full-wave electromagnetic (EM) analysis is utilized for performance evaluation. The latter is a necessity for majority of contemporary antennas as it is the only way of achieving acceptable modeling accuracy. In this paper, a procedure for accelerated multi-objective design of...
-
Szerokopasmowe planarne anteny dipolowe o ramionach eliptycznych
PublikacjaW niniejszej pracy przedstawiono model matematyczny opisujący zjawisko rozpraszania fali elektromagnetycznej na płytach dielektrycznych, na których powierzchni umieszczono nieskończenie cienkie warstwy przewodzące w kształcie prostokąta lub elipsy. Zaproponowany model jest oparty na dwuwymiarowej metodzie przestrzeni widmowej. Jego istotnym elementem jest możliwość pobudzania badanych struktur falą płaską. W pracy wykorzystano...
-
The Optimal Location of Ground-Based GNSS Augmentation Transceivers
PublikacjaModern Global Navigation Satellite Systems (GNSS) allow for positioning with accuracies ranging from tens of meters to single millimeters depending on user requirements and available equipment. A major disadvantage of these systems is their unavailability or limited availability when the sky is obstructed. One solution is to use additional range measurements from ground-based nodes located in the vicinity of the receiver. The highest...
-
Generalized Pareto ranking bisection for computationally feasible multi-objective antenna optimization
PublikacjaMulti-objective optimization (MO) allows for obtaining comprehensive information about possible design trade-offs of a given antenna structure. Yet, executing MO using the most popular class of techniques, population-based metaheuristics, may be computationally prohibitive when full-wave EM analysis is utilized for antenna evaluation. In this work, a low-cost and fully deterministic MO methodology is introduced. The proposed generalized...
-
Multi-objective design optimization of antenna structures using sequential domain patching with automated patch size deter-mination
PublikacjaIn this paper, a simple yet efficient and reliable technique for fully automated multi-objective design optimization of antenna structures using sequential domain patching (SDP) is discussed. The optimization procedure according to SDP is a two-step process: (i) obtaining the initial set of Pareto-optimal designs representing the best possible trade-offs between considered conflicting objectives, and (ii) Pareto set refinement...
-
Implementation of spatial/polarization diversity for improved-performance circularly polarized multiple-input-multiple-output ultra-wideband antenna
PublikacjaIn this paper, spatial and polarization diversities are simultaneously implemented in an ultra-wideband (UWB) multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna to reduce the correlation between the parallel-placed radiators. The keystone of the antenna is systematically modified coplanar ground planes that enable excitation of circular polarization (CP). To realize one sense of circular polarization as well as ultra-wideband operation,...
-
Piotr Rajchowski dr inż.
OsobyPiotr Rajchowski (Member, IEEE) was born in Poland, in 1989. He received the E.Eng., M.Sc., and Ph.D. degrees in radio communication from the Gdańsk University of Technology (Gdańsk Tech), Poland, in 2012, 2013, and 2017, respectively. Since 2013, he has been working at the Department of Radiocommunication Systems and Networks, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Gdańsk University of Technology, as a IT...
-
Ultra-Wideband Vivaldi Antenna with an Integrated Noise-Rejecting Parasitic Notch Filter for Online Partial Discharge Detection
PublikacjaPower transformers and gas-insulated switchgear (GIS) play crucial roles in electrical power grids. However, they may suffer from degradation of insulation material due to wear and tear, leading to their imminent failure. Partial discharges (PDs) are an initial sign of insulation materials degradation which emit signals spanning various physical domains, including electromagnetic. PDs are temporally narrow, high-frequency, stochastic...