Publikacje
Filtry
wszystkich: 563
Katalog Publikacji
-
Design space reduction and variable-fidelity EM simulations for feasible Pareto optimization of antennas
PublikacjaA computationally efficient procedure for multi-objective optimization of antenna structures is presented. In our approach, a response surface approximation (RSA) model created from sampled coarse-discretization EM antenna simulations is utilized to yield an initial set of Pareto-optimal designs using a multi-objective evolutionary algorithm. The final Pareto front representation for the high-fidelity model is obtained using surrogate-based...
-
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...
-
A CMRC-based compact rat-race coupler with harmonic suppression
PublikacjaIn this paper, an eective miniaturization technique exploiting compact microstrip resonant cells has been discussed and experimentally validated on the basis of a 3-dB microstrip rat-race coupler. The application of the method proposed has resulted in 91 % circuit area reduction in comparison to a conventional rat-race coupler. Experimental results show good agreement with theoretical characteristics, as well as an additional eect,...
-
Low-Cost Multi-Objective Optimization Yagi-Uda Antenna in Multi-Dimensional Parameter Space
PublikacjaA surrogate-based technique for fast multi-objective optimization of a multi-parameter planar Yagi-Uda antenna structure is presented. The proposed method utilizes response surface approximation (RSA) models constructed using training samples obtained from evaluation of the low-fidelity antenna model. Utilization of the RSA models allowsfor fast determination of the best possible trade-offs between conflicting objectives in multi-objective...
-
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...
-
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....
-
Design Space Reduction for Expedited Multi-Objective Design Optimization of Antennas in Highly-Dimensional Spaces
PublikacjaA surrogate-based technique for efficient multi-objective antenna optimization is discussed. Our approach exploits response surface approximation (RSA) model constructed from low-fidelity antenna model data (here, obtained through coarse-discretization electromagnetic simulations). The RSA model enables fast determination of the best available trade-offs between conflicting design goals. The cost of RSA model construction for multi-parameter...
-
Low-cost EM-Simulation-based Multi-objective Design Optimization of Miniaturized Microwave Structures
PublikacjaIn this work, a simple yet reliable technique for fast multi-objective design optimization of miniaturized microwave structures is discussed. The proposed methodology is based on point-by-point identification of a Pareto-optimal set of designs representing the best possible trade-offs between conflicting objectives such as electrical performance parameters as well as the size of the structure of interest. For the sake of computational...
-
Trawl-Door Shape Optimization with 3D CFD Models and Local Surrogates
PublikacjaDesign and optimization of trawl-doors are key factors in minimizing the fuel consumption of fishing vessels. This paper discusses optimization of the trawl-door shapes using high-fidelity 3D computational fluid dynamic (CFD) models. The accurate 3D CFD models are computationally expensive and, therefore, the direct use of traditional optimization algorithms, which often require a large number of evaluations, may be prohibitive....
-
Automated Design of Linear Phase Filters
PublikacjaThis paper presents a fast technique for an automated design of microwave filters with linear phase. The proposed method exploits the cost function defined using the location of complex zeros and poles of the filter’s transfer and reflection function. The effectiveness of the proposed technique is presented with two illustrative examples.
-
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...
-
EM-Driven Multi-Objective Optimization of Antenna Structures in Multi-Dimensional Design Spaces
PublikacjaFeasible multi-objective optimization of antenna structures is presented. An initial set of Pareto optimal solutions is found using a multi-objective evolutionary algorithm (MOEA) working with a fast surrogate antenna model obtained by kriging interpolation of coarse-discretization EM simulation data. To make the surrogate construction computationally feasible in multi-dimensional design space, the space subset containing non-dominated...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Extraction of antenna pattern from near field antenna measurements distorted by undesired emission
PublikacjaIn this paper authors present experimental correction of antenna pattern obtained from near field measurements when they are distorted by determined electromagnetic emission. Such situation may be met e.g. when feeding or supply subsystem interacts with antenna radiation pattern due to self-emission. Presented results of experiments show effectiveness of extraction of antenna pattern utilizing near field antenna measurements.
-
A Systematic Search for New Coupling Schemes of Cross-Coupled Resonator Bandpass Filters
PublikacjaIn this paper, a systematic approach to an extensive search for topologies of cross-coupled filters with generalized Chebyshev response is presented. The technique applies graph theory to find unique, nonisomorphic filter configurations, and tests whether a specific frequency response can be realized in a given set of topologies. The results of the search are then stored in a database of possible filter configurations.
-
An Efficient Framework For Fast Computer Aided Design of Microwave Circuits Based on the Higher-Order 3D Finite-Element Method
PublikacjaIn this paper, an efficient computational framework for the full-wave design by optimization of complex microwave passive devices, such as antennas, filters, and multiplexers, is described. The framework consists of a computational engine, a 3D object modeler, and a graphical user interface. The computational engine, which is based on a finite element method with curvilinear higher-order tetrahedral elements, is coupled with built-in...
-
The investigations of influence of isotropic coupling betweenferrite coupled slot-lines on parameters of FSLS circulator
PublikacjaW pracy zaprezentowano badania cyrkulatora wykorzystującego magnesowaną wzdłużnie sekcję ferrytowych, sprzężonych linii szczelinowych (FSLS). Przedstawione badania oraz ich wyniki dotyczą wpływu wielkości sprzężenia izotropwego występującego pomiędzy sprzężonymi liniami szczelinowymi sekcji FSLS. Na podstawie uzyskanych wyników oraz weryfikacji ekperymentalnej stwierdzono, iż zapewnienie jak najniższej wartości sprzężenia izotropwego...
-
On the design of planar high directivity proximity couplers in the mm-wave range
PublikacjaPrzedyskutowano problemy projektowania sprzęgaczy zbliżeniowych wykonywanych w technologii planarnej i przeznaczonych do pracy w zakresie fal milimetrowych. Zasadniczym celem badań było zaprojektowanie, wykonanie i przebadanie układu sprzęgacza o wysokiej kierunkowości i umiarkowanym poziomie sprzężenia pracującego w zakresie 40-50GHz. Przedyskutowano i zamodelowano różne konfiguracje sprzęgaczy. Stwierdzono, że znane zasady projektowania...
-
Model order reduction for subgridding in fdtd scheme
PublikacjaW artykule zaprezentowana została technika pozwalająca na uzyskanie wysokiej rozdzielczości w metodzie FDTD. Prezentowany algorytm jest połączeniem metod redukcji rzędu modelu i lokalnych zagęszczeń zaimplementowanych do FDTD. Pozwala to zmniejszyć liczbę użytych zmiennych stanu, a także skrócić krok czasowy, co skutkuje znacznie krótszym czasem symulacji, niż w przypadku klasycznej metody FDTD.
-
Evaluation of accuracy of surrogate models
PublikacjaArtykuł przestawia statystyczne podejście do oceny dokładności modeli zastępczych. Prezentowana jest miara dokładności bazująca na dystrybucji błędów w zbiorze testowym. Praca zawiera dyskusję na temat oceny dokładności samego modelu oraz zasadności wyboru kryterium zatrzymującego proces automatycznego tworzenia modelu.
-
Ridged horn antenna for ground penetrating radar
PublikacjaOmówiono modyfikację tuby grzbietowej polegającą na jej wypełnieniu dielektrykiem, w celu wykorzystania do układu pozwalającego na poszukiwanie obiektów znajdujących się pod ziemią. Omówiono badania, które doprowadziły do opracowania konstrukcji anteny z wypełnieniem dielektrycznym. Przedstawiono wyniki testu takiej anteny w układzie do detekcji obiektu metalowego umieszczonego pod ziemią.
-
Analysis of a high-quality photonic crystal resonator
PublikacjaArtykuł przedstawia kompleksową analizę rezonatora 2D o wysokiej dobroci uzyskanego dzięki zastosowaniu fotonicznych kryształów. Struktura rezonatora została zoptymalizowana w celu osiągnięcia maksymalnej dobroci. Analiza została wykonana przy pomocy metody FDTD z zaimplementowanymi makromodelami, a wyniki poddano następnie obróbce cyfrowej w oparciu o technikę GPOF. Taka kombinacja zastosowanych metod okazała się bardzo efektywna...
-
Object oriented grid computing for computational electromagnetics
PublikacjaArtykuł opisuje bibliotekę WiCommGrid napisaną w języku java, która realizuje ideę wymiany informacji pomiędzy węzłami środowiska rozproszonego z zastosowaniem programowania zorientowanego obiektowo. Biblioteka ta przystosowana jest do współdziałania z wieloma systemami operacyjnymi oraz z rożnym środowiskiem sprzętowym. Zbudowaną aplikację zastosowano do zrównoleglonych obliczeń rozkładu pola elektromagnetycznego w oparciu o algorytm...
-
Approximate analytical boundary conditions for efficient finite difference frequency domain simulations in cylindrical coordinates
PublikacjaW artykule zaprezentowano prostą technikę analizy rezonatora otwartego. Algorytm łączy w sobie metodę różnic skończonych i rozwinięć funkcyjnych , umożliwiając implementację warunków brzegowych symulujących otwartą przestrzeń. Metoda testowana była w analizie rezonatorów o różnych wymiarach,a otrzymane wyniki dobrze zgadzały się z rezultatami innych metod.
-
An integrated periodic structure in Silicon technology to improve power amplifier parameters
PublikacjaNowa zintegrowana struktura periodyczna wykonana w technologii krzemowej została wprowadzona do międzystopniowego układu dopasowania wzmacniacza mocy. Dzięki temu stwiedzono poprawę większości charakterystyk wzmacniacza, jak również własności filtrujących (tłumienie harmonicznych).
-
Dwuzakresowy sprzęgacz gałęziowy do systemów WLAN2.45 i WLAN5.25
PublikacjaPrzedstawiono klasyczny sprzęgacz gałęziowy zaprojektowany w taki sposób, aby możliwa była jego praca w dwóch podzakresach częstotliwości, tzn. w pasmach WLAN2.45 i WLAN5.25. Dwuzakresową pracę uzyskano poprzez adekwatną modyfikację obwodu, polegającą na dołączeniu rozwartych na końcu odcinków linii, równoważnych określonym reaktancjom. Wykonany model układu oraz przeprowadzone badania eksperymentalne potwierdziły możliwość wykorzystania...
-
Receiver block of antenna amplifier for WLAN systems in 5 GHz band
PublikacjaDwukierunkowe wzmacniacze antenowe (BDA) są często stosowane do zwiększania zasięgu łączności w sieciach bezprzewodowych WLAN. W artykule przedstawiono teorię, procedurę projektową oraz realizację części odbiorczej dwukierunkowego wzmacniacza do systemów WLAN na pasma 5GHz w standardach 802.11a i HiperLAN-2. Analizowano tylko te bloki, które wpływają na parametry toru odbiorczego. Aby ograniczyć koszt wzmacniacza wszystkie obwody...
-
Dwuzakresowy sprzęgacz gałęziowy dla systemów WLAN2.45 i WLAN5.25
PublikacjaPrzedstawiono klasyczny sprzęgacz gałęziowy zaprojektowany w taki sposób, aby możliwa była jego praca w dwóch podzakresach częstotliwości, tzn. w pasmach WLAN2.45 i WLAN5.25. Dwuzakresową pracę uzyskano poprzez adekwatną modyfikację obwodu, polegającą na dołączeniu rozwartych na końcu odcinków linii, równoważnych określonym reaktancjom. Wykonany model układu oraz przeprowadzone badania eksperymentalne potwierdziły możliwość wykorzystania...
-
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.
-
Experimental and numerical investigation of crosstalk effect in coupled coplanar waveguides - part II: Multimode coupled line representation
PublikacjaW pracy przedstawiono metodę analizy nieidealności połączenia poszczegółnych fragmentów rozłożonego ekranu na zjawisko przesłuchu w strukturze sprzężonych falowodów koplanarnych z uziemionym centralnym paskiem. Analiza bierze pod uwagę efekty dyspersji oraz wielorodzajową naturę rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w strukturze wieloprzewodowej. Teorię zweryfikowano praktycznie uzyskując bardzo dobrą zgodność pomiędzy wynikami...
-
Cross-talk modeling in coupled transmission lines terminated with nonlinear loads
PublikacjaW pracy przedstawiono przegląd dostępnych metod symulacji zjawiska przesłuchu kładąc szczegółny nacisk na efekty nieliniowości rzeczywistych obciążeń linii sygnałowych na płytach drukowanych. Wykorzystując metodę analizy opartą o szeregi Volterry przeanalizowano efekt przesłuchu w strukturze sprzężonych linii mikropaskowych obciążonych na wyjściu toru transmisyjnego diodą Schottky'ego z niską barierą potencjalu. Uzyskano bardzo...
-
Analysis of coplanar-type printed lines including parasitic effects of bonding wires between ground conductors
PublikacjaW pracy przedstwiono wyniki analizy propagacji sygnałów prostokątnych w strukturach sprzężonych falowodów koplanarnych z uwzględnieniem nieidealności połączeń pomiędzy przewodnikami masy. Wyniki analiz numerycznych dla wybranych struktur linii sprzężonych zweryfikowano pozytywnie w oparciu o rezultaty badań eksperymentalnych prowadzonych technikami czasowymi (TDR/TDT).
-
Research on wave structures containing sets of metallized cylindrical objects
PublikacjaCel pracy obejmował opracowanie modelu matematycznego opartego na bezpośredniej interpretacji fizycznej rozpraszania fali elektromagnetycznej w zamkniętych i otwartych systemach zawierających różne konfiguracje złożonych obiektów cylindrycznych. Kolejnym celem było zastosowanie otrzymanego modelu do badania problemów otwartych i zamkniętych, oraz zaproponowanie przykładów ich aplikacji. Tezą pracy było stwierdzenie, że istnieje...
-
Zjawisko przesłuchu w wieloprzewodowych prowadnicach koplanarnych
PublikacjaCelem pracy jest analiza zjawiska przesłuchu na bliskim i dalekim końcu sprzężonych linii koplanarnych (ang. Coupled Coplanar Waveguides C-CPW) i sprzężonych linii koplanarnych z centralnie umieszczonym uziemionym paskiem (ang. Coupled Coplanar Waveguides with central Grounded Strip C-CPWGS) o skończonej długości przy pobudzeniu falą prostokątną. Wymagało to stworzenia modeli numerycznych rozpatrywanych prowadnic i poddania ich...
-
Experimental frequency-domain characterization of fundamental guided mode parameters in coupled coplanar waveguide
PublikacjaW pracy przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika propagacji oraz impedancji charakterystycznej rodzajów podstawowych w strukturze sprzężonych linii koplanarnych. Metoda, oparta o wykorzystanie specjalnych struktur pobudzających oraz klasyczne pomiary w dziedzinie częstotliwości przy pomocy wektorowego analizatora sieci wykazała przydatność do wyznaczania zależnych od częstotliwości parametrów struktury.
-
Experimental and numerical investigation of crosstalk effect in coupled coplanar waveguides - part i: bi-mode coupled line representation
PublikacjaW pracy przedstawiono analizę zjawiska przesłuchu w strukturze sprzężonych falowodów koplanarnych. Analiza wykorzystując metodę przestrzeni widmowej i bazując na dwurodzajowym modelu pary linii sprzężonych uwzględnia efekty dyspersji obserwowane w zakresie wysokich częstotliwośći. Przedyskutowano zagadnienie sposobu definicji impedancji charakterystycznych dla prowadzonych rodzajów pola. Wyniki modelowania numerycznego potwierdzono...
-
A diplexer design method using an augmented channel filter approach
PublikacjaContinuous development in RFID andmicrocontrollers technologies gives new possibilities to createsystems that are able to integrate a lot of sensors based ondifferent technologies. This integration brings us closer to realizethe Ubiquitous Network Society vision. However, many problemsmust be addressed before we will benefit from such systems. Inthis paper we describe concept of integrating RFID technologywith other sensors technologies...
-
Reduced-order models in the finite element analysis
PublikacjaA novel technique of incorporating macromodels into finite element electromagnetic analysis of waveguide components is presented. Macromodels are generated by using a model order reduction algorithm (ENOR), which results in significant decrease of the number of variables, that describe the computational region. Proposed technique allows for using a few independent macromodels as well as to duplicating one macromodel in many subregions...
-
Parametric study of radiation from circumferential slots on a conducting cylinder
PublikacjaBadania numeryczne dotyczące promieniowania z szyku szczelin umieszczonych na powierzchni przewodzącego walca. Zaproponowana została prosta i szybka metoda analizy zjawiska, przy uwzględnieniu efektu sprzężenia pomiędzy szczelinami. Metoda bazuje na transformacji Fouriera sumy pól wypromieniowanych przez każdą ze szczelin. Metodę zweryfikowano poprzez porównanie wyników z wynikami metody pełnofalowej. Zaprezentowano charakterystyki...
-
Krylov Space Iterative Solvers on Graphics Processing Units
PublikacjaCUDA architecture was introduced by Nvidia three years ago and since then there have been many promising publications demonstrating a huge potential of Graphics Processing Units (GPUs) in scientific computations. In this paper, we investigate the performance of iterative methods such as cg, minres, gmres, bicg that may be used to solve large sparse real and complex systems of equations arising in computational electromagnetics.
-
Synthesis of coupled lossy resonator filters.
PublikacjaA technique for fast synthesis of coupling matrix low-pass prototypes of generalized. Chebyshev bandpass filters with lossy resonators is presented in this letter. The coupling matrix is found by solving a nonlinear least squares problem based on zeros and poles of filter's transfer functions.
-
Tuning matrix-vector multiplication on GPU
PublikacjaA matrix times vector multiplication (matvec) is a cornerstone operation in iterative methods of solving large sparse systems of equations such as the conjugate gradients method (cg), the minimal residual method (minres), the generalized residual method (gmres) and exerts an influence on overall performance of those methods. An implementation of matvec is particularly demanding when one executes computations on a GPU (Graphics...
-
Application of hybrid finite-difference mode-matching method to analysis of structures loaded with axially-symmetrical posts
PublikacjaW artykule przedstawiono nową metodę hybrydową do analizy układów falowodowych zawierających dowolne konfiguracje obiektów osiowo-symetrycznych. Metoda oparta jest na połączeniu metody różnic skończonych, metody dopasowania rodzajów oraz iteracyjnej procedury rozpraszania. W pracy przedstawiono badania zbieżności metody. Uzyskane wyniki numeryczne porównano z wynikami odniesienia. Duża zgodność wyników potwierdziła poprawność opracowanego...
-
Antena mikropaskowa o poszerzonym paśmie pracy
PublikacjaW pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące anteny mikropaskowej o poszerzonym paśmie pracy. Poprzez zastosowanie układu dwóch szczelin sprzęgających we wspólnej warstwie masy uzyskano 29% pasmo pracy (0.96GHz -1.25 GHz) mierzone przy poziomie WFS < 1.5. Ze względu na obserwowane w charakterystyce promieniowania minima, wykonano drugą wersję anteny ze zmodyfikowanymi wymiarami warstwy masy. Efektemtego zabiegu było uzyskanie anteny...
-
A universal IT system architecture for servicing, collecting, storing, processing and presenting data from wireless devices
PublikacjaIn the article we present a universal IT system architecture, which allows one to develop, based on mobile and multiplatform JAVA language, applications capable of working with many different wireless systems in an easy and effective way. Modular system architecture supports efficient data processing and enables convenient presentation of chosen parameters. Additionally, proposed IT system architecture provides easy adoption to...
-
WSN for intelligent street lighting system
PublikacjaIn this article authors propose to apply WSN to intelligent street lighting system. As a result of such a combination one obtains a system designed to increase functionality of light installations for a wide range of applications and introduce a platform for new additional services, which meets current and future user needs. The system is composed of WSN nodes integrated with light sources based on high power LED diodes, which...
-
New RFID readers for scalable RFID system
PublikacjaRFID systems gives the opportunity to have wide access control integrated with the monitoring of people and goods flow. System's scalability is one of the most important features in such systems as they enable large scale deployments. The concept of the proposed reader's architecture employs new RFID transceivers and microcontrollers, security algorithms which gives very high functionality at low price. Special treatment of system's...
-
Low cost microwave X-band generator
PublikacjaA low cost microwave X-band generator for educational purposes was designed and built. Its simple construction and user's interface makes it suitable for a student laboratory.The generator is based on a single frequency conversion concept. It uses a digitally tunable PLL chip for intermediate frequency generation and an active frequency multiplier for frequency conversion. The generator covers 9,7 - 11 GHz part of the X frequency...