An automated design of substrate integrated waveguide filters based on implicit space mapping optimization

• Autorzy: Leszczyńska N. , Szydłowski Ł. , Podwalski J.

Warianty tytułu

PL

Automatyczne projektowanie filtrów w technologii falowodu zintegrowanego z podłożem metodą odwzorowania przestrzeni

• Konferencja: Microwave and Radar Week (5 ; 21-26.05.2012 ; Warsaw, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper an efficient and full automated design procedure for substrate integrated waveguide filters based on the implicit space mapping technique is proposed. The space mapping method consists two major steps: a fast coarse model optimization to achieve an initial design and a parameter extraction procedure for aligning the approximate response with reference computations based on more accurate electromagnetic analysis. In this paper a mode matching solver is used for fast computation and the reference results are computed with the finite-difference frequency domain technique. The design technique is successfully applied to design two substrate integrated waveguide (SIW) filters.

PL

W artykule zaprezentowano bardzo efektywną i w pełni zautomatyzowaną procedurę projektowania filtrów w technologii falowodu zintegrowanego z podłożem opartą na technice odwzorowania przestrzeni. Metoda odwzorowania przestrzeni składa się z dwóch głównych etapów. W pierwszym model zgrubny jest optymalizowany w celu osiągnięcia założeń projektowych. Następnie w procedurze ekstrakcji parametrów odpowiedź modelu zgrubnego jest dopasowywana do odpowiedzi uzyskanej z analizy pełnofalowej. W tej pracy do szybkich obliczeń modelu zgrubnego wykorzystano oprogramowanie korzystające z techniki dopasowania modów, natomiast wyniki modelu precyzyjnego uzyskano korzystając z metody różnic skończonych. Skuteczność zaprezentowanej procedury przedstawiono na przykładzie dwóch filtrów zaprojektowanych w technologii falowodu zintegrowanego z podłożem.

Słowa kluczowe

EN

computer-aided design (CAD); space mapping (SM); substrate integrated waveguide (SIW) filters

PL

projektowanie wspomagane komputerowo; metoda odwzorowania przestrzeni; filtry w technologii falowodu zintegrowanego z podłożem

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 7
• Strony: 16--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., wykr.

Twórcy

autor

Leszczyńska N.

autor

Szydłowski Ł.

autor

Podwalski J.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Departament of Microwave and Antenna Engineering, Gdańsk

Bibliografia

• [1] Bandler W. J. et al.: Space mapping the state of art, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 52, no. 1, 2004, pp. 337-361.
• [2] Bandler W. J. et al.: Space mapping technique for electromagnetic optimization, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 42, no. 12, 1994, pp. 2536-2544.
• [3] Koziel S. et al.: Space mapping, IEEE Microwave Magazine, vol. 9, no. 6, 2008, pp. 105-122.
• [4] Bandler W. J. et al.: Implicit space mapping optimization exploiting preassigned parameters, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 52, no. 1, 2004, pp. 378-385.
• [5] Podwalski J., Mrozowski M.: Efficient calculation of the resonant frequencies of a SIW resonator with FDFD-based macromodel algorithm, IET 8th International Conference on Computation in Electromagnetics (CEM 2011), pp. 1-2,2011.
• [6] Bandler W. J. et al.: Implicit space mapping em-based modeling and design exploiting preassigned parameters, 2001 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 2, 2002, pp. 713-716.
• [7] Cheng Q. S., Bandler W. J., Koziel S.: Combining coarse and fine models for optimal design, IEEE Microwave Magazine, vol. 9, no. 1, 2008, pp. 79-88.
• [8] Liu C., Huang K.: A compact substrate integrated waveguide bandpass filter, Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceeding, 2010, pp. 1135-1138.
• [9] Uchimura H., Takenoshita T., Fujii M.: Development of a “laminated waveguide”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 46, no. 12, 1998, pp. 2438-2443.
• [10] Zhang Q.-L. et al.: Compact substrate integrated waveguide (SIW) bandpass filter with complementary split-ring resonators (CSRRs), IEEE Microwave Wireless Components Letters, vol. 20, no. 8, 2010, pp. 426-428.
• [11] Dong Y., Itoh T.: Substrate integrated waveguide loaded by complementary split-ring resonators for miniaturized diplexer design, IEEE Microwave Wireless Components Letters, vol. 21, no. 1, 2011, pp. 10-12.
• [12] Bozzi M., Perregrini L., Wu K.: Modeling of conductor dielectric and radiation losses in substrate integrated waveguide by the boundary integral-resonat mode expansion method, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 56, no. 12, 2008, pp. 3153-3161.
• [13] Mira F. et al.: Calibrated space-mapping approach for the design of SIW filters, 2010 European Microwave Conference (EuMC), 2010, pp. 365-368.
• [14] Kozakowski P., Mrozowski M.: Automated CAD of coupled resonator filters, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 12, no. 12, 2002, pp. 470-472.
• [15] Kulas L., Mrozowski M.: Reduced order models of refined Yee's cells, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 13, no. 4, 2003, pp. 164-166.
• [16] Kulas L., Mrozowski M.: Multilevel model order reduction, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 14, no. 4, 2004, pp. 165-167.
• [17] Kulas L., Mrozowski M.: Low-reflection subgridding, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 53, no. 5, 2005, pp. 1587-1592.
• [18] High Frequency Structure Simulator (HFSS), http://www.ansoft.com.
• [19] Mician pWave Wizard, http://www.mician.com.
• [20] Matlab, http://www.mathworks.com.