Development of Sensitivity Analysis and Optimization for Microwave Circuits and Antennas in the Frequency Domain
Notice bibliographique
Résumé
This thesis contributes to the development of adjoint variable methods (AVM) and space mapping (SM) technology for computer-aided electromagnetics (EM)-based modeling and design of microwave circuits and antennas. The AVM is known as an efficient approach to design sensitivity analysis for problems of high complexity. We propose a general self-adjoint approach to the sensitivity analysis of network parameters for an Method of Moments (MoM) solver. It requires neither an adjoint problem nor analytical system matrix derivatives. For the first time, we suggest practical and fast sensitivity solutions realized entirely outside the EM solver, which simplifies the implementation. We discuss: (1) features of commercial EM solvers which allow the user to compute network parameters and their sensitivities through a single full-wave simulation; (2) the accuracy of the computed derivatives; (3) the overhead of the sensitivity computation. Our approach is demonstrated by FEKO, which employs an MoM solver. One motivation for sensitivity analysis is gradient-based optimization. The sensitivity evaluation providing the Jacobian is a bottleneck of optimization with full-wave simulators. We propose an approach, which employs the self-adjoint sensitivity analysis of network parameters and Broyden's update for practical EM design optimization. The Broyden's update is carried out at the system matrix level, so that the computational overhead of the Jacobian is negligible while the accuracy is acceptable for optimization. To improve the robustness of the Broyden update in the sensitivity analysis, we propose a switching criterion between the Broyden and the finite-difference estimation of the system matrix derivatives. In the second part, we apply for the first time a space mapping technique to antenna design. We exploit a coarse mesh MoM solver as the coarse model and align it with the fine mesh MoM solution through space mapping. Two SM plans are employed: I. implicit SM and output SM, and II. input SM and output SM. A novel local meshing method is proposed to avoid inconsistencies in the coarse model. The proposed techniques are implemented through the new user-friendly SMF system. In a double annular ring antenna example, the S-parameter is optimized. The finite ground size effect for the MoM is efficiently solved by SM Plan I and the design specification is satisfied after only three iterations. In a patch antenna example, we optimize the impedance through both plans. Comparisons are made. Coarseness in the coarse model and its effect on the SM performance is also discussed.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».