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Anwendung von waveletbasierten Verfahren bei der Simulation von Millimeter- und Mikrometerwellenschaltungen mit der Methode der Geraden - Application of Wavelet-based Techniques for the Simulation of Millimeter and Microwave Circuits with the Method of Lines

by Pertz, Oliver

Abstract (Summary)
Bei der Simulation von Millimeter- und Mikrometerwellenschaltungen wurden in der Vergangenheit zahlreiche Methoden verwendet, die die maxwellschen Gleichungen direkt numerisch lösen. Eines dieser Verfahren ist die Methode der Geraden, die seit Anfang der 80er-Jahre zum Einsatz kommt. Ihr wesentlicher Ansatz ist eine teilanalytische Lösung in einer Raumrichtung, durch die die numerische Ordnung des Simulationsalgorithmus reduziert wird. In der Vergangenheit wurden Wavelets in verschiedenen etablierten Simulationsverfahren, wie zum Beispiel bei den Finiten Differenzen im Zeitbereich, erfolgreich eingesetzt, um auftretende Operatoren zu komprimieren und damit den Bedarf an Rechenzeit und Speicherplatz zu reduzieren. In der vorliegenden Arbeit wurden Wavelets erstmals eingesetzt, um die numerisch ohnehin sehr effiziente Methode der Geraden weiter zu optimieren. Nach einer detaillierten Beschreibung verschiedener Eigenschaften von Wavelets werden zunächst vorhandene waveletbasierte Verfahren eingehend untersucht, bevor der Simulationsalgorithmus für die waveletbasierte Methode der Geraden entwickelt wird. Eine umfangreiche Beschreibung der Simulationssoftware und zahlreiche Simulationsbeispiele und -ergebnisse beschließen die Arbeit. In the past, numerous methods were used for the simulation of millimeter and microwave circuits, which solve Maxwell's equations directly numerically. One of those techniques is the method of lines, which has been in use since the beginning of the 1980's. Its key is a partly analytical solution in one spatial direction, by which the numerical order of the simulation algorithm is reduced. Recently, wavelets were successfully used in various well-known simulation methods, e.g. the in the finite difference time domain method, to compress occurring operators and therewith to reduce the amount of CPU time and memory necessary. In this work, wavelets were used for the first time, to optimize the numerically efficient method of lines even more. After a detailed description of different characteristics of wavelets, established wavelet-based methods are examined before the simulation algorithm for the wavelet-based method of lines is developed. A detailed description of the simulation software and numerous simulation examples and results conclude the work.
Bibliographical Information:

Advisor:Prof. Dr.-Ing. Adalbert Beyer; Prof. Dr. Mohamed I. Sobhy

School:Universität Duisburg-Essen, Standort Essen

School Location:Germany

Source Type:Master's Thesis

Keywords:elektrotechnik gerhard mercator universitaet

ISBN:

Date of Publication:07/04/2001

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