Hibridinių meandrinių struktūrų dažninių charakteristikų tyrimas

Abstract

Disertacijoje sprendžiama hibridinių meandrinių struktūrų miniatiūrizavimo, ieškant tobulesnių konstrukcijų, bei modeliavimo metodų tobulinimo, taikant dirbtinių neuronų tinklus, problema. Disertacijos tikslas – sukurti ir tobulinti hibridines meandrines struktūras bei ištirti jų analizės metodus, siekiant atskleisti hibridinių struktūrų ypatumus ir jų automatizuoto projektavimo galimybes. Darbo uždaviniai: sukurti bei pagaminti hibridines meandrines struktūras su papildomais ekranais bei daugiasluoksnę meandrinę struktūrą ir ištirti papildomų ekranų ir jų skirtingų įžeminimo padėčių bei papildomų sluoksnių įtaką struktūrų dažninėms charakteristikoms; sukurti meandrinių struktūrų duomenų rinkinį, sudarytą iš meandrinės struktūros geometrinių matmenų, atitinkamų dažninių charakteristikų ir meandrinės struktūros vaizdų iš viršaus; sukurti meandrinių struktūrų dažninių charakteristikų prognozavimo metodą, taikant dirbtinių neuronų tinklus, ir ištirti skirtingų neuronų tinklų bei jų konfigūracijų įtaką prognozavimo tikslumui. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai bei santrauka anglų kalba. Įvade aptariama tiriamoji problema ir darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė bei ginamieji teiginiai, pateikiama darbo rezultatų aprobavimo informacija. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta meandrinių ir hibridinių meandrinių struktūrų apžvalga, projektavimo galimybės ir tyrimo metodai. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje sudaromos meandrinės struktūros su skirtingų formų jungiamaisiais laidininkais, hibridinės meandrinės struktūros, hibridinės meandrinės struktūros su papildomais ekranais ir daugiasluoksnės meandrinės struktūros bei pateikiami jų tyrimo rezultatai. Trečiajame skyriuje pateikiami hibridinių ir daugiasluoksnių meandrinių struktūrų eksperimentinio tyrimo rezultatai, kurie patvirtina antrajame skyriuje gautus kompiuterinio modeliavimo rezultatus, bei atlikti tyrimai apie dirbtinių neuronų tinklų praktinį taikymą dažninėms meandrinių struktūrų charakteristikoms prognozuoti. Disertacijos tema paskelbti 6 straipsniai: 3 – mokslo žurnaluose, kurie įtraukti į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazę, 3 – recenzuojamuose tarptautinių konferencijų straipsnių rinkiniuose. Disertacijos tema perskaityti 8 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių konferencijose.

This dissertation investigates the miniaturisation of hybrid meander structures by applying more advanced constructions and the improvement of meander structure modelling techniques by using artificial neural networks. It aims to create and refine hybrid meander structures and explore their analysis methods, uncovering hybrid structure characteristics and their automated design possibilities. The tasks of the work: to design and manufacture hybrid meander structures with additional shields and a multilayer meander structure, investigate the influence of additional shields and their different grounding positions and the influence of additional layers on the frequency characteristics; to create a dataset consisting of geometric dimensions, corresponding frequency characteristics and top-view images of the meander structure; to develop a method for predicting the frequency characteristics of meander structures using artificial neural networks, and investigate the influence of different neural networks and their configurations on the accuracy of prediction. The dissertation consists of an introduction, three chapters, a general conclusions, lists of used references and the author’s publications on the topic of the dissertation and a summary in English. The introduction discusses the research problem and the relevance of the work, presents the object of the research, the purpose and tasks of the work, presents the research methodology, the scientific novelty of the work, the practical significance of the work results, and defended statements. It also provides on the approval of the research findings. The first chapter is dedicated to a literature review. It provides an overview of meander and hybrid meander structures, their design possibilities and research methods. The chapter concludes with formulated conclusions and specifies the objectives of the dissertation. The second chapter presents the design of meander structures with different forms of connecting conductors, hybrid meander structures, hybrid meander structures with additional shields, and multilayer meander structures and their research results. The third chapter discusses the experimental results of hybrid and multilayer meander structures, confirming the computational modelling results obtained in the second section and practical application studies of artificial neural networks for predicting frequency characteristics of meander structures. Six articles were published on the subject of the dissertation: three in scientific journals referenced in the Clarivate Analytics Web of Science database and three in material reviewed during international conferences. Eight presentations were given at national and international conferences.