System design centering process looks for nominal values of system designable parameters that maximize the probability of satisfying the design specifications (yield function). Statistical design centering implements a statistical analysis method such as Latin hypercube sampling (LHS) for yield function estimation and explicitly optimizes it. In this paper, we introduce a new statistical design centering technique for microwave system design. The technique combines a modified surrogate‐based derivative‐free trust region (TR) optimization algorithm and the generalized space mapping (GSM) technique. The modified TR algorithm is a derivative‐free optimization algorithm that employs quadratic surrogate models to replace the computationally expensive yield function over hyperelliptic trust regions in the optimization process. TR algorithms exhibit global convergence features irrespective the starting point setting. The new design centering approach utilizes the GSM technique to approximate the feasible region in the design parameter space with a sequence of iteratively updated space mapping (SM) surrogates. At each SM iteration, the modified TR algorithm optimizes the yield function for the current SM region approximation to get a better center. Two microwave circuit examples are used to show the effectiveness of the new design centering technique to obtain an optimal design in few SM iterations. In the design process, we employ Sonnet em for the bandstop microstrip filter design and CST Studio Suit for the ultra‐wideband (UWB) multiple‐input‐multiple‐output (MIMO) antenna.

中文翻译：

---

利用空间映射技术和改进的信赖域算法进行微波系统设计居中。

系统设计居中过程寻找系统可设计参数的名义值，以使满足设计规格（屈服函数）的可能性最大化。统计设计居中实现了用于收益函数估计的统计分析方法（例如拉丁超立方体采样（LHS）），并对其进行了显式优化。在本文中，我们介绍了一种用于微波系统设计的新统计设计居中技术。该技术结合了改进的基于代理的无导数信任区域（TR）优化算法和广义空间映射（GSM）技术。改进的TR算法是一种无导数优化算法，该算法采用二次代理模型来代替优化过程中超椭圆信任区域上计算量大的收益函数。无论起点设置如何，TR算法都具有全局收敛性。新的设计居中方法利用GSM技术，通过一系列迭代更新的空间映射（SM）代理近似设计参数空间中的可行区域。在每次SM迭代中，改进的TR算法针对当前SM区域近似值优化收益函数，以获得更好的中心。使用两个微波电路示例来说明新设计对中技术在几次SM迭代中获得最佳设计的有效性。在设计过程中，我们使用了十四行诗 新的设计居中方法利用GSM技术，通过一系列迭代更新的空间映射（SM）代理近似设计参数空间中的可行区域。在每次SM迭代中，改进的TR算法针对当前SM区域近似值优化收益函数，以获得更好的中心。使用两个微波电路示例来说明新设计对中技术在几次SM迭代中获得最佳设计的有效性。在设计过程中，我们使用了十四行诗 新的设计居中方法利用GSM技术，通过一系列迭代更新的空间映射（SM）代理近似设计参数空间中的可行区域。在每次SM迭代中，改进的TR算法针对当前SM区域近似值优化收益函数，以获得更好的中心。使用两个微波电路示例来说明新设计对中技术在几次SM迭代中获得最佳设计的有效性。在设计过程中，我们使用了十四行诗em用于带阻微带滤波器设计，CST Studio Suit用于超宽带（UWB）多输入多输出（MIMO）天线。