Accurate performance evaluation of microwave components can be carried out using full‐wave electromagnetic (EM) simulation tools, routinely employed for circuit verification but also in the design process itself. Unfortunately, the computational cost of EM‐driven design may be high. This is especially pertinent to tasks entailing considerable number of simulations (eg, parametric optimization, statistical analysis). A possible way of alleviating these difficulties is utilization of fast replacement models, also referred to as surrogates. Notwithstanding, conventional modeling methods exhibit serious limitations when it comes to handling microwave components. The principal challenges include large number of geometry and material parameters, highly nonlinear characteristics, as well as the necessity of covering wide ranges of operating conditions. The latter is mandatory from the point of view of the surrogate model utility. This article presents a novel modeling approach that incorporates variable‐fidelity EM simulations into the recently reported nested kriging framework. A combination of domain confinement due to nested kriging, and low‐/high‐fidelity EM data blending through cokriging, enables the construction of reliable surrogates at a fraction of cost required by single‐fidelity nested kriging. Our technique is validated using a three‐section miniaturized impedance matching transformer with its surrogate model rendered over wide range of operating frequencies. Comprehensive benchmarking demonstrates superiority of the proposed method over both conventional models and nested kriging.

中文翻译：

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通过可变保真度电磁模拟和嵌套共克里金法对阻抗匹配变压器进行替代建模

可以使用全波电磁（EM）仿真工具对微波组件进行准确的性能评估，该工具通常用于电路验证，但也可以在设计过程中使用。不幸的是，EM驱动设计的计算成本可能很高。这尤其与需要大量模拟（例如，参数优化，统计分析）的任务有关。减轻这些困难的一种可能方法是利用快速替换模型，也称为替代模型。尽管如此，传统的建模方法在处理微波组件时仍显示出严重的局限性。主要的挑战包括大量的几何形状和材料参数，高度非线性的特性，以及覆盖广泛的工作条件的必要性。从代理模型实用程序的角度来看，后者是必需的。本文提出了一种新颖的建模方法，该方法将可变保真度EM仿真纳入了最近报道的嵌套克里金框架。嵌套克里金法带来的域限制与通过协同克里金法进行的低/高保真度EM数据融合相结合，能够以单保真嵌套克里金法所需成本的一小部分构建可靠的替代对象。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。本文提出了一种新颖的建模方法，该方法将可变保真度EM仿真纳入了最近报道的嵌套克里金框架。嵌套克里金法带来的域限制与通过协同克里金法进行的低/高保真度EM数据融合相结合，能够以单保真嵌套克里金法所需成本的一小部分构建可靠的替代对象。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。本文介绍了一种新颖的建模方法，该方法将可变保真度EM仿真纳入了最近报道的嵌套克里金框架。嵌套克里金法带来的域限制与通过协同克里金法进行的低/高保真度EM数据融合相结合，能够以单保真嵌套克里金法所需成本的一小部分构建可靠的替代对象。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。嵌套克里金法带来的域限制与通过协同克里金法进行的低/高保真度EM数据融合相结合，能够以单保真嵌套克里金法所需成本的一小部分构建可靠的替代对象。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。嵌套克里金法带来的域限制与通过协同克里金法进行的低/高保真度EM数据融合相结合，能够以单保真嵌套克里金法所需成本的一小部分构建可靠的替代对象。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。我们的技术使用三段式微型阻抗匹配变压器进行了验证，其替代模型可在很宽的工作频率范围内呈现。全面的基准测试证明了该方法优于传统模型和嵌套克里金法。