專利名稱：人工電磁材料設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工電磁材料領(lǐng)域，特別是涉及一種人工電磁材料設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)(如一維尺寸)按特定規(guī)律變化的人工電磁材料時(shí)，針對基板上的不同位置，需要在該位置上放置特定折射率的晶格(人工電磁材料的最小單位為晶格)，因此，需要對一維尺寸不同的晶格進(jìn)行篩選，使其按期望的特定一維尺寸放置在基板的對應(yīng)位置上。其中，晶格一維尺寸的大小與其折射率等參數(shù)相對應(yīng)。現(xiàn)有技術(shù)中，在建模時(shí)，一般采用正交實(shí)驗(yàn)法或均勻?qū)嶒?yàn)法進(jìn)行采樣，期望以較少的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得較多的信息，并能較好地發(fā)揮其空間代表性。但是，當(dāng)存在變化較大的區(qū)域時(shí)，均勻?qū)嶒?yàn)法和正交實(shí)驗(yàn)法不可避免地漏掉一些關(guān)鍵的采樣參數(shù)，即遺漏了具有空間代表性的采樣參數(shù)，因此其實(shí)驗(yàn)得到的響應(yīng)圖無法反映真實(shí)的響應(yīng)情況，導(dǎo)致建模時(shí)得不到最佳的效果。如何在人工合成材料設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程中，避免漏掉具有空間代表性的采樣參數(shù)的情況，是本技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要提供一種人工電磁材料設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)，能夠有效解決上述技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種人工合成材料設(shè)計(jì)方法，該方法包括:對該人工合成材料的參數(shù)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取多個(gè)采樣參數(shù)；根據(jù)該多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值；對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，得到響應(yīng)圖并確定響應(yīng)區(qū)域；在該響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。其中，該獲取多個(gè)采樣參數(shù)的步驟包括:獲取結(jié)構(gòu)參數(shù)或損耗參數(shù)。其中，該獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值的步驟包括:獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)折射率。其中，該對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合的步驟包括:運(yùn)用樣條模型對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合。其中，在獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)的步驟中包括:通過擬合模型獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種人工電磁材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一采樣模塊、仿真模塊、反向擬合模塊以及第二采樣模塊。該第一采樣模塊用于對該人工合成材料的參數(shù)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取多個(gè)采樣參數(shù)；該仿真模塊用于根據(jù)該多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值；該反向擬合模塊用于對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，以得到響應(yīng)圖并確定響應(yīng)區(qū)域；該第二采樣模塊用于在該響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。其中，該參數(shù)區(qū)域包括結(jié)構(gòu)參數(shù)或損耗參數(shù)。其中，該多個(gè)響應(yīng)值對應(yīng)多個(gè)折射率。其中，該系統(tǒng)還包括樣條模型模塊，該樣條模型模塊用于對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合。其中，該系統(tǒng)還包括擬合模型模塊，該擬合模型模塊用于獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明人工電磁材料設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)首先在該參數(shù)區(qū)域正交采樣獲取該多個(gè)采樣參數(shù)，然后根據(jù)該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，再通過在該響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取該重采樣參數(shù)，有效地降低了由于存在變化較大區(qū)域而漏掉關(guān)鍵的采樣參數(shù)的情況。本發(fā)明能有效地找到具有空間代表性的采樣參數(shù)，能更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)以及建模。


圖1是本發(fā)明人工合成材料設(shè)計(jì)方法的流程示意圖；以及圖2是本發(fā)明人工合成材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能模塊連接示意圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，本發(fā)明人工合成材料設(shè)計(jì)方法包括:步驟S100，對該人工合成材料的參數(shù)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取多個(gè)采樣參數(shù)；步驟S101，根據(jù)該多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值；步驟S102，對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，得到響應(yīng)圖并確定響應(yīng)區(qū)域；步驟S103，在該響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。在步驟SlOO中，建模前，以人工電磁材料的參數(shù)區(qū)域和響應(yīng)區(qū)域建立二維坐標(biāo)系，接著，在參數(shù)區(qū)域所在的數(shù)軸上進(jìn)行正交采樣，獲取多個(gè)等步長的采樣參數(shù)，本實(shí)施例一般獲取但不限于20個(gè)采樣參數(shù)。其中，該參數(shù)區(qū)域包括結(jié)構(gòu)參數(shù)(譬如一維尺寸)或損耗參數(shù)等。在步驟SlOl中，采用適合于人工電磁材料進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)平臺進(jìn)行仿真，通過仿真，可以得到每個(gè)采樣參數(shù)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值，該多個(gè)響應(yīng)值一般不均勻地灑落于該響應(yīng)區(qū)域所處的數(shù)軸上。此時(shí)，若進(jìn)行簡單的連接繪圖，可得到響應(yīng)曲線或響應(yīng)曲面。如前所述，在工作頻點(diǎn)時(shí)，每一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)或損耗參數(shù)都對應(yīng)一個(gè)響應(yīng)值(譬如折射率)。在步驟S102中，運(yùn)用樣條模型對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，得到模擬的響應(yīng)圖。換而言之，就是將該二維坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)90°角，此時(shí)，按一般習(xí)慣(橫軸為輸入自變量，縱軸為輸出變量)，以響應(yīng)值為輸入自變量，以采樣參數(shù)為輸入變量。在步驟S103中，通過擬合模型獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。如前所述，在經(jīng)過反向擬合的二維坐標(biāo)系上，在響應(yīng)區(qū)域上進(jìn)行等步長的正交采樣，再通過該響應(yīng)圖進(jìn)行擬合，即可得到對應(yīng)的參數(shù)區(qū)域上的多個(gè)重采樣參數(shù)，該多個(gè)重采樣參數(shù)一般不規(guī)則地灑落到參數(shù)區(qū)域上。
通過本實(shí)施例，可得到比較準(zhǔn)確的表示采樣參數(shù)-響應(yīng)值的關(guān)系的響應(yīng)圖。當(dāng)然，在另外的實(shí)施例中，在完成步驟S103之后，若得到的響應(yīng)圖未達(dá)到期望的效果，則可以返回步驟SlOl以重新進(jìn)行仿真，其相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要而進(jìn)行設(shè)定，在此不作贅述。本發(fā)明人工電磁材料設(shè)計(jì)方法特別適用于響應(yīng)圖變化較大的區(qū)域，譬如存在階躍響應(yīng)的響應(yīng)圖時(shí)，本發(fā)明能快速有效地找到具有空間代表性的采樣參數(shù)，能更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)以及建模。請參閱圖2，本發(fā)明人工電磁材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)一般包括第一采樣模塊20、仿真模塊21、反向擬合模塊22、第二采樣模塊23、樣條模型模塊24以及擬合模型模塊25。第一采樣模塊20主要作用是從人工合成材料連續(xù)變化的參數(shù)區(qū)域中通過正交采樣的方法獲取離散的多個(gè)采樣參數(shù)。當(dāng)然，采樣參數(shù)越多，其越能反映真實(shí)的采樣參數(shù)-響應(yīng)值的關(guān)系的響應(yīng)圖，本實(shí)施例采用但不限于20個(gè)采樣參數(shù)。仿真模塊21 —般采用適合于人工電磁材料特性的仿真平臺，還可以與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的云計(jì)算端進(jìn)行連接，以更好地進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。在本實(shí)施例中，仿真模塊21主要用于根據(jù)該多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值。反向擬合模塊22主要根據(jù)樣條模型模塊24的樣條模型的方法進(jìn)行反向擬合，以得到比較平緩、不存在非連續(xù)點(diǎn)的響應(yīng)圖(響應(yīng)曲線或響應(yīng)曲面)并確定響應(yīng)區(qū)域，有利于進(jìn)行下一步重采樣的動(dòng)作。其中，該樣條模型的方法是指給定一組數(shù)據(jù)(即本發(fā)明中的響應(yīng)值)而得到一條曲線(即本發(fā)明中的響應(yīng)曲線)，曲線的大致形狀由這些點(diǎn)予以控制，一般包括插值樣條和逼近樣條兩種方法。第二采樣模塊23主要根據(jù)擬合模型模塊25的擬合模型的方法，在該響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。當(dāng)然，第一采樣模塊20和第二采樣模塊23也可以集成到一起，以減少元件數(shù)目。本發(fā)明人工電磁材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)其具體工作原理請參閱圖1所述的人工電磁材料設(shè)計(jì)方法的工作過程，當(dāng)然，還包括一般模擬實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理、圖表繪制以及篩選等基本操作過程，在本技術(shù)領(lǐng)域人員理解的范圍內(nèi)，不作贅述。通過本實(shí)施例，可得到比較準(zhǔn)確的表示采樣參數(shù)-響應(yīng)值的關(guān)系的響應(yīng)圖，而且可以根據(jù)需要而進(jìn)行多次仿真實(shí)驗(yàn)，以得到更準(zhǔn)確的響應(yīng)圖。本發(fā)明人工電磁材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)特別適用于響應(yīng)圖變化較大的區(qū)域，譬如存在階躍響應(yīng)的響應(yīng)圖時(shí)，本發(fā)明能快速有效地找到具有空間代表性的采樣參數(shù)，能快速有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)以及建模。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種人工合成材料設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括: 對所述人工合成材料的參數(shù)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取多個(gè)采樣參數(shù)； 根據(jù)所述多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取所述多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值； 對所述多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，得到響應(yīng)圖并確定響應(yīng)區(qū)域； 在所述響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取多個(gè)采樣參數(shù)的步驟包括: 獲取結(jié)構(gòu)參數(shù)或損耗參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值的步驟包括: 獲取所述多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合的步驟包括: 運(yùn)用樣條模型對所述多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)的步驟中包括: 通過擬合模型獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。
6.一種人工電磁材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一采樣模塊，用于對所述人工合成材料的參數(shù)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取多個(gè)采樣參數(shù)； 仿真模塊，用于根據(jù)所述多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取所述多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值； 反向擬合模塊，用于對所述多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，以得到響應(yīng)圖并確定響應(yīng)區(qū)域； 第二采樣模塊，用于在所述響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)區(qū)域包括結(jié)構(gòu)參數(shù)或損耗參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)響應(yīng)值對應(yīng)多個(gè)折射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 樣條模型模塊，用于對所述多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 擬合模型模塊，用于獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人工合成材料設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)，該方法包括對該人工合成材料的參數(shù)區(qū)域進(jìn)行正交采樣以獲取多個(gè)采樣參數(shù)；根據(jù)該多個(gè)采樣參數(shù)進(jìn)行仿真，以獲取該多個(gè)采樣參數(shù)在工作頻點(diǎn)時(shí)所對應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)值；對該多個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行反向擬合，得到響應(yīng)圖并確定響應(yīng)區(qū)域；在該響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行正交采樣，以獲取參數(shù)區(qū)域的重采樣參數(shù)。本發(fā)明能快速有效地找到具有空間代表性的采樣參數(shù)，能更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)以及建模。
文檔編號G06F17/50GK103177141SQ201110439850
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 劉斌, 李樂 申請人:深圳光啟高等理工研究院