[發明專利]超材料的元建模方法和系統、及電磁響應曲線的獲取方法

有效

• 申請號: 201210133529.1
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN103383705A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;劉斌;李樂
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

技術領域

本發明涉及超材料領域，具體涉及一種超材料的元建模方法和系統、以及超材料的電磁響應曲線的獲取方法。

背景技術

在超材料技術領域，對于超材料的微單元結構，不同的結構參數輸入x，仿真時可以得到對應的電磁響應曲線。

目前對超材料的設計建模還是停留在手動設計階段，一般是依靠經驗進行手工調節和設計。但是隨著技術的發展，越來越多的領域開始使用超材料，超材料的微單元結構種類越來越來，相應仿真的響應數據量也越來越龐大，傳統的人工手動設計方法已無法滿足大規模生產設計的需求，而且手工設計調試也增加了建模的不確定性和隨機性。

發明內容

本發明主要解決傳統的手動設計方法已無法滿足超材料大規模生產設計的需求的技術問題，提供了一種超材料的元建模方法和系統、以及超材料的電磁響應曲線的獲取方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種超材料的元建模方法，包括：通過仿真得到結構參數對應的電磁響應曲線；利用第一模型對該電磁響應曲線進行一次建模，以獲得第一模型系數；利用第二模型對該結構參數和該第一模型系數進行二次建模。

其中，該第一模型為三次樣條模型，該利用第一模型對該電磁響應曲線進行一次建模，以獲得第一模型系數的步驟包括：利用該三次樣條模型對該電磁響應曲線進行建模，以獲得三次樣條系數。

其中，該第二模型為高斯模型，該利用第二模型對該結構參數和該第一模型系數進行二次建模的步驟包括：用高斯模型對該結構參數和該三次樣條系數進行二次建模。

其中，該利用該三次樣條模型對該電磁響應曲線進行建模，以獲得三次樣條系數的步驟包括：根據該電磁響應曲線獲取多個結構參數及其對應的頻率響應值以構造分段三次樣條函數；利用牛頓基本差商公式和導數條件獲得該分段三次樣條函數的三次樣條系數表達式；利用三彎矩方程組及邊界條件計算該三次樣條系數表達式以得到該三次樣條系數。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種超材料的元建模系統，包括仿真模塊、第一建模模塊和第二建模模塊。該仿真模塊用于通過仿真得到結構參數對應的電磁響應曲線；該第一建模模塊用于利用第一模型對該電磁響應曲線進行一次建模，以獲得第一模型系數；該第二建模模塊用于利用第二模型對該結構參數和該第一模型系數進行二次建模。

其中，該第一模型為三次樣條模型，該第一建模模塊利用該三次樣條模型對該電磁響應曲線進行建模，以獲得三次樣條系數。

其中，該第二模型為高斯模型，該第二建模模塊用高斯模型對該結構參數和該三次樣條系數進行二次建模。

其中，該第一建模模塊包括構造函數單元、系數表達式獲取單元以及系數計算單元。該構造函數單元用于根據該電磁響應曲線獲取多個結構參數及其對應的頻率響應值以構造分段三次樣條函數；該系數表達式獲取單元用于利用牛頓基本差商公式和導數條件獲得該分段三次樣條函數的三次樣條系數表達式；該系數計算單元用于利用三彎矩方程組及邊界條件計算該三次樣條系數表達式以得到該三次樣條系數。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種超材料的電磁響應曲線的獲取方法，包括：獲取結構參數；將該結構參數輸入第一模型，以獲取該結構參數對應的第一模型系數；將該結構參數和該第一模型系數輸入到第二模型，以獲取該結構參數對應的電磁響應曲線。

其中，該第一模型為高斯模型，該第二模型為三次樣條模型。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明通過對已知的結構參數進行仿真以得到一系列離散響應數據所形成的電磁響應曲線，接著利用參數模型對電磁響應曲線進行一次建模以利用新模型替換該電磁響應曲線，再利用模型將新模型系數和結構參數建模，本發明取代了人工設計建模，采用已有模型建模可以快速地完成優化設計，減少了手工建模的不確定性和隨機性；而完成建模之后，對于未經過仿真的任意結構參數，可以通過上述兩次建模模型進行反向推導，以得到對應響應的電磁響應曲線。本發明有效地提高了超材料設計建模的速度，減少了建模的不確定性和隨機性，而對于未進行仿真的結構參數，可以快遞地得到其對應的電磁響應曲線，推進了超材料設計的自動化進程。

附圖說明

圖1A是本發明超材料的元建模方法一實施例的流程圖；

圖1B是本發明超材料的元建模方法具體工作流程及其相應結果示意圖；

圖2是本發明超材料的元建模方法另一實施例的流程圖；

圖3是本發明超材料的元建模系統的模塊連接圖；以及