[发明专利]人工电磁材料的电磁特性方程参数估计方法及估计装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试领域，尤其涉及一种人工电磁材料的电磁特性方程参数估计方法及估计装置。

背景技术

人工电磁材料是在介质基板上周期性地排列具有一定几何形状的单元结构而构成的复合材料从而其空间各个单元结构所在的点具有不同的等效介电常数和/或等效磁导率，分别用于表征对电磁波的电场响应和磁场响应。所述各单元结构包括由金属丝构成的人工微结构及相应的基板单元。单元结构所在的点具有不同的等效介电常数和/或等效磁导率，以分别用于表征对电磁波的电场响应和磁场响应。

对于单元结构来说，入射的电磁波的频率不同，其等效介电常数和/或等效磁导率亦不相同，并可绘制成一条电磁特性曲线，也即介电常数或磁导率随电磁波的频率变化的曲线，当改变单元结构的人工微结构几何形状时，其电磁特性曲线也改变。当进行人工电磁材料的自动化设计时，针对人工电磁材料的单元结构的电磁特性曲线的参数估计是不可或缺的一个重要环节。目前对人工电磁材料的研究和设计尚停留在使用三次样条模型插值的阶段，但这种模型没有物理模型支撑，且缺乏标准化的电磁特性方程参数估计方法，阻碍了人工电磁材料的大规模设计和产业化应用。

发明内容

本发明实施方式所要解决的技术问题在于，提供一种人工电磁材料的电磁特性方程参数估计方法，该方法用于估计存在谐振频率人工电磁材料单元结构的电磁特性方程，所述人工电磁材料的电磁特性方程参数估计方法包括以下步骤：

获取人工电磁材料单元结构的多个频率及所述多个频率所对应的介电常数；

根据所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数建立一个洛伦兹表达式；

根据洛伦兹表达式获得满足所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数的函数。

其中，所述获取人工电磁材料单元结构的多个频率及所述多个频率所对应的介电常数的步骤中还包括设置获取人工电磁材料单元结构的多个频率的取值范围。

在根据洛伦兹表达式获得满足所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数的函数的步骤中采用最小二乘原理获得满足所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数的函数。

在根据洛伦兹表达式获得满足所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数的函数的步骤中还包括以下子步骤：

以所述介电常数的实部和虚部形式变换所述洛伦兹表达式；

将所述变换后的洛伦兹表达式变换为矩阵公式；

根据获取的所述多个频率、所述多个频率所对应的介电常数及最小二乘法获得所述矩阵公式的最小二乘估计；

根据获得的所述最小二乘估计及所述洛伦兹表达式获得满足所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数的函数。

其中，所述洛伦兹表达式如下：

em=u0×(1-F×f2f2-f02+i×γ×f);]]>

其中，

f为频率；

em为与所述频率f相对应的介电常数；

u₀为背景磁导率；

F为磁谐振强度；

f₀为电谐振频率；

γ为阻尼系数或谐振。

相应的，本发明实施方式还提供了一种人工电磁材料的电磁特性方程参数估计装置，该装置用于估计存在谐振频率人工电磁材料单元结构的电磁特性方程，所述人工电磁材料的电磁特性方程参数估计装置包括：

获取模块，用于获取人工电磁材料单元结构的多个频率及所述多个频率所对应的介电常数；

模型建立模块，用于根据所述多个频率及所述多个频率所对应的介电常数建立一个洛伦兹表达式；