[发明专利]一种超材料仿真数据处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及超材料领域，尤其涉及一种超材料仿真数据处理方法和装置。

背景技术

超材料技术是一个前沿性交叉科技，其设计的技术领域包括了电磁、微波、太赫兹、光子、先进的工程设计体系、通信、半导体等范畴。其核心思想是利用复杂的人造微结构设计与加工实现人造“原子”以对电磁场或者声纳进行响应。其核心理论是描述电磁波轨迹与超材料特性的变形光学。该技术的一大核心难点在于如何建模设计成千上万个相互不同的人造微结构并按照合理的排布组成一个具有特殊功能性的超材料器件。这对建模、计算、理论分析、设计、调试都带来了极大的困难。

在超材料设计领域，由于超材料单元结构的复杂响应和实验设计采样点有限，故传统参数模型难以拟合其响应曲面，无法实现精确的建模，造成了超材料自动化设计的瓶颈。

超材料包括片状的基板和设置在基板上的多个人造微结构。而人造微结构是由金属丝组成的平面结构或立体结构，附着在基板上。通常会人为地将超材料划分为多个超材料单元，这里的超材料单元只是一种虚拟的划分，实际并不存在。

由于超材料所提供的特殊功能，这都是取决于它异常复杂的单元结构，一种超材料可能包含多个结构参数P_i，其电磁响应参数同样是多维，每改变一个结构参数P_i都将改变其最终的电磁响应特性，如何寻找超材料单元的最佳结构参数，使它的电磁响应特性符合超材料的电磁响应的目标特性，是全球科研人员一直在努力探索的。

因而，在超材料的设计阶段，所建立的单元结构模型需要用CST仿真软件进行大量的数据仿真工作来得到所设计模型的一些物理性质。仿真完成之后，将会得到超材料的一系列参数，对这些参数要进行大量的数据处理工作，来获取超材料的特性。如果由人工来完成，这将是一个十分庞大的工程。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种超材料仿真数据处理方法和装置，可以实现超材料仿真数据的自动处理，提高数据处理的效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种超材料仿真数据处理方法，该方法包括：

通过仿真算法获得N个转移样本，所述转移样本中包括表征超材料单元的结构参数，N为自然数；

获得所述N个转移样本所表示的超材料单元的电磁响应特性分别与目标样本所表示的超材料单元的电磁响应特性相比的距离值；

对获得的N个距离值进行希尔排序，获得排序中距离值小的n个距离值所对应的转移样本，将所述n个距离值所对应的转移样本作为设计样本，n为小于N的自然数。

相应地，本发明实施例还提供了一种超材料仿真数据处理装置，该装置包括：

仿真单元，用于通过仿真算法获得N个转移样本，所述转移样本中包括表征超材料单元的结构参数，N为自然数；

距离计算单元，用于获得所述N个转移样本所表示的超材料单元的电磁响应特性分别与目标样本所表示的超材料单元的电磁响应特性相比的距离值；

排序单元，用于对获得的N个距离值进行希尔排序，获得排序中距离值小的n个距离值所对应的转移样本，n为小于N的自然数；

目标单元，用于将所述n个距离值所对应的转移样本作为设计样本。

在本发明实施例中，采用高效的自动排序算法对仿真数据进行后续处理，可以快速自动的将符合设计要求的设计样本提取出来，提高了数据筛选的效率，即提高了超材料仿真设计阶段的自动化程度。同时，在通过排序算法后，仅提取排序好的样本中的部分样本，实现了通过过滤最接近目标样本的转移样本来确定最终的设计样本，即采用了样本滤波的方式查找最优的单元结构设计参数，极大的提高了超材料设计的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的超材料仿真数据处理方法的一个具体流程示意图；

图2是本发明实施例中的超材料仿真数据处理装置的一个具体组成示意图；

图3是本发明实施例中的仿真单元的一个具体组成示意图；

图4是本发明实施例中的目标单元的一个具体组成示意图。

具体实施方式