专利名称：一种人工电磁材料结构设计方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电磁材料设计领域，尤其涉及一种人工电磁材料结构设计方法及装置
背景技术：
人工电磁材料也称为超材料，是一种能够对电磁波产生响应的人工合成材料，由基板和附着在基板上的人造微结构组成，由于人造微结构通常是由导电材料排布成的具有一定几何图案的结构，因此能够对电磁波产生响应，从而使超材料整体体现出不同于基板的电磁特性。结构设计是人工电磁材料自动化设计过程中不可或缺的一个重要环节，目前对人工电磁材料结构的设计停留在使用手动设计阶段，而使用手动设计图布图方式经常会产生误差，特别是对于一些较为复杂的结构，误差更为明显。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，如何实现人工电磁材料的结构设计自动化。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种人工电磁材料结构设计装置，包括:坐标获取模块，用于获取目标人工电磁材料的顶点坐标；文本转换模块，用于将所述坐标获取模块获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本；设计图获取模块，用于根据所述文本转换模块转换得到的包括所述顶点坐标的可读文本，采用预置的电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。其中，还包括:存储模块，用于预置MATLAB软件和电磁仿真工具CST。其中，所述坐标获取模块包括:设置单元，用于获取用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数；获取单元，根据所述设置单元获取的结构需求参数或结构生成函数，采用所述存储模块预置的MATLAB软件计算并输出所述目标人工电磁材料的顶点坐标。其中，所述设计图获取模块包括:第一获取单元，用于根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图；第二获取单元，用于根据设置的厚度值，获取三维设计图；第三获取单元，用于将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得三维设计图。其中，所述文本转换模块转换得到的电磁仿真工具CST的可读文本为TXT文本。
相应地，本发明实施例还提供了 一种人工电磁材料结构设计方法，包括:获取目标人工电磁材料的顶点坐标；将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本；根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。其中，所述获取目标人工电磁材料的顶点坐标包括:根据用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数，采用MATLAB软件计算并输出所述目标人工电磁材料的顶点坐标。其中，所述根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图包括:根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图；根据设置的厚度值，获取三维设计图；将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得三维设计图。其中，将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本中，转换得到的可读文本为TXT文本。实施本发明实施例，具有如下有益效果:通过获取的目标人工电磁材料的顶点坐标以及用户设置的材料厚度值即可生成得到用户所需的目标人工电磁材料的结构设计图，实现了人工电磁材料的结构设计的自动化和智能化需求，对于人工电磁材料结构设计，特别对一些结构较为复杂的人工电磁材料的结构设计，可较大限度地避免误差的产生。
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是本发明的人工电磁材料结构设计装置的第一实施例结构组成示意图；图2是本发明的人工电磁材料结构设计装置的第二实施例结构组成示意3是本发明实施例的“工”字形人工电磁材料的顶点位置示意图；图4是图3中的“工”字形人工电磁材料的二维设计图示意图；图5是图3中的“工”字形人工电磁材料的三维设计图示意图；图6是本发明的人工电磁材料结构设计方法的第一实施例流程示意图；图7是本发明的人工电磁材料结构设计方法的第二实施例流程示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参考图1，是本发明的人工电磁材料结构设计装置的第一实施例结构组成示意图。本实施例的所述装置包括:坐标获取模块1，用于获取目标人工电磁材料的顶点坐标。具体的，所述坐标获取模块I通过触摸屏或者键盘等模块直接输入相应的顶点坐标来获取所需的顶点坐标。文本转换模块2，用于将所述坐标获取模块I获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本。所述文本转换模块2用于将用户输入的顶点坐标，或者通过运行结构生成函数得到的顶点坐标转换成CST的可读文本，即TXT文本等，方便后续的设计图获取模块3根据所述CST进行结构设计图的构造。设计图获取模块3，用于根据所述文本转换模块2转换得到的包括所述顶点坐标的可读文本，采用预置的电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。所述设计图获取模块3根据顶点坐标可连接得到一个平面图，获取关于所述目标人工电磁材料的二维设计图，然后根据用户输入的厚度值，或者根据默认的厚度值，获取关于所述目标人工电磁材料的三维设计图即结构设计图。获的关于所述目标人工电磁材料的结构设计图后，可通过一个显示模块显示给用户查看；或者直接输出到打印机进行打印，以便于后续根据打印的结构设计图构造所述目标人工电磁材料实体。进一步的，所述人工电磁材料结构设计装置还包括:存储模块4，用于预置MATLAB软件和电磁仿真工具CST。具体的，用户可以根据需要预置其他一些设计软件，例如还可以预置计算机编程语言C++软件等。再请参见图2，是本发明的人工电磁材料结构设计装置的第二实施例结构组成示意图，本实施例的所述人工电磁材料结构设计装置包括上述的坐标获取模块I，文本转换模块2，设计图获取模块3以及存储模块4，在本实施例中，该坐标获取模块I是通过用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数来获取所需的顶点坐标，所述人工电磁材料结构设计装置中的所述坐标获取模块I包括:设置单元11，用于获取用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数。获取单元12，根据所述设置单元11获取的结构需求参数或结构生成函数，采用所述存储模块预置的MATLAB软件计算并输出所述目标人工电磁材料的顶点坐标。具体的，所述获取模块I中可内置一些常用的关于人工电磁材料的结构设计的结构生成函数，例如一些常用的方形、圆形的人工电磁材料的结构生成函数，用户每次只需通过所述设置单元11设置相应的目标人工电磁材料的结构需求参数即可，例如方形材料的长、高等结构需求参数，圆形材料的半径或者极坐标等结构需求参数，所述获取单元12根据内置的结构生成函数，便可运行计算得到相应的顶点坐标。而对于一些不常用的人工电磁材料的结构设计，用户也可以自行编写并输入包括目标人工电磁材料的结构需求参数的关于MATLAB语言函数的结构生成函数，以便于所述获取单元12运行计算得到相应的顶点坐标。所述人工电磁材料结构设计装置中的所述设计图获取模块3包括:第一获取单元31，用于根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图；第二获取单元32，用于根据设置的厚度值，获取三维设计图；第三获取单元33，用于将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得三维设计图。下面以目标人工电磁材料为图3所示的“工”字形人工电磁材料为例对本实施例的人工电磁材料结构设计装置进行说明。设置单元11获取到用户根据所需“工”字形人工电磁材料的长、宽、线宽等结构需求参数生成的MATLAB计算机语言构造得到结构生成函数后，由获取单元12根据存储模块4中的MATLAB软件自动运行并获得“工”字形人工电磁材料的各个顶点坐标，本例中，所述获取单元12获取的顶点坐标包括:12个顶点的顶点坐标a (O，O)，b (O，2)，c (0，4)，d (0，6)，e (2，2)，f (2，4)，g (4，2)，h (4，4)，i (6，O)，j (6，2)，k (6，4)，I (6，6)，各顶点位置如图 3 所示。所述文本转换模块2将获取单元12获取的包括所述“工”字形人工电磁材料的各个顶点坐标转换为TXT文本格式。所述第一获取单元31根据包括所述顶点坐标的可读文本进行多边形线段连接，获取二维设计图，所述二维设计图如图4所示；所述第二获取单元32根据设置的厚度值，获取三维设计图，所述三维设计图如图5所示；所述第三获取单元33将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得结构设计图，例如将金属材质填充到所述三维设计图中，便构成关于所述“工”字形人工电磁材料的金属材质的结构设计图。需要说明的是，本例中采用的存储MATLAB软件的方式获取相应的顶点坐标，在其他实例中，还可内置例如C++等软件的方式来获取顶点坐标。本发明通过获取的目标人工电磁材料的顶点坐标以及用户设置的材料厚度值即可生成得到用户所需的目标人工电磁材料的结构设计图，实现了人工电磁材料的结构设计的自动化和智能化需求，对于人工电磁材料结构设计，特别对一些结构较为复杂的人工电磁材料的结构设计，可较大限度地避免因人工设计所产生的误差。下面对本发明的人工电磁材料结构设计方法进行详细说明。请参见图6，是本发明的人工电磁材料结构设计方法的第一实施例流程示意图，本实施例的所述方法包括:SlOl:获取目标人工电磁材料的顶点坐标。具体的，用户可根据需要，手动输入目标人工电磁材料的顶点坐标。S102:将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本。S103:根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。
其中，所述电磁仿真工具CST是面向电磁场等设计的专业仿真软件包，其中包含强大的建模工具可以为用户提供完整的系统级和部件级的数值仿真分析和设计。CST的可读文本包括TXT文本等，CST能够根据TXT文本中的所述顶点坐标，根据用户需要可采用直线、曲线等线段精确地完成两个顶点坐标之间的线段连接，获取二维设计图。然后进一步地根据用户所要求并设置的厚度值，自动生成包括三维设计图，即完成所述目标人工电磁材料的结构设计图的设计。本发明通过获取的目标人工电磁材料的顶点坐标以及用户设置的材料厚度值即可生成得到用户所需的目标人工电磁材料的结构设计图，实现了人工电磁材料的结构设计的自动化和智能化需求，对于人工电磁材料结构设计，特别对一些结构较为复杂的人工电磁材料的结构设计，可较大限度地避免误差的产生。再请参见图7，是本发明的人工电磁材料结构设计方法的第二实施例流程示意图，本实施例的所述方法包括:S201:根据用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数，采用MATLAB软件计算并输出所述目标人工电磁材料的顶点坐标。S202:将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本。本实施例的CST可读文本可以为TXT文本。S203:根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图。S204:根据设置的厚度值，获取三维设计图。S205:将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得结构设计图。本发明通过获取的目标人工电磁材料的顶点坐标以及用户设置的材料厚度值即可生成得到用户所需的目标人工电磁材料的结构设计图，实现了人工电磁材料的结构设计的自动化和智能化需求，对于人工电磁材料结构设计，特别对一些结构较为复杂的人工电磁材料的结构设计，可较大限度地避免因为人工设计产生的误差。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种人工电磁材料结构设计装置，其特征在于，包括: 坐标获取模块，用于获取目标人工电磁材料的顶点坐标； 文本转换模块，用于将所述坐标获取模块获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本； 设计图获取模块，用于根据所述文本转换模块转换得到的包括所述顶点坐标的可读文本，采用预置的电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 存储模块，用于预置MATLAB软件和电磁仿真工具CST。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述坐标获取模块包括: 设置单元，用于获取用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数； 获取单元，根据所述设置单元获取的结构需求参数或结构生成函数，采用所述存储模块预置的MATLAB软件计算并输出所述目标人工电磁材料的顶点坐标。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述设计图获取模块包括: 第一获取单元，用于根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图； 第二获取单元，用于根据设置的厚度值，获取三维设计图； 第三获取单元，用于将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得三维设计图。
5.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述文本转换模块转换得到的电磁仿真工具CST的可读文本为TXT文本。
6.—种人工电磁材料结构设计方法，其特征在于，包括: 获取目标人工电磁材料的顶点坐标； 将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本； 根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取目标人工电磁材料的顶点坐标包括: 根据用户对所述目标人工电磁材料设置的结构需求参数或结构生成函数，采用MATLAB软件计算并输出所述目标人工电磁材料的顶点坐标。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图包括: 根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图； 根据设置的厚度值，获取三维设计图； 将用户为所述目标人工电磁材料选取的材质填充到所述三维设计图中，构造获得三维设计图。
9.如权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本 中，转换得到的可读文本为TXT文本。
全文摘要
本发明实施例公开了一种人工电磁材料结构设计方法及装置，其中所述方法，包括获取目标人工电磁材料的顶点坐标；将所述获取的顶点坐标转换为电磁仿真工具CST的可读文本；根据包括所述顶点坐标的可读文本，采用电磁仿真工具CST进行多边形线段连接，获取二维设计图，并根据设置的厚度值，获取三维设计图作为所述目标人工电磁材料的结构设计图。本发明通过获取的目标人工电磁材料的顶点坐标以及用户设置的材料厚度值即可生成得到用户所需的目标人工电磁材料的结构设计图，实现了人工电磁材料的结构设计的自动化和智能化需求，对于人工电磁材料结构设计，特别对一些结构较为复杂的人工电磁材料的结构设计，可较大限度地避免误差的产生。
文档编号G06F17/50GK103186680SQ20111044398
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者刘若鹏, 李春来, 刘斌, 陈智伟 申请人:深圳光启高等理工研究院