专利名称：一种生成人工电磁材料文件的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及人工电磁材料领域，特别是涉及一种生成人工电磁材料文件的方法及
装直。
背景技术：
人工电磁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人工电磁材料特性的变形光学。在最初期的人工电磁材料设计领域，人工电磁材料单元结构数据都是以文档形式在各个工程师之间传递，每次步骤都需要检查文件的正确与否，数据每经过一个处理步骤极容易出错，需要工程人员一次又一次的检查数据的版本和内容，当项目过多时，出错的概率可想而知。因此，需要一种人工电磁材料的设计系统及其方法，以解决现有人工电磁材料设计需要人工完成的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种生成人工电磁材料的文件的方法及装置，能够提高人工电磁材料的文件生成的效率，减少出错率。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种生成人工电磁材料文件的方法，该方法包括:生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层，并且接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数；对结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果；在单元结构数据库中查找符合离散化结果的功能要求的单元结构；如果在单元结构数据库中找到符合要求的单元结构，则基于符合要求的单元结构进行后续处理；在后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。其中，接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数的步骤为:接收人工电磁材料单元结构在片层中的分布函数和所需要达到的功能函数。其中，基于符合要求的单元结构进行后续处理的步骤为:基于符合要求的单元结构对单元结构进行优化和合并处理。其中，该方法进一步包括:如果在单元结构数据库中找不到符合功能要求的单元结构，则进行仿真，计算出符合功能要求的新的单元结构，并上传到单元结构数据库，以进行基于符合要求的单元结构进行后续处理。其中，导出后续处理后得到的人工电磁材料文件的步骤为:导出后续处理后得到的光绘文件格式的人工电磁材料文件为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种生成人工电磁材料文件的装置，该装置包括:片层生成单元，用于生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层；参数接收单元，用于接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数；离散化处理单元，用于对结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果；查找单元，用于在单元结构数据库中查找符合离散化结果的功能要求的单元结构；后续处理单元，用于在单元结构数据库中找到符合要求的单元结构时，基于符合要求的单元结构进行后续处理；生成单元，用于在所述后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。其中，该装置还包括:项目建立单元，用于在接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数后，在项目数据库中生成本次人工电磁材料的生成项目及其编号；项目保存单元，用于在项目数据库中保存项目及其编号、片层生成单元生成的人工电磁材料片层的信息以及离散化处理单元得到的离散化结果。其中，参数接收单元具体用于接收人工电磁材料单元结构在片层中的分布函数和所需要达到的功能函数。其中，后续处理单元具体用于基于符合要求的单元结构对单元结构进行优化和合并处理。其中，该装置还包括:新建单元，用于在单元结构数据库中找不到符合功能要求的单元结构时进行仿真，计算出符合功能要求的新的单元结构，并上传到单元结构数据库，以使后续处理单元进行基于符合要求的单元结构进行后续处理。本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明的生成人工电磁材料的方法及装置利用计算机从单元结构数据库中查找满足需求的单元接结构并生成人工电磁材料文件，实现了设计的自动化，避免了设计时单元结构数据在工程师之间的来回传递，也省去每次传递之后检查错误的麻烦从而减少工作量，使用户从重复繁杂的易出错的操作中解放出来，提高工作效率，减少出错率。
图1是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的方法的流程图；图2是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的方法的步骤S3的具体流程图；图3是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的方法的步骤S4的具体流程图；图4是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。图1是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的方法的流程图。如图1所示，生成人工电磁材料文件的方法包括以下步骤:步骤S1:生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层，并且接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数；下面以生成一个圆形的满足某一折射率要求的人工电磁材料为例，介绍人工电磁材料的形成过程。首先，将整个圆形划分成足够薄的片状网格，一层网格作为一个片层；然后，将人工电磁材料单元结构填入到每个网格中，组合之后使得整个圆形层满足折射率要求；
最后，如果单独一个层没有满足要求可以建立多个层，再进行合并来达到要求。在其他应用中，多个层之间的大小可以不同。例如:多个大小不同的圆形层合并之后得到凸透镜。在本实施例中，结构功能参数指的是人工电磁材料的外形和理化特性等，结构功能参数包括但不限于折射率、形状、使用频率。在本实施例中，接收数据的方式是通过用户直接在计算机上输入，在其他实施例中，可以通过多种其他形式，例如:在移动终端上输入数据，这样在环境条件不允许的情况下依然可以办公；还可以直接批量传输数据等等。步骤S2:对结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果；在本实施例中，以折射率为例，离散化处理是将一个对整体的人工电磁材料的折射率要求离散为对多个人工电磁材料的单元结构的折射率的组合的要求。例如:一个由单元结构构成的平板透镜对光线产生与凸透镜一样的折射效果，得出构成平板透镜的每个单元结构折射率的过程即为结构功能参数进行离散化处理。在本实施例中，对结构功能参数进行离散化处理的方式可以由用户根据实际需要自行设定，也可以预先设定几种常用的方式由用户选择。步骤S3:在单元结构数据库中查找符合离散化结果的功能要求的单元结构；在本实施例中，单元结构数据库即是用于存储单元结构数据的数据库，本实施例中使用的是单元结构数据库，单元结构数据库中所存放的信息包括但不限于单元结构的可应用的频率范围、折射率范围、损耗。在本实施例中，步骤S3进一步包括:如果在单元结构数据库中找不到符合功能要求的单元结构，则进行仿真，计算出符合功能要求的新的单元结构，并上传到单元结构数据库，以进行基于符合要求的单元结构进行后续处理。请参见图2，图2是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的方法的步骤S3的具体流程图。如图2所示步骤S3具体包括以下步骤:步骤301:接收离散化的结果；步骤302:根据离散化的结果从单元结构数据库中查找符合要求的单元结构是否存在，若是，则进入步骤306 ;若否，则进入步骤303 ；步骤303:进行仿真；步骤304:接收仿真功能计算出的单元结构数据；步骤305:将接收的单元结构数据上传到单元结构数据库并进入步骤S4 ；步骤306:输出单元结构数据。步骤S4:如果在单元结构数据库中找到符合要求的单元结构，则基于符合要求的单元结构进行后续处理；参见图3，图3是本发明实施例的生成人工电磁材料的文件的方法步骤S4的具体流程图。如图3所示，步骤S4进一步包括如下步骤:在步骤401中，接收单元结构数据；在步骤402中，优化单元结构；在步骤403中，进行多层合并。在其他实施例中，用户可以根据设计的需要自行添加后续的处理步骤，设计中常用的处理方式均可以使用在本发明中。步骤S5:在后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。在本实施例中，在后续处理后生成光辉文件。在其他实施例中，用户可以根据需要选择生成合适的文件类型，也可以选择通过图纸或其他方式表示结果。请参见图4，图4是本发明实施例的生成人工电磁材料文件的装置的结构示意图。如图4所示,生成人工电磁材料文件的装置20包括:片层生成单元201、参数接收单元202、离散化处理单元203、查找单元204、后续处理单元205、生成单元206、项目建立单元207、项目保存单元208、新建单元209、单元结构数据库210和项目数据库211。其中，片层生成单元201用于生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层；参数接收单元202用于接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数；离散化处理单元203用于对结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果；查找单元204用于在单元结构数据库中查找符合离散化结果的功能要求的单元结构；后续处理单元205用于在单元结构数据库中找到符合要求的单元结构时，基于符合要求的单元结构进行后续处理；生成单元206用于在后续处理后生成相应的人工电磁材料文件；项目建立单元207用于在接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数后，在项目数据库中生成本次人工电磁材料的生成项目及其编号；项目保存单元208用于在项目数据库中保存项目及其编号、片层生成单元生成的人工电磁材料片层的信息以及离散化处理单元得到的离散化结果；新建单元209用于单元结构数据库中找不到符合功能要求的单元结构时进行仿真，计算出符合功能要求的新的单元结构，并上传到单元结构数据库，以使后续处理单元进行基于符合要求的单元结构进行后续处理；单元结构数据库210用于存储单元结构数据；项目数据库211用于存储项目数据。下面结合图4以生成一个满足折射率要求为0.5 I项目编号为100的人工电磁材料的文件为例说明该装置的工作原理。首先，片层生成单元201预先生成多个单元结构的片层，片层中没有单元结构；参数接收单元202接收用户输入的人工电磁材料单元结构在片层中的分布函数和所需要达到的折射率；项目建立单元207在接收到数据后在项目数据库中生成相应的项目编号100及其他例如项目建立时间等信息，以便于用户记录和查找；离散化处理单元203将分布函数和需要满足的折射率0.5 I进行离散化处理，得到相应的离散化结果；项目保存单元208通过将离散化处理单元203得到的离散化结果及参数接收单元202所接收到的片层分布函数等数据与项目建立单元207建立的项目对应起来并保存到项目数据库211中，这样就得到了一个生成满足折射率要求为0.5 I项目编号为100的人工电磁材料的项目；然后，查找单元204在单元结构数据库210中根据离散化的结果查找能同时满足折射率为0.5 I和分布函数的单元结构或单元结构组合，如果找到了合适的单元结构或组合则转给后续处理单元205进行处理，若没找到通知新建单元209，新建单元209将调用仿真软件通过离散化处理单元203得到的离散化结果计算满足要求的新的单元结构，并将它上传到单元结构数据库210中，然后查找单元再从单元结构数据库210中获得满足要求的单元结构并转给后续处理单元205,这样初步得到了满足要求的单元结构；最后，后续处理单元205对得到的单元结构进行优化，并将多个片层进行合并最终得到折射率在0.5 I的单元结构，用户将会得到后续处理单元205根据最终得到的满足要求的单元结构生成的光绘(gerber)文件。在本实施例中，项目数据库211是用于存储项目数据的数据库，对数据库的类型没有特别的限制，一般的数据库就能满足要求。在其他实施例中，项目数据库中所保存的项目数据类型可以由用户自行设定，例如:项目中加入项目编号，负责人等项目信息，以便于实际设计中的操作和管理。项目数据库中只保存单元结构的编号并与单元结构数据库分离，这样方便单元结构的统一管理，也增加了单元结构数据的安全性。 在本实施例中，为了保证数据的一致性，单元结构数据库和项目数据库这两个数据库对数据的调动和保存都是统一进行的，大大减少了出错的概率。在本实施例中，仿真软件采用的是Computer Simulation Technology (计算机仿真技术)公司生产的CST微波工作室软件。在本实施例中，新建单元209是通过COM的方式调用仿真软件。在本实施例中，提出仿真的请求可以由用户选择是否保存在新建单元209中，用户可以在新建单元209中直接选择原来已有的仿真请求执行，也可以直接添加仿真请求，还可以将其中无用或者不再需要的仿真请求删除或替换，这样在面对相似或相同的单元结构要求时可直接获得仿真结果。关于人工电磁材料的设计系统的具体工作流程和工作原理请参阅上文针对基于人工电磁材料的设计方法的描述，此处不再赘述。综上所述，本发明的生成人工电磁材料的文件的方法及装置利用利用计算机来辅助设计，避免了数据在工程师之间的来回传递，也省去每次传递之后检查的麻烦从而减少工作量使用户从重复繁杂的易出错的操作中解放出来，提高工作效率，减少出错率。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种生成人工电磁材料文件的方法，其特征在于，包括: 生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层，并且接收所述人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数； 对所述结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果； 在单元结构数据库中查找符合所述离散化结果的功能要求的单元结构； 如果在所述单元结构数据库中找到符合要求的单元结构，则基于所述符合要求的单元结构进行后续处理； 在 所述后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数的步骤具体为:接收所述人工电磁材料单元结构在片层中的分布函数和所需要达到的功能函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述基于符合要求的单元结构进行后续处理的步骤包括:基于所述符合要求的单元结构对单元结构进行优化和合并处理。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括:如果在所述单元结构数据库中找不到符合功能要求的单元结构，则进行仿真，计算出符合功能要求的新的单元结构，并上传到所述单元结构数据库，以对基于所述符合要求的单元结构进行后续处理。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于: 所述导出后续处理后得到的人工电磁材料文件的步骤为:导出所述后续处理后得到的光绘文件格式的人工电磁材料文件。
6.—种生成人工电磁材料文件的装置，其特征在于，包括: 片层生成单元，用于生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层； 参数接收单元，用于接收所述人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数； 离散化处理单元，用于对所述结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果； 查找单元，用于在单元结构数据库中查找符合所述离散化结果的功能要求的单元结构； 后续处理单元，用于在所述单元结构数据库中找到符合要求的单元结构时，基于所述符合要求的单元结构进行后续处理； 生成单元，用于在所述后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 项目建立单元，用于在接收所述人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数后，在项目数据库中生成本次人工电磁材料的生成项目及其编号； 项目保存单元，用于在项目数据库中保存所述项目及其编号、所述片层生成单元生成的人工电磁材料片层的信息以及离散化处理单元得到的离散化结果。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于: 所述参数接收单元具体用于接收所述人工电磁材料单元结构在片层中的分布函数和所需要达到的功能函数。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:所述后续处理单元具体用于基于所述符合要求的单元结构对单元结构进行优化和合并处理。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 新建单元，用于在所述单元结构数据库中找不到符合功能要求的单元结构时进行仿真，计算出符合功能要求的新的单元结构，并上传到所述单元结构数据库，以使后续处理单元进行基于所述符合要求的单 元结构进行后续处理。
全文摘要
本发明公开了一种生成人工电磁材料文件的方法及装置，该方法包括生成对应多个人工电磁材料单元结构的人工电磁材料片层，并且接收人工电磁材料单元结构在片层中的结构功能参数；对结构功能参数进行离散化处理，得到离散化结果；在单元结构数据库中查找符合离散化结果的功能要求的单元结构；如果在单元结构数据库中找到符合要求的单元结构，则基于符合要求的单元结构进行后续处理；在后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。通过上述方式，本发明能够解决现有人工电磁材料设计需要人工完成的问题，从而减少工作量使用户从重复繁杂的易出错的操作中解放出来，提高工作效率，减少出错率。
文档编号G06F17/50GK103177140SQ20111043922
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者刘若鹏, 季春霖, 刘斌, 何振明 申请人:深圳光启高等理工研究院