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1、(10)申请公布号 CN 103177140 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103177140 A *CN103177140A* (21)申请号 201110439223.4 (22)申请日 2011.12.26 G06F 17/50(2006.01) G06F 17/30(2006.01) (71)申请人 深圳光启高等理工研究院 地址 518057 广东省深圳市南山区高新区中 区高新中一道 9 号软件大厦 (72)发明人 刘若鹏 季春霖 刘斌 何振明 (74)专利代理机构 深圳市威世博知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 44280 代理人 何青瓦 (54) 发明名称。
2、 一种生成人工电磁材料文件的方法及装置 (57) 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。
3、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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103177140 A CN 103177140 A *CN103177140A* 1/2 页 2 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。
4、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。
5、 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. 一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。
6、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 ； 。
7、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 ： 权 利 要 求 书 CN 103177140 A 2 2/2 页 3 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，。
8、 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。 权 利 要 求 书 CN 103177140 A 3 1/5 页 4 一种生成人工电磁材料文件的方法及装置 技术领域 0001 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 装置。 背景技术 0002 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。
9、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。 0003 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。 0004 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 0005 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。
10、够提高人工电磁材料的文件生成的效率， 减少出错率。 0006 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。 0007 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。
11、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。 0008 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。 0009 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。 0010 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 0011 为解决上述技术问题， 本发明采用的另一个技术方。
12、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 说 明 书 CN 103177140 A 4 2/5 页 5 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。
13、。 0012 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。 0013 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。 0014 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。 0015 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。
14、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。 0016 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。 附图说明 0017 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。
15、图 ； 0018 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 ； 0019 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 ； 0020 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。 具体实施方式 0021 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。 0022 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 ： 0023 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。
16、数 ； 0024 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。 0025 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 ； 0026 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 ； 说 明 书 CN 103177140 A 5 3/5 页 6 0027 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。 0028 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。 0029 在本实施例中， 结构功能参数指的是人工电。
17、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。 0030 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。 0031 步骤 S2 ： 对结构功能参数进行离散化处理， 得到离散化结果 ； 0032 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。
18、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。 0033 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。 0034 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 ； 0035 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。 0036 在本实施例中， 步骤 S3 进一步包括 ： 如果在单元结构数据。
19、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。 0037 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 ： 0038 步骤 301 ： 接收离散化的结果 ； 0039 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 ； 0040 步骤 303 ： 进行仿真 ； 0041 步骤 304 ： 接收。
20、仿真功能计算出的单元结构数据 ； 0042 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 ； 0043 步骤 306 ： 输出单元结构数据。 0044 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 ； 0045 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 ： 0046 在步骤 401 中， 接收单元结构数据 ； 0047 在步骤 402 中， 优化单元结构 ； 0048 在步骤 403 中， 进行多层合并。 。
21、0049 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 说 明 书 CN 103177140 A 6 4/5 页 7 用的处理方式均可以使用在本发明中。 0050 步骤 S5 ： 在后续处理后生成相应的人工电磁材料文件。 0051 在本实施例中， 在后续处理后生成光辉文件。 0052 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。 0053 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2。
22、02、 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。 0054 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。
23、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。
24、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。 0055 下面结合图 4 以生成一个满足折射率要求为 0.5 1 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。 0056 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 。
25、203 将分布函 数和需要满足的折射率 0.5 1 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 1 项目编号为 100 的人工电磁材料的项目 ； 0057 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 1 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 。
26、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 ； 0058 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 说 明 书 CN 103177140 A 7 5/5 页 8 终得到折射率在 0.5 1 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。
27、构生成的光绘 (gerber) 文件。 0059 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。 0060 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。 0061 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。
28、少了出错的概率。 0062 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。 0063 在本实施例中， 新建单元 209 是通过 COM 的方式调用仿真软件。 0064 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。 0065 关于人工电磁材料的设计系统的具。
29、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。 0066 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。 0067 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。 说 明 书 CN 103177140 A 8 1/3 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103177140 A 9 2/3 页 10 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103177140 A 10 3/3 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103177140 A 11 。