[发明专利]获得人工电磁材料的几何参数的方法、装置以及制作方法

说明书

本发明公开了一种获得人工电磁材料最优单元结构几何参数的方法及其装置，所述方法包括：输入包括多个电磁响应参数的多目标适应度函数，其中，多目标适应度函数具有适应度值；利用最优化算法在单元结构几何参数域中搜索最优单元结构几何参数，使多目标适应度函数的适应度值最大；输出多目标适应度函数的适应度值最大时的单元结构几何参数。本发明还公开了一种人工电磁材料的制作方法。通过上述方式，本发明能够用计算机实现快速查找多目标最优单元结构几何参数，极大地提高超材料开发的效率。

本申请是申请日为2012年04月17日，申请号为201210112844.6，名称为“获得人工电磁材料的几何参数的方法、装置以及制作方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及超材料技术领域，特别是涉及一种获得人工电磁材料最优单元结构几何参数的方法、装置以及人工电磁材料的制作方法。

背景技术

超材料是当前世界范围内前沿交叉学科研究领域，有广阔的应用市场前景，而电磁材料是其中的一种有特殊用途的超材料。

超材料的基本单元包括人造微结构以及该人造微结构附着的基材，单元结构也即人造微结构的最优化设计是人工电磁材料研究和设计中的关键环节，也是目前国际上一个亟需解决的难题。

目前对单元结构的设计尚停留在凭经验、凭手工调节阶段，无法保证设计精度，阻碍了人工电磁材料的大规模设计和产业化应用。现有技术中设计超材料的流程如图1所示，包括：

步骤S101：通过手动逐一改变单元结构的几何参数；

步骤S102：通过电磁仿真软件或测量设备测试特定频率的电磁波通过该结构体后的电磁响应；

步骤S103：将所测电磁响应参数值与期望电磁响应参数值进行对比；

步骤S104：判断所测电磁响应参数值与期望电磁响应参数值是否接近；

若所测电磁响应参数值与期望电磁响应参数值之间的差别小于等于阈值，则调整结束，若所测电磁响应参数值与期望电磁响应参数值之间的差别大于阈值，则继续调整单元结构体的属性参数，直至找到与期望响应值最为接近的单元结构体为止。

由图1可看出调整单元结构几何参数是一项非常耗时的工作，为了达到超材料的设计要求，需要对海量的单元结构几何参数进行调整优化，其工作量十分巨大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种获得人工电磁材料最优单元结构几何参数的方法、装置以及人工电磁材料的制作方法，能够用计算机实现快速查找多目标最优单元结构几何参数，极大地提高超材料开发的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种获得人工电磁材料最优单元结构几何参数的方法，包括：输入包括多个电磁响应参数的多目标适应度函数，其中，所述多目标适应度函数具有适应度值；利用最优化算法在所述电磁材料单元结构几何参数域中搜索最优单元结构几何参数，使所述多目标适应度函数的适应度值最大，所述多目标适应度函数的适应度值最大时的单元结构几何参数即为所述电磁材料的最优单元结构几何参数；输出所述多目标适应度函数的适应度值最大时的单元结构几何参数。

其中，所述输入包括多个电磁响应参数的多目标适应度函数的步骤之前，包括：建立包括所述多个电磁响应参数的多目标适应度函数，所述建立包括多个电磁响应参数的多目标适应度函数的步骤包括：对于每个所述电磁响应参数，分别建立每个所述电磁响应参数的单目标适应度函数；将所述每个电磁响应参数的单目标适应度函数相乘，即为所述多个电磁响应参数的多目标适应度函数。

其中，所述利用最优化算法在所述电磁材料单元结构几何参数域中搜索最优单元结构几何参数，使所述多目标适应度函数的适应度值最大的步骤包括：利用粒子群优化算法在所述电磁材料单元结构几何参数域中搜索最优单元结构几何参数，使所述多目标适应度函数的适应度值最大。