【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁玻璃，尤其涉及一种电磁玻璃的设计方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、随着全球低碳减排的兴起，low-e玻璃(low-emissivity, 低辐射玻璃)被广泛应用于建筑幕墙及汽车玻璃。相较于传统玻璃，其通过金属镀膜的方式减少红外线的热辐射，起到节能的作用。然而，在b5g/6g中毫米波广泛应用于通信场景中，low-e玻璃阻隔了毫米波的透射，造成了室外基站的毫米波信号无法进入室内，恶化了室内外的通信。
2、电磁超表面作为目前的研究热点，可以完美解决low-e玻璃阻隔信号问题的方案。超表面具体原理是通过在基底表面刻蚀特殊设计的二维或三维结构，在复杂的电磁耦合等物理效应下，达到增强电磁波透射的作用。在许多的应用场景中存在多个需要同时满足的设计指标，而这些指标之间存在着复杂的权衡折中关系，比如过高的刻蚀比例将会影响阻隔红外线的效果，需要保证刻蚀比例不超过一定的比例，而刻蚀比例的限制阻碍了透射率的提高，此外还需要在保证带宽的同时，满足入射角度色散的稳定性，并满足特定的极化特性，因此，设计出同时满足所有这些性能指标要求的超表面结构是极具挑战的。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种电磁玻璃的设计方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中难以设计出同时满足多个设计指标要求的超表面结构的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种电磁玻璃的设计方法，所述方法包括以下步骤：
3、获取半自由结构对应的控制矩阵；>
4、确定所述控制矩阵的结构矩阵，并确定所述结构矩阵的电磁响应；
5、基于所述控制矩阵、所述结构矩阵以及所述电磁响应，通过多目标优化算法构建目标数据集；
6、基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型；
7、将目标电磁响应以及随机变量输入所述目标超表面扩散概率模型，生成所述目标电磁响应的透射超表面结构，以基于所述透射超表面结构完成所述电磁玻璃的设计。
8、可选地，所述确定所述控制矩阵的结构矩阵，包括：
9、基于所述控制矩阵的元素以及元素值构建三维曲面，其中，元素值用于代表元素的高度；
10、对所述三维曲面取横截面，保留大于高度阈值的结构轮廓；
11、在所述结构轮廓上进行采样，得到二值矩阵；
12、对所述二值矩阵进行镜像操作，得到所述结构矩阵。
13、可选地，所述对所述二值矩阵进行镜像操作，得到所述结构矩阵，包括：
14、对所述二值矩阵进行镜像操作，得到初始结构矩阵；
15、对所述初始结构矩阵进行连通区域分析，去除所述初始结构矩阵中元素数量小于第一预设值的区域之后，得到所述结构矩阵。
16、可选地，所述基于所述控制矩阵、所述结构矩阵以及所述电磁响应构建目标数据集，包括：
17、以所述控制矩阵为优化变量，使用多目标优化算法对所述控制矩阵进行迭代优化，得到多个优化控制矩阵；
18、确定优化控制矩阵的结构矩阵和电磁响应；
19、基于结构矩阵以及电磁响应构建所述目标数据集。
20、可选地，所述基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型之前，还包括：
21、基于从所述目标数据集中随机抽取的样本构建初始样本集，其中，所述样本由结构矩阵和结构矩阵对应的电磁响应组成；
22、将所述初始样本集中预设数量的样本的电磁响应替换为第二预设值，得到目标样本集；
23、所述基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型，包括：
24、基于所述目标样本集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型。
25、可选地，所述基于所述目标样本集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型，包括：
26、从所述目标样本集中确定目标样本，将所述目标样本的结构矩阵作为初始时间步的初始结构，以及将所述目标样本的电磁响应作为所述目标样本的标签；
27、根据加入噪声以及所述初始结构确定目标时间步的目标结构；
28、将所述目标时间步、所述目标时间步以及所述标签输入所述超表面扩散概率模型，得到预测噪声；
29、确定所述加入噪声以及所述预测噪声的误差；
30、基于所述误差通过反向传播来更新所述超表面扩散概率模型的网络参数，得到所述目标超表面扩散概率模型。
31、可选地，将目标电磁响应以及随机变量输入所述目标超表面扩散概率模型，生成所述目标电磁响应的透射超表面结构，包括：
32、从高斯分布中采样随机变量；
33、将目标电磁响应以及随机变量输入所述目标超表面扩散概率模型，得到条件定向去噪矩阵；
34、将所述随机变量以及非条件标签向量输入所述目标超表面扩散概率模型，得到非条件去噪矩阵；
35、按照预设比例混合所述条件定向去噪矩阵以及所述非条件去噪矩阵，得到所述随机变量对应的时间步的输出噪声；
36、基于所述输出噪声以及所述随机变量生成所述透射超表面结构。
37、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种电磁玻璃的设计装置，所述电磁玻璃的设计装置包括：
38、获取模块，用于获取半自由结构对应的控制矩阵；
39、确定模块，用于确定所述控制矩阵的结构矩阵，并确定所述结构矩阵的电磁响应；
40、构建模块，用于基于所述控制矩阵、所述结构矩阵以及所述电磁响应，通过多目标优化算法构建目标数据集；
41、训练模块，用于基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型；
42、生成模块，用于将目标电磁响应以及随机变量输入所述目标超表面扩散概率模型，生成所述目标电磁响应的透射超表面结构，以基于所述透射超表面结构完成所述电磁玻璃的设计。
43、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种电磁玻璃的设计设备，所述电磁玻璃的设计设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电磁玻璃的设计程序，所述电磁玻璃的设计程序配置为实现如上文所述的电磁玻璃的设计方法的步骤。
44、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有电磁玻璃的设计程序，所述电磁玻璃的设计程序被处理器执行时实现如上文所述的电磁玻璃的设计方法的步骤。
45、本专利技术提出电磁玻璃的设计方法、装置、设备及存储介质，通过获取半自由结构对应的控制矩阵；确定所述控制矩阵的结构矩阵，并确定所述结构矩阵的电磁响应；基于所述控制矩阵、所述结构矩阵以及所述电磁响应，通过多目标优化算法构建目标数据集；基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型；将目标电磁响应以及随机变量输入所述目标超表面扩散概率模型，生成所述目标电磁响应的透射超表面结构，以基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁玻璃的设计方法，其特征在于，所述电磁玻璃的设计方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述控制矩阵的结构矩阵，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述二值矩阵进行镜像操作，得到所述结构矩阵，包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述控制矩阵、所述结构矩阵以及所述电磁响应构建目标数据集，包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型之前，还包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标样本集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型，包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将目标电磁响应以及随机变量输入所述目标超表面扩散概率模型，生成所述目标电磁响应的透射超表面结构，包括：
8.一种电磁玻璃的设计装置，其特征在于，所述电磁玻璃的设计装置包括：
9.一种电磁玻璃的设计设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有电磁玻璃的设计程序，所述电磁玻璃的设计程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电磁玻璃的设计方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电磁玻璃的设计方法，其特征在于，所述电磁玻璃的设计方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述控制矩阵的结构矩阵，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述二值矩阵进行镜像操作，得到所述结构矩阵，包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述控制矩阵、所述结构矩阵以及所述电磁响应构建目标数据集，包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标数据集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型之前，还包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标样本集训练超表面扩散概率模型，得到目标超表面扩散概率模型，...
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