13、材料互联网交互软件设计与超表面网络方面解析

材料互联网交互软件设计与超表面网络方面解析

1. 材料互联网的散射与任意功能

在材料互联网中，存在着随机配置的散射模式。对于随机配置，其散射模式如图所示（fSCATTER = 0.05）。用户借助编译器采用的“盲”优化算法，能够定义任意的散射模式（针对给定的极化和频率）以及多个并发的优化目标，例如特定方向上的波瓣和零点、方向性以及旁瓣电平等等。

优化器会尝试以规定的“权重”满足每个目标，进而得出最佳配置。例如，给定垂直和水平极化的散射模式：$P_{H,V}^{(t)}(\theta, \phi)$（“t”表示目标、期望）和$P_{H,V}^{(a)}(\theta, \phi)$（“a”表示实际，例如测量值），通用的适应度度量定义为：
$f_{ARBITRARY} = \sqrt{f_{H}^{2} + f_{V}^{2}}$
其中，水平和垂直散射模式匹配的适应度由加权重叠积分给出：
$f = \frac{1}{1 + \langle e \rangle}$，其中$\langle e \rangle = \frac{\iint_{\Omega} \vert P^{(t)} - P^{(a)} \vert \vert P^{(t)} \vert d\Omega}{\iint_{\Omega} \vert P^{(t)} \vert d\Omega}$
在这个定义中，$\langle e \rangle$是“加权误差”，范围从 0（最佳拟合）到无穷大（最差拟合）。通过$(1 + \langle e \rangle)^{-1}$操作将该误差归一化到[0,1]范围，这样 0/1 分别表示最差/最佳拟合。需要注意的是，散射模式函数$P(\theta, \phi)$的值原