一种电磁环境远场数据的快速无损压缩存储方法

技术领域

本发明涉及电磁环境数据存储，特别是涉及一种电磁环境远场数据的快速无损压缩存储方法。

背景技术

电磁环境数据库在进行设备测试、场景模拟等情况下具有着非常重要的作用，电磁环境数据库中的数据主要包含天线的近场数据和远场数据；

对于远场数据而言，一般通过传统矩量法得到的天线远场数据，但是这些数据占用硬盘空间很大，具有很大的冗余，且数据格式不适用于海量数据存储，也不适用于对存储长度要求非常严格的场合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电磁环境远场数据的快速无损压缩存储方法，能够有效降低远场数据的存储空间，且数据格式能够适用于海量数据的存储。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电磁环境远场数据的快速无损压缩存储方法，包括以下步骤：

S1.加载CAD网格模型：

从nastran格式的目标对象网格模型文件中提取CAD面元网格模型的点列表和点连接列表，设置材料电磁参数信息和模型激励源参数，完成电磁模型创建工作；

S2.将提取的CAD面元网格模型、设置的材料电磁参数信息，以及设置的激励源参数转换成系统矩阵[A]

S3.构建电磁环境的远场模型，通过步骤S2中获得的数据得到每个方向上垂直极化方向

S4.将步骤S1得到CAD面元网格模型的点列表和点连接列表导出网格数据文件；步骤S3得到的每个方向上垂直极化方向

S5.将导出的网格数据文件和远场数据文件读取进内存；

S6.对内存中的远场数据和网格数据进行压缩；

S7.借助于rar压缩工具将得到的远场数据和网格数据进行二次压缩，得到最终的压缩存储文件。

进一步地，所述步骤S2包括：

S201.将CAD面元网格模型中的点列表和点连接列表通过RWG基函数的格式转换成矩量法所需的基函数，设nbase为电磁模型中所有基函数未知量总数，材料的电磁参数信息包括磁导率μ

S202.转换得到系统矩阵[A]

其中，G为三维格林函数；

S203.转换得到右侧激励项[rhs]

式中，

S204.通过矩阵求解计算求解[A]

进一步地，所述步骤S3中，所述步骤S3中，通过步骤S2中得到的模型中每个基函数上的电流的积分，得到每个方向上垂直极化方向

进一步地，所述步骤S4中，远场数据文件采用维度为

其中，mθ为θ角总数，

θ角的取值θ

每个

第一列：Mag(E

其中，E

由于θ

进一步地，所述步骤S6包括：

S601.对内存中加载的远场数据格式作如下归一化处理：

按照用户需求设定如下参数：空间分辨率:S

其中，20≤S

在计算前对M

N

N

其中，N

S602.将远场数据离散压缩处理:

第一步、从文件中读取维度为

Mag(E

并从中恢复出E

对于每一个

E

其中，1e-30的作用是为了保证log

第二步、取E

第三步、对任一个远场数据

A01.判断是否满足：E

A02.对步骤A01得到的数据再次进行处理：

判断是否满足20*log

判断是否满足20*log

A03、对于步骤A02得到的数据采用的场值离散化流程进行处理，公式为：

进行上述处理后，将每个远场数据

第四步、将远场数据

二进制文件中，数据头的数据格式

数据行的每行数据格式：

第五步、对于不同

本发明的有益效果是：本发明能够有效降低远场数据的存储空间，且数据格式能够适用于海量数据的存储和一些对存储长度要求非常严格的场合。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为电磁环境的远场模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种电磁环境远场数据的快速无损压缩存储方法，包括以下步骤：

S1.加载CAD网格模型：

从nastran格式的目标对象网格模型文件中提取CAD面元网格模型的点列表和点连接列表，设置材料电磁参数信息和模型激励源参数，完成电磁模型创建工作；在本申请的实施例中，所述目标对象包括天线、电路，以及天线与电路形成的复杂组合体中的一种。

S2.将提取的CAD面元网格模型、设置的材料电磁参数信息，以及设置的激励源参数转换成系统矩阵[A]

所述步骤S2包括：

S201.将CAD面元网格模型中的点列表和点连接列表通过RWG基函数的格式转换成矩量法所需的基函数，设nbase为电磁模型中所有基函数未知量总数，材料的电磁参数信息包括磁导率μ

S202.转换得到系统矩阵[A]

其中，G为三维格林函数；

S203.转换得到右侧激励项[rhs]

式中，

S204.通过矩阵求解计算求解[A]

S3.构建电磁环境的远场模型，通过步骤S2中获得的数据得到每个方向上垂直极化方向

通过步骤S2中得到的模型中每个基函数上的电流的积分，得到每个方向上垂直极化方向

S4.将步骤S1得到CAD面元网格模型的点列表和点连接列表导出网格数据文件；步骤S3得到的每个方向上垂直极化方向

以常见的三角形面单元网格为例，一般的存储格式包括如下四个部分：

1)点总数nPoint

2)点坐标列表Points

3)单元总数nElement顶点数nVertex

4)点连接列表Connects

其中，nPoint、nElement和nVertex为整型数据，点坐标列表存储的是维度为nPoint*3的二维浮点数组，Connects存储的维度为nElement*(nVertex+1)的二维整型数组，前nVertex列存储的是每个单元的各个顶点所在Points中的序号(序号以1开始计数)，最后一列存储的是每个单元的材料编号(一般0表示完全电导体材料)；

在本申请的实施例中，远场数据文件采用维度为

其中，mθ为θ角总数，

θ角的取值θ

每个

其中，E

由于θ

S5.将导出的网格数据文件和远场数据文件读取进内存，分别建立文件与内存数据的映射，该映射即每个

S6.对内存中的远场数据和网格数据进行压缩；

S7.借助于rar压缩工具将得到的远场数据和网格数据进行二次压缩，得到最终的压缩存储文件。

其中，步骤S6中远场数据的处理过程如下：

S601.对内存中加载的远场数据格式做如下归一化处理：

按照用户需求设定如下参数：空间分辨率(dB):S

参数约定：(1)20≤S

S

由下列公式对M

N

N

其中，N

S602.将远场数据离散压缩处理:

第一步、从文件中读取维度为

Mag(E

并从中恢复出E

对于每一个

E

其中，1e-30的作用是为了保证log

第二步、取E

第三步、对任一个远场数据

A01.判断是否满足：E

A02.对步骤A01得到的数据再次进行处理：

判断是否满足20*log

判断是否满足20*log

A03、对于步骤A02得到的数据采用的场值离散化流程进行处理，公式为：

进行上述处理后，将每个远场数据

二进制文件中，数据头的数据格式

数据行的每行数据格式：

第五步、对于不同

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。