[发明专利]一种CST仿真天线数据可视化方法

摘要

本发明涉及一种CST仿真天线数据可视化方法，用真实地理经纬度坐标确定天线数据场的空间位置，利用电磁仿真软件(CST)对天线进行设计与仿真，以得到的天线仿真数据作为数据源，通过数据预处理和按照每层数据的天线增益进行颜色映射，以三角网格化的数据点坐标映射至空间对应位置，再进行Alpha通道融合设置透明和颜色效果，最终以快速、高效、直观的方式展示天线数据，用以反映天线内部及整体的数据分布。有益效果为将CST天线数据在具有真实地形的地理信息系统中进行显示，将数据的天线增益属性映射成颜色属性。根据颜色的变化和网格化天线方向图能够直观、清晰地表示天线在复杂电磁环境中受辐射的情况分布。

主权项

1.一种CST仿真天线数据可视化方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用三维电磁场仿真软件CST对天线进行仿真得到天线数据，然后将天线数据载入地理信息系统中；所述天线数据格式为：PhiThetaRe_ThetaIm_ThetaRe_PhiIm_Phi其中：Phi表示天线的方位角，Theta表示的天线的俯仰角，Re_Theta、Im_Theta分别为俯仰角Theta方向实部和虚部的幅值，Re_Phi、Im_Phi分别为方位角Phi方向实部和虚部的幅值；步骤2：将天线数据的经纬度坐标转换为平面坐标系坐标，再将平面坐标系坐标转换为地球物理坐标系；步骤3、对步骤2转换为地球物理坐标系的天线数据预处理：首先将天线数据的俯仰角和方位角的实部和虚部由幅值转化为线性值，然后分别对俯仰角和方位角实部和虚部的线性值求模值，得到俯仰角和方位角两个方向上的两个分量，再对这两个俯仰角和方位角方向上的分量求模值得到一个合成值，将得到的两个分量的合成值转为天线增益值，最后再将地球物理坐标系下的天线数据转化为直角坐标系；步骤4、三角网格化天线数据：天线数据的俯仰角每层数据点的数量：EveryLayerDataNum＝180/(Theta[i+1]‑Theta[i])+1天线数据的方位角确定数据层：DataLayerNum＝360/(Phi[EveryLayerDataNum+i]‑Phi[i])+1对数据层从小至大逐层遍历天线数据，遍历每层时对数据点的从小至大遍历天线数据，对相邻两层的数据进行三角网格化；其中DataLayerNum为CST天线数据的层数，EveryLayerDataNum为CST天线数据每层数据点的数量；Theta[i+1]表示为第i+1个天线数据点的俯仰角、Phi[i+EveryLayerDataNum]表示为第i+EveryLayerDataNum个天线数据在球坐标系下的方位角，Theta[i]、Phi[i]分别表示为第i个天线数据在球坐标系下的俯仰角和方位角；步骤5、颜色映射：从数据点的天线增益值中利用冒泡排序计算出最小天线增益值Min_dBR，同理找出最大天线增益值Max_dBR，颜色映射的区间为n段1、计算颜色映射区间增量ΔdBR：ΔdBR＝(abs(Min_dBR)+abs(Max_dBR))/n2、对天线数据进行颜色映射天线数据点的渲染顶点结构为：Struct Vertex{float X，Y，Z；double Gain；DWORD color；}；其中X,Y,Z表示数据点的空间坐标值属性，Gain表示数据点的天线增益属性，color表示数据点的颜色属性；遍历全部天线数据点，从最小天线增益值Min_dBR开始依次累加一个区间增量ΔdBR直到累加到最大天线增益值Max_dBR为止；共有n个区间段，分别为每个区间段的数据点的color属性赋值不同的颜色值和透明度值Red，Green，Blue，Alpha，其中Red,Green,Blue,Alpha分别为三原色红、绿、蓝和透明度值，它们的取值范围都为0～255，按照天线增益递增的形式对color属性由浅到深赋值；步骤6、Alpha融合及渲染：将步骤5得到的X、Y、Z值映射为地理信息系统空间位置坐标，将数据点送入Direct X管线进行渲染得到融合后的半透明效果，最终得到屏幕显示效果。