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43
Software/PC_Application/Tools/parameters.cpp
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43
Software/PC_Application/Tools/parameters.cpp
Normal file
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@ -0,0 +1,43 @@
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#include "parameters.h"
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Sparam::Sparam(const Tparam &t) {
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||||
m11 = t.m12 / t.m22;
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||||
m21 = Type(1) / t.m22;
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||||
m12 = (t.m11*t.m22 - t.m12*t.m21) / t.m22;
|
||||
m22 = -t.m21 / t.m22;
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}
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||||
Sparam::Sparam(const ABCDparam &a, Type Z01, Type Z02) {
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auto denom = a.m11*Z02+a.m12+a.m21*Z01*Z02+a.m22*Z01;
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||||
m11 = (a.m11*Z02+a.m12-a.m21*conj(Z01)*Z02-a.m22*conj(Z01)) / denom;
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||||
m12 = (2.0*(a.m11*a.m22-a.m12*a.m21)*sqrt(real(Z01)*real(Z02))) / denom;
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||||
m21 = (2.0*sqrt(real(Z01)*real(Z02))) / denom;
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||||
m22 = (-a.m11*conj(Z02)+a.m12-a.m21*Z01*conj(Z02)+a.m22*Z01) / denom;
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||||
}
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||||
Sparam::Sparam(const ABCDparam &a, Type Z0)
|
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: Sparam(a, Z0, Z0)
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{
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}
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ABCDparam::ABCDparam(const Sparam &s, Type Z01, Type Z02)
|
||||
{
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||||
auto denom = 2.0*s.m21*sqrt(real(Z01)*real(Z02));
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||||
m11 = ((conj(Z01)+s.m11*Z01)*(1.0-s.m22)+s.m12*s.m21*Z01) / denom;
|
||||
m12 = ((conj(Z01)+s.m11*Z01)*(conj(Z02)+s.m22*Z02)-s.m12*s.m21*Z01*Z02) / denom;
|
||||
m21 = ((1.0-s.m11)*(1.0-s.m22)-s.m12*s.m21) / denom;
|
||||
m22 = ((1.0-s.m11)*(conj(Z02)+s.m22*Z02)+s.m12*s.m21*Z02) / denom;
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||||
}
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Tparam::Tparam(const Sparam &s)
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{
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||||
m11 = -(s.m11*s.m22 - s.m12*s.m21) / s.m21;
|
||||
m12 = s.m11 / s.m21;
|
||||
m21 = -s.m22 / s.m21;
|
||||
m22 = 1.0 / s.m21;
|
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}
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ABCDparam::ABCDparam(const Sparam &s, Type Z0)
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: ABCDparam(s, Z0, Z0)
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{
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}
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187
Software/PC_Application/Tools/parameters.h
Normal file
187
Software/PC_Application/Tools/parameters.h
Normal file
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@ -0,0 +1,187 @@
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#ifndef TPARAM_H
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#define TPARAM_H
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#include <complex>
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using Type = std::complex<double>;
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class Parameters {
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||||
public:
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||||
Parameters(Type m11, Type m12, Type m21, Type m22)
|
||||
: m11(m11), m12(m12), m21(m21), m22(m22){};
|
||||
Parameters(){};
|
||||
|
||||
Type m11, m12, m21, m22;
|
||||
};
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||||
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||||
// forward declaration of parameter classes
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||||
class Sparam;
|
||||
class Tparam;
|
||||
class ABCDparam;
|
||||
|
||||
class Sparam : public Parameters {
|
||||
public:
|
||||
using Parameters::Parameters;
|
||||
Sparam(const Tparam &t);
|
||||
Sparam(const ABCDparam &a, Type Z01, Type Z02);
|
||||
Sparam(const ABCDparam &a, Type Z0);
|
||||
Sparam operator+(const Sparam &r) {
|
||||
Sparam p;
|
||||
p.m11 = this->m11+r.m11;
|
||||
p.m12 = this->m12+r.m12;
|
||||
p.m21 = this->m21+r.m21;
|
||||
p.m22 = this->m22+r.m22;
|
||||
return p;
|
||||
}
|
||||
Sparam operator*(const Type &r) {
|
||||
Sparam p(m11*r, m12*r, m21*r, m22*r);
|
||||
return p;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
class ABCDparam : public Parameters {
|
||||
public:
|
||||
using Parameters::Parameters;
|
||||
ABCDparam(const Sparam &s, Type Z01, Type Z02);
|
||||
ABCDparam(const Sparam &s, Type Z0);
|
||||
ABCDparam operator*(const ABCDparam &r) {
|
||||
ABCDparam p;
|
||||
p.m11 = this->m11*r.m11 + this->m12*r.m21;
|
||||
p.m12 = this->m11*r.m12 + this->m12*r.m22;
|
||||
p.m21 = this->m21*r.m11 + this->m22*r.m21;
|
||||
p.m22 = this->m21*r.m12 + this->m22*r.m22;
|
||||
return p;
|
||||
}
|
||||
ABCDparam inverse() {
|
||||
ABCDparam i;
|
||||
Type det = m11*m22 - m12*m21;
|
||||
i.m11 = m22 / det;
|
||||
i.m12 = -m12 / det;
|
||||
i.m21 = -m21 / det;
|
||||
i.m22 = m11 / det;
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
ABCDparam operator*(const Type &r) {
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||||
ABCDparam p(m11*r, m12*r, m21*r, m22*r);
|
||||
return p;
|
||||
}
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||||
ABCDparam root() {
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||||
// calculate root of 2x2 matrix, according to https://en.wikipedia.org/wiki/Square_root_of_a_2_by_2_matrix (choose positive roots)
|
||||
auto tau = m11 + m22;
|
||||
auto sigma = m11*m22 - m12*m21;
|
||||
auto s = sqrt(sigma);
|
||||
auto t = sqrt(tau + 2.0*s);
|
||||
ABCDparam r = *this;
|
||||
r.m11 += s;
|
||||
r.m22 += s;
|
||||
r = r * (1.0/t);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
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||||
class Tparam : public Parameters {
|
||||
public:
|
||||
using Parameters::Parameters;
|
||||
Tparam(const Sparam &s);
|
||||
Tparam operator*(const Tparam &r) {
|
||||
Tparam p;
|
||||
p.m11 = this->m11*r.m11 + this->m12*r.m21;
|
||||
p.m12 = this->m11*r.m12 + this->m12*r.m22;
|
||||
p.m21 = this->m21*r.m11 + this->m22*r.m21;
|
||||
p.m22 = this->m21*r.m12 + this->m22*r.m22;
|
||||
return p;
|
||||
}
|
||||
Tparam operator+(const Tparam &r) {
|
||||
Tparam p;
|
||||
p.m11 = this->m11+r.m11;
|
||||
p.m12 = this->m12+r.m12;
|
||||
p.m21 = this->m21+r.m21;
|
||||
p.m22 = this->m22+r.m22;
|
||||
return p;
|
||||
}
|
||||
Tparam inverse() {
|
||||
Tparam i;
|
||||
Type det = m11*m22 - m12*m21;
|
||||
i.m11 = m22 / det;
|
||||
i.m12 = -m12 / det;
|
||||
i.m21 = -m21 / det;
|
||||
i.m22 = m11 / det;
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
Tparam operator*(const Type &r) {
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||||
Tparam p(m11*r, m12*r, m21*r, m22*r);
|
||||
return p;
|
||||
}
|
||||
Tparam root() {
|
||||
// calculate root of 2x2 matrix, according to https://en.wikipedia.org/wiki/Square_root_of_a_2_by_2_matrix (choose positive roots)
|
||||
auto tau = m11 + m22;
|
||||
auto sigma = m11*m22 - m12*m21;
|
||||
auto s = sqrt(sigma);
|
||||
auto t = sqrt(tau + 2.0*s);
|
||||
Tparam r = *this;
|
||||
r.m11 += s;
|
||||
r.m22 += s;
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||||
r = r * (1.0/t);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
//template<typename T>
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||||
//class Tparam {
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||||
//public:
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||||
// Tparam(){};
|
||||
// Tparam(T t11, T t12, T t21, T t22)
|
||||
// : t11(t11), t12(t12), t21(t21), t22(t22){};
|
||||
// void fromSparam(T S11, T S21, T S12, T S22) {
|
||||
// t11 = -(S11*S22 - S12*S21) / S21;
|
||||
// t12 = S11 / S21;
|
||||
// t21 = -S22 / S21;
|
||||
// t22 = 1.0 / S21;
|
||||
// }
|
||||
// void toSparam(T &S11, T &S21, T &S12, T &S22) {
|
||||
// S11 = t12 / t22;
|
||||
// S21 = T(1) / t22;
|
||||
// S12 = (t11*t22 - t12*t21) / t22;
|
||||
// S22 = -t21 / t22;
|
||||
// }
|
||||
// Tparam inverse() {
|
||||
// Tparam i;
|
||||
// T det = t11*t22 - t12*t21;
|
||||
// i.t11 = t22 / det;
|
||||
// i.t12 = -t12 / det;
|
||||
// i.t21 = -t21 / det;
|
||||
// i.t22 = t11 / det;
|
||||
// return i;
|
||||
// }
|
||||
// Tparam root() {
|
||||
// // calculate root of 2x2 matrix, according to https://en.wikipedia.org/wiki/Square_root_of_a_2_by_2_matrix (choose positive roots)
|
||||
// auto tau = t11 + t22;
|
||||
// auto sigma = t11*t22 - t12*t21;
|
||||
// auto s = sqrt(sigma);
|
||||
// auto t = sqrt(tau + 2.0*s);
|
||||
// Tparam r = *this;
|
||||
// r.t11 += s;
|
||||
// r.t22 += s;
|
||||
// r = r * (1.0/t);
|
||||
// return r;
|
||||
// }
|
||||
// Tparam operator*(const Tparam &r) {
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||||
// Tparam p;
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||||
// p.t11 = t11*r.t11 + t12*r.t21;
|
||||
// p.t12 = t11*r.t12 + t12*r.t22;
|
||||
// p.t21 = t21*r.t11 + t22*r.t21;
|
||||
// p.t22 = t21*r.t12 + t22*r.t22;
|
||||
// return p;
|
||||
// }
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||||
// Tparam operator*(const T &r) {
|
||||
// Tparam p;
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||||
// p.t11 = t11 * r;
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||||
// p.t12 = t12 * r;
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// p.t21 = t21 * r;
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||||
// p.t22 = t22 * r;
|
||||
// return p;
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// }
|
||||
// T t11, t12, t21, t22;
|
||||
//};
|
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#endif // TPARAM_H
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