資料介紹

CST工作室套裝™

CST工作室套裝™新版包含：CST微波工作室®、CST電磁工作室™、CST粒子工作室™和CST設計工作室™。所有的工作室集成在一個統一的CST設計環境™下。使得電磁場和電路、熱分析的協同仿真成為可能。

CST微波工作室® 新 B版新性能：多層快速多極子法、全新子網技術 …

三套獨立的專家級網格

n 六面體網格（PBA®CST專有的理想邊界擬合技術）

使用有限積分算法進行時域、頻域、本征模電磁場分析

n 四面體網格

使用有限元算法進行頻域電磁場分析

n 2D面網格

使用矩量法和多層快速多極子法（MLFMM）對物體表面進行網格剖分

四個完備的求解器：

n 時域求解器（電大、寬帶）

n 頻域求解器（電小、窄帶）

n 本征模求解器（電小、諧振結構）

n 矩量法快速多極子求解器（電大、輻射、散射）

最佳求解器與最佳網格的結合

15 年來，CST一直致力於為廣大用戶提供具有強大求解功能的商用軟件。同時兼顧用戶的其他需求，如：數據輸入、與其它CAD/EDA軟件間的導入導出和簡捷智能化的後處理。經過長期努力，提供“完善技術”的CST 微波工作室Ò（CST MWS）新版本新B終於與廣大用戶見面了。新版本不但實現了提供最佳求解器和最佳網格的虛擬現實仿真，而且還提供了通過多個求解器的結果進行交叉驗證的途徑。使人們對三維高頻電磁仿真結果正確性的信心達到了前所未有的高度。

CST 子網技術

電大尺寸的拋物面天線

n 時域求解器中靈活的子網技術

作為一個巨大的挑戰性的理論研究項目，子網技術經過嚴格的測試，最終在這裡發布，成為時域求解領域的一大喜人突破。靈活的子網技術將CST現有的PBA與TST（薄片技術）與共形網格概念進行了有機的結合。

天線罩中的子網格

下圖所示為這一設計的典型應用－－模型的不同部分尺寸相差很大。對於人頭以及手機天線的小螺旋，傳統時域求解器將采用貫穿整個仿真體積的均勻網格。新的方法可以將小網格聚集在螺旋體的周圍，而在離螺旋體較遠的地方，場值在空間上變化很少，故可以采用較大的網格。既可以分別在x/y/z方向上劃分子網，也可以在這三個方向上同時劃分子網（視結構而變）。例如，對於共面結構，則只需要在一個面上劃分子網格即可正確獲取金屬邊緣特性。上圖中，網格數下降很多，約僅為非子網時的1/10，大大減少仿真時間。

靠近頭部的手機螺旋天線

n 積分方程求解器

新B版引入一個全新的專家級全波求解器，用來求解電尺寸非常大的結構，通常尺寸為幾十甚至幾百個波長。應用范圍包含多天線的EMC/互擾分析、天線布局優化和整機RCS研究。該積分方程求解器采用多層快速多極子法（MLFMM）。

表面網格

用新引入的多層快速多極子（MLFMM）求解的120個波長的飛機的散射特性及表面電流分布

CST 新B 版其它特點

新 B中的許多改進都將使用戶受益。為了適應更加復雜的建模，前端建模器在結構旋轉移動時采用降低細節分辨率的方法來提高動態旋轉速度，最高可達每秒15幀。跳顯功能可以使用戶在導航樹或是主視圖中快速顯示各個結構和隱藏結構（下圖）智能旋轉中心將旋轉中心總是置於當前鼠標所在位置。在後處理中，根據縮放尺度自動調整箭頭個數和大小。

跳顯手機內部的其它結構輪廓線
更加清晰的結構透視功能
更加清晰的電流分布顯示
傾斜波導端口、鐵氧體任意磁化（有限元頻域求解器）
元胞邊界條件（Unit Cell）、Floquet模式及其任意掃描角設置。用於頻域仿真頻率選擇表面（FSS）的散射特性和大型相控陣天線的輻射特性

使用CST MICROWAVE STUDIO®(CST MWS)的設計工程師普遍贊賞其使用方便以及對電磁仿真計算技術的深刻領悟，正是這些使得他們的開發效率顯著增加。雖然如此，這些用戶還是會感到吃驚，因為，這套軟件現在又增加了急切期待中的廣泛宣傳的新版本：CST STUDIO SUITE TM 新。進一步的使用發現，這個軟件包包含了高頻仿真器CST MWS，圖形工具模塊CST DESIGN STUDIO TM(CST DS)，低頻仿真器CST EM STUDIO TM(CST EMS)，以及最新的CST PARTICLE STUDIO TM(CST PS)，專門用於電磁場中帶電粒子的穩定的3D運動仿真。

新的開發環境
這套軟件所具有的相互協作的特點對於用戶來說是非常明顯的。比如，我們可以通過CST EMS的溫度求解器利用CST MWS已經計算好的高頻電場損耗或者鐵氧體的磁化來計算出相應的熱負荷，並且所有的計算都在一個界面內操作。如圖2所示。

這個功能是由新增加的CST DESIGN ENVIROMENT TM(CST DE)模塊提供的，它是CST MWS以及其他CST STUDIO仿真器的入口。通過執行CST DE，CST MWS獲得一個多層文件界面，通過它可以同時打開多個工程。

程序頁面
一打開CST MWS的工程，用戶就會發現新增加的CST DS頁面。即使在最基本的許可的情況下，RLC元件以及一些其他的元件也可以連接到接口，並且可以進行S參數仿真。完整的CST DS許可證將能夠使用更廣泛的電路元件。用小的3D CST MWS模型合成更大的系統是CST DS的核心功能。它使用了尖端的存儲和插值技術來加速參數設置和最優化。它重點致力於提高3D電磁仿真性能，並且引導用戶完成電路仿真的第一步。這樣，用戶可以很容易的在工程之間切換，比較，以及拷貝粘貼計算結果。此外，CST DE還允許切換到VBA編輯器。

建模與協作
CST MWS的成功一直與其引入的容易被3D電磁場仿真模塊調用的幾何模型接口是密切相關的。它同時也加快了復雜結構體的建模，能夠更好的體現出設計意圖，更方便的確定模型的幾何參數，而且還可以轉化為機械CAD工具能夠識別的多種格式，輸出的CAD數據可以被參數化並且容易進行優化。
徹底更新了與 VDA－FS和Mecadtron格式的鏈接。全部重做了與Cadebce® Allegro®的鏈接，提高了前期性能。圖3展示了改進的Cadebce結構。這個接口現在也是stack-up編輯器的特色。這意味著與其他EDA廠商（如Mentor Graphics®或Zuken）鏈接的第一步。二維的輸出結果可以通過自適應的JEDEC聯結程序很容易的擴展，用戶能夠輕松的在理想化的模型和實物模型之間切換。除CAD接口外，電流分布，如來自SimLab PCBMod的電流分布，現在可以作為源而載入，用於EMC/EMI研究

電磁/電路聯合仿真
現在高頻PCB設計和封裝所關系的主要問題是信號的完整性和輻射問題。公司目前提供了改進的電磁/電路聯合仿真程序，該方案能夠實現了與ADS工作流程中的 3D模型的完全兼容。任何CST MWS模型都可以作為一個庫元件。用戶可以通過設置一些參數來將其應用到ADS電路模型中。如果用於調諧或者優化設計，中間結果可以通過插入已存在的結果得到。在任何必要的時候，完整的3D仿真都可以直接從ADS方案開始。每個仿真結果都被加入到元件庫中，因此，庫的價值在不斷的增加。

求解器技術
CST MWS據說是唯一的基於笛卡兒坐標和四面體網格的時域和頻域的商業3D仿真軟件，並且具有易於操作的界面。其旗艦模塊，瞬態求解器，是電大尺寸物體，復雜結構體或寬帶計算的首選。這些性能已經通過64位計算技術的實現而得到提高。除了用戶界面，公司所特有的理想邊界近似技術（PBA®）可以被認為是其獲得成功的另一塊基石。通過精確的幾何結構描述，它的運用顯著的提高了時域方法的效率，這已經得到了證明。

現在，瞬態求解器采用了新的網格劃分法則。這種網格劃分法則顯示了極其優異的性能。

進一步的改進包括通過表格的方式定義了材料特性受頻率影響的材料。這也應用到了計算單元的輸出，因此能夠高精度進行生物組織的寬帶電磁仿真。

新版本改進的焦點是四面體頻域求解器（FD）。它是時域求解器的補充，當處理電小尺寸或周期性結構時能夠顯示其獨特的性能。特別是不需要對球形物體進行預分割就能對其真實的表面做網格劃分處理。用戶可以在迭代求解器和直接求解器之間選擇，前者在物體尺寸較大時內存需求依然較小，後者在處理多端口結構時非常有效，因為計算時間並不是強烈依賴於端口的數目。

對於周期結構，如相控天線陣，PBG，FSS, meta-material等，FD求解器專門擁有一個強大的算法，能夠自動的設置元胞進行掃描角研究，如圖4。自適應頻率搜尋也加速了寬帶問題的計算，通過最少的必要仿真次數來達到所需要的精度。

現在，我們有兩個專門用於像濾波器這種高Q值結構的求解器。第一種是基於減少模次（MOR）設計，直接計算S參數，速度很快但不計算場。若還需要場，可以使用模式分析方法。本征模求解器可以用來計算閉合結構或周期結構，並且考慮了損耗

性能和自動化
CST MWS用戶可以以多種方式運用多重處理器。通過使用並行計算功能，一次仿真可以利用一塊主板上的多顆CPU實現，或者通過分布式計算方案實現，這樣可以利用網絡中的其他計算機。進行參數選擇和優化時，不同參數設置將由主計算機分配，結果也將匯總到主計算機，由主計算機計算出最後結果，然後下次仿真的新參數將再次進行設置並分配。這個方案已經根據網絡通信，誤差和穩定性做了有效改善。也可以使用VBA宏語言，它與COM/DCOM接口一起使得該軟件能夠與其他軟件包通信,例如，如果用戶想執行自己的運算或者優化設計。

代碼
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