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CST仿真性能和仿真技术

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仿真性能的最佳评价标准就是从设计概 念直到得出精确的仿真结果所需要的时间。 日益复杂的仿真结构和日益增高的仿真频率 迫使我们有一个性能优良的仿真工具。CST 软件在不断的技术提升中不断地逼近这一近 乎完美的性能:直观智能的建模器、工作流 的紧密集成、先进的数值算法、高性能的计 算以及自动的结果评估和优化功能。这些均 是快速精确仿真所必需的基本要素。

高级建模功能:

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FPC柔性印刷电路可以一次性“紧密地”贴敷在物体表面上。被贴敷表面可以是单向曲率(上图)也可以是双向曲率(下图)的曲面。目前在手机天线、硬盘读写头信号线、PCB板与接插件互连中大多采用薄膜贴敷天线和柔性印刷电路。这样可以仿真高速差分对在弯曲状态下的信号完整性。

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对于一个简单的球体可以采用不同的网格进行逼近,自左向右分别为:经典阶梯六面体网格、四面体网格、 四面体曲面元网格和采用CST专有技术的PBA®网格–物体被完美地逼近。

理想边界拟合–PBA

什么是CST最核心的技术?不是别的,就是理想边界拟合–Perfect Boundary Approximation (PBA)。它的引入使得有限积分技术–Finite Integration Technique (FIT) 具有强大的竞争力。

尽管经典的FDTD阶梯六面体网格在处理大网格数时效率较高,但它在逼近日益复杂 的任意曲面结构时仍然有很大的精度问题。

基于四面体网格的有限元算法则具有与 经典FDTD算法相反的优缺点:曲面逼近良好,但是对于大网格数的仿真,效率很低且内存消耗很大。而CST特有的PBA+FIT算法一方面保证了结构的精确逼近,另一方面保留了六面体FDTD显式算法快速的优点,使仿真速度和仿真精度达到了统一。同时依旧保持了 FDTD的低内存消耗的特点。

薄片技术 –Thin Sheet Technique (TST) 能够在一个网格内处理三层介质,对曲面金属片不必加密网格,仍能保持高精度仿真。

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真正的结构自适应网格

传统的频域有限元软件所采用的自适应网格实际上是在起始已经近似的多面体上进行加密的。CST所采用的自适应网格则是基于原始没有任何近似情况下的光滑结构的。使得仿真精度大为提高。这才是真正意义上的结构自适应网格。同时支持高阶曲面元。

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上图是同轴线在经过几次自适应网格加密之后的情况,左中图是传统的自适应网格,右边是CST真正的结构自适应网格。

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Satimo双脊宽带喇叭天线:仿真与实测宽带增益很好地吻合。

宽带仿真

CST微波工作室的时域有限积分(FITD)求解器和时域传输线矩阵(TLM)求解器均是时域电磁算法,它们的特点是只需一次仿真就可以得出多重时域和频域结果:时间信号、频域S参量、时域和频域近场电场磁场分布和远场方向图。所需监测的频率点可以任意密集选取。时域仿真可以避免频域宽带扫频时可能遗漏谐振点的情形。尤其是在超宽带仿真中更是如此。

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