CST 电磁和多物理场仿真软件

用于设计、分析和优化 | 高性能 | 快速、准确、可访问的电磁仿真

什么是 CST Studio Suite?
CST Studio Suite 软件
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CST Studio Suite® 是一种用于设计、分析和优化电磁 (EM) 组件及系统的高性能 3D EM 分析软件包。

在 CST Studio Suite 软件的统一用户界面中包含了适用于整个EM 频谱应用的电磁场求解器。这些求解器可以耦合在一起执行混合仿真,使工程师能够灵活地利用高效、直接的方法,对包含多个组件的整个系统进行分析。利用与其他 SIMULIA 产品的协同设计,可将 EM 仿真集成到设计流程中,并从最早期阶段推动开发流程。

EM 分析的常见主题包括天线滤波器的性能和效率、电磁兼容性及干扰 (EMC/EMI)人体在电磁场中的暴露电机和发电机中的机电效应以及大功率设备中的热效应。

为什么选择 CST Studio Suite?

  • 全球广泛认可:在全球领先的技术与工程公司中广泛应用

  •  加速产品上市:显著缩短开发周期,降低开发与生产成本

  •  虚拟原型优化:通过仿真实现虚拟原型设计,优化设备性能,并在设计早期识别和解决合规性问题

  •  降低风险与成本:减少物理原型数量,最小化测试失败和产品召回的风险


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强大的前后处理功能

丰富的工具:提供多种前后处理工具,支持数据可视化、报告生成和参数化设计。

深入分析与优化:便于工程师进行详细的数据分析和设计优化,提高工作效率。



全面的仿真功能

完整的仿真工具集:涵盖静态、低频、高频、热、结构、电路及多物理场仿真。

满足复杂需求:适用于各种复杂系统的仿真,确保全面覆盖不同工程需求。



多领域应用与多物理场耦合

广泛的应用领域:适用于天线设计、电路优化、信号传输线设计、电磁兼容、无线充电等多个领域。

多物理场耦合:支持电磁场与温度场、机械应力场等多物理场的相互耦合仿真,实现更全面的设计分析。

版本/模块介绍

CST 电磁仿真软件是一款功能强大的电磁场仿真软件,可用于模拟各种电磁场问题,包括电磁波、电场、磁场、电流等。该软件适用于多种应用场

景,如天线设计、通信系统仿真、雷达设计、电子元器件仿真等。CST 电磁仿真软件是 CST 公司的核心产品之一,在全球电磁场仿真领域中拥有广泛

的应用。

电磁仿真求解器
电磁仿真求解器

CST Studio Suite 软件使客户能够访问多种电磁 (EM) 仿真求解器。其中包括有限元法 (FEM)有限积分技术 (FIT) 传输线矩阵法 (TLM) 等方法。上述三种方法代表了适用于电磁仿真任务的功能最强大的通用求解器。CST Studio Suite 提供时域和频域求解方法。CST Studio Suite 解决方案的适用范围涵盖从静态到光学频率的整个频谱。


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电磁仿真求解器
电磁设计环境
电磁设计环境

CST Studio Suite 软件设计环境是所有 CST Studio Suite 模块共用的直观用户界面。它包含 3D 交互式建模工具、原理图布局工具、用于电磁求解器的前处理器,以及根据行业要求定制的后处理工具,并能够以更快的速度提供解决方案。


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电磁设计环境
电磁系统建模
电磁系统建模

使用系统装配与建模 (SAM),CST Studio Suite 软件可提供一个简化仿真项目管理的环境。它不仅可直观地构建电磁 (EM) 系统,而且还可使用原理图建模直接管理复杂的仿真流程。SAM 框架有助于分析和优化由多个独立组件组成的、用于无线通信等的整个设备。 这些组件按相关物理量描述,例如电流、场或 S 参数等。SAM 可实现将最高效的求解器技术用于每个组件。

电磁系统建模
自动优化
自动优化

CST Studio Suite 软件为电磁系统和设备提供自动优化例程利用 CST 软件进行参数化和优化。

自动优化
工作流程集成
工作流程集成

CST Studio Suite 软件的导入和数据交换选项可简化电磁设计,CST 软件中出色的工作流程集成提供了可靠的数据交换选项,有助于减轻设计工程师的工作量。CST Studio Suite 具有卓越的 CAD 和 EDA 数据导入功能。

工作流程集成

探索功能


天线设计
天线设计
软件介绍

天线设计是 CST 工作室套装最主要的应用之一,CST 可提供众多天线设计仿真工作流以满足多种应用领域的需要。天线既能单独设计和优化,也能在单元层面和完整阵列层面作为阵列的组成部分进行设计和优化,或是对安装在设备里或是楼宇、飞机、船舶和卫星等更大型结构上的天线进行整体设计和优化。


微波与射频
微波与射频
功能介绍

高频电磁场仿真是 CST软件最核心的功能之一。CST 工作室套装为各种类型的微波和射频应用提供了合适的仿真工具,能够实现全波仿真、混合仿真、多物理场仿真场路联合仿真

平面和波导射频组件既能单独进行优化,也能作为更大系统的一部分进行优化。 SAM极其适用于微波和射频系统的设计,能同时装配和仿真多个组件。这样能够加快系统设计速度并能在设计最初阶段就将装载性能考虑在内,同时能计及各单元间的耦合。

滤波器设计与综合是 CST 工作室套装的一项主要应用,通过链接多种专用 CST 工具,显著拓宽和提升了滤波器的设计功能。CST 的滤波器设计工具能快速准确地综合和调试滤波器,即便是高灵敏度或使用复杂拓扑的滤波器也不例外。


光学
光学
功能介绍

非线性行为:通过为一部分波导的局部施加外部场,改变其中一段直波导内的折射率从而能切换输出。产生的相位变化会给输出通道上游或下游造成破坏性的干扰。

在众多领域中,光学、光电和等离子体器件已经成为关键组件,例如在通信、遥感或医疗应用中,并且它们会在将来扮演越来越重要的角色。对于此类器件的仿真有助于优化它们的效率,降低设计与研发成本。光学器件中常常利用非线性效应,因此 CST 提供了一系列非线性材料模型(参阅第 6 页)。由于涉及的波长极短,因此光学组件往往要求仿真电气规模极大的结构。典型例子如光栅耦合器或波导弯头。高性能计算为这些器件的全波仿真提供了一个有效途径。

“在我们的团队里,我们经常使用 CST 工作室套装对我们光学超材料和等离子体进行研究。由于其用户友好性、仿真精度高、能灵活地为复杂问题建模,我们都非常喜爱使用。”——A. Alù,德州大学奥斯汀分校副教授


EDA/电子
EDA/电子

现代电路板和封装由于数据率高、结构紧凑、布局复杂,使其保持信号完整性 (SI)、电源完整性 (PI) 和电磁兼容性(EMC) 的难度较大。CST 软件工作室套装包含了一系列工具,能够帮助工程师对 PCB 的布局进行设计、分析和优化。

CST 工作室套装内的专用 PCB 仿真工具能用于迅速仿真PCB 的行为,包括压降、供电网络 (PDN) 阻抗信号网络的传输特性。使用帕累托前沿优化能自动优化去藕电容,平衡价格与性能。此外,CST 工作室套装还为 PCB 布局提供规则检查工具(CSTBOADCHECK)。该工具能自动检测可能导致 SI/PI 或 EMC 问题的结构。

使用为复杂印刷结构优化的专用网格剖分算法,PCB 版图能直接转换为用于全波仿真的 3D 模型,或转换为用于电路仿真的等效电路模型。IC 设计可通过芯片交互界面导入,该接口模拟真实的制造工艺,能生成精确的仿真模型。

仿真能重复使用同一虚拟原型进行许多标准的实验室测量,例如 S 参数、眼图和时域反射(TDR),从而帮助降低成本和缩短设计周期。


粒子动力学
粒子动力学

CST 自起源就一直被用于粒子加速器设施。CST软件工作室套装为设计带电粒子装置提供数种工具,如磁控管电子管等微波器件用于粒子加速器的超相对论组件。

对静场中的粒子,粒子跟踪求解器能迅速计算出它们穿越装置的轨迹,适用于电子枪和离子枪设计。粒子的空间电荷通过迭代方法可在仿真过程中包含进来。自洽互作用 (PIC) 求解器是一种自洽求解器,能在单次仿真过程中直接将粒子产生的场考虑在内。因此,它适用于磁控管、速调管和行波管设计 ,此时粒子与场之间的非线性相互作用显著。PIC 求解器也能用于电子倍增效应分析。GPU 加速功能用于进一步提高 PIC 求解器的性能。

为了帮助组件设计,尾场求解器 (Wakefield Solver) 可用来计算穿越加速器的粒子束周边的场。这些粒子会产生严重的尾场,尾场会与加速器内的结构,如准直仪和束流控测器相互作用,从而干扰波束。对有极高Q 因数的组件,比如加速器腔体,本征模求解器能快速计算腔体的谐振模式,然后将计算结果用作 PIC 仿真的依据。


静场/低频
静场/低频

“ CST 电磁工作室现在是西门子(能源)公司各种电力变压器组件开发流程不可或缺的组成部分。这是由于该解决方案能提供直观的用户界面和多样化的可用求解器”。

低频仿真的目的和要求与高频仿真极为不同。CST软件工作室套装为低频、静场和准静场仿真提供了专用模块

电力输送网络中使用的高电压和大电流意味着变压器、开关设备和绝缘子等装置需经稳健设计,以保持可靠性和安全性。CST 工作室套装内的低频求解器能计算流经这些装置的场和电流,并包含涡流效应。计算结果能被用于多物理场仿真中计算电流的热效应和结构可能发生的热膨胀。

低频仿真也可以用于设计磁装置,能轻松地定义线圈和磁铁,同时支持铁氧体等非线性材料。CST 工作室套装不仅能计算设备内的场,还能计算作用于各种组件上的力和力矩。这些特性能用于设计电机、发电机、制动器和传感器。


天线设计
天线设计
软件介绍
微波与射频
微波与射频
功能介绍
光学
光学
功能介绍
EDA/电子
EDA/电子
粒子动力学
粒子动力学
静场/低频
静场/低频
常见问题

关于CST Studio Suite的常见疑问解答

Q:CST Studio Suite 是否免费?
A:CST Studio Suite 是一款商业软件,可以通过达索系统的销售渠道购买。亿达四方作为CST软件的官方授权代理经销商,提供正版CST软件的免费试用服务,同时可根据您的企业规模与需求提供个性化报价方案。欢迎点击按钮联系客服获取详细信息
Q:什么是 CST Microwave Studio?
A:CST Microwave Studio (CST MWS) 是 CST Studio 系列软件的第一款产品。它最初专注于有限积分技术 (FIT) 瞬态求解器,非常适合天线和宽带应用。它还包括基于 FIT 的本征模求解器和频域求解器。随后还加入了有限元法 (FEM) 求解器和积分方程求解器。最后,在 2006 年,CST Microwave Studio 和其他 CST 软件都集成到 CST Studio Suite 中。
Q:CST 软件有哪些用途?
A:CST 软件可用于整个电磁频谱中的电磁场仿真。 它允许工程师在设计流程的最初阶段利用虚拟原型进行试验,比较不同配置的性能,并对其产品进行优化。仿真可以减少所需的物理原型数量,并缩短开发流程,从而降低成本和加快产品上市进程。可以将产品作为真实系统的一部分进行仿真,以分析其安装后的性能,并验证其是否符合法定的电磁兼容性 (EMC) 和暴露限制,从而有助于避免耗时的重新设计或成本高昂的产品召回。
Q:购买后如何获得技术支持?
A:购买CST软件后,您将获得亿达四方的专业技术支持服务。支持方式包括:电话支持(400-690-5090)、远程协助和现场服务。我们的技术团队由达索认证工程师组成,确保及时解决您的问题。此外,还可访问我们的在线知识库