CST Studio Suite讓客戶可以使用多種電磁 (EM) 仿真求解器，這些求解器使用有限元法 ( FEM )、有限積分法 (FIT) 和傳輸線矩陣法 (TLM) 等方法。這些代表了用于高頻仿真任務的強大的通用求解器。

用于專業高頻應用（例如電氣大型或高諧振結構）的附加求解器補充了通用求解器。

CST Studio Suite 包括專用于靜態和低頻應用（例如機電設備、變壓器或傳感器）的 FEM 求解器。除此之外，還有可用于帶電粒子動力學、電子學和多物理場問題的仿真方法。求解器無縫集成到 CST Studio Suite 的一個用戶界面中，可以輕松選擇最適合給定問題類別的仿真方法，通過交叉驗證提供改進的仿真性能和前所未有的仿真可靠性。

一、高頻仿真求解器

1、Asymptotic 漸進求解：Asymptotic Solver 是一種光線追蹤求解器，對于不需要全波求解器的超大型結構非常有效。漸近求解器基于射擊彈跳射線 (SBR) 方法，是物理光學的擴展，并且能夠處理具有數千個波長的電氣尺寸的模擬。

應用：

● 非常大的電氣結構

● 天線安裝性能

● 散射分析

2、本征模求解器：Eigenmode Solver 是用于模擬共振結構的 3D 求解器，結合了高級 Krylov 子空間方法 (AKS) 和 Jacobi-Davidson 方法 (JDM)。Eigenmode Solver 的常見應用是高諧振濾波器結構、高 Q 粒子加速器腔和慢波結構，例如行波管。Eigenmode Solver 支持靈敏度分析，可以直接計算結構變形的失諧效應。

3、濾波器設計助手：一種用于設計帶通和雙工器濾波器的綜合工具，其中生成了一系列耦合矩陣拓撲，用于基于任意耦合諧振器的技術中的應用。它還提供了構建塊的選擇，通過使用裝配建模來實現 3D 過濾器。從組件庫中，用戶可以在梳狀/叉指同軸腔和矩形波導之間進行選擇，或者簡單地定義任何類型的單模技術（例如 SIW 或電介質圓盤）的定制構建塊。

附加功能包括耦合矩陣提取，可直接用作優化仿真模型的目標，或通過使用網絡分析儀的實時測量幫助調整復雜硬件。

應用：

● 用于不同電磁技術（例如空腔、微帶、電介質）的交叉耦合濾波器

● 濾波器硬件的輔助調諧（帶有矢量網絡分析儀鏈接）

4、頻域求解器：頻域求解器是一款功能強大的多用途 3D 全波求解器，基于有限元法 (FEM)，可為多種類型的組件提供出色的仿真性能。因為Frequency Domain Solver可以同時計算所有端口，所以它也是模擬連接器和陣列等多端口系統的一種非常有效的方法。頻域求解器包括模型降階 (MOR) 功能，可以加快濾波器等諧振結構的仿真速度。

應用：

● 使用中小型模型的一般高頻應用

● 共振結構

● 多端口系統

● 3D電子

5、積分方程：積分方程求解器是 3D 全波求解器，基于矩量法 (MOM) 技術和多級快速多極子法 (MLFMM)。積分方程求解器使用曲面積分技術，在模擬具有大量空白空間的大型模型時，它比全體積方法更有效。積分方程求解器包括特征模式分析 (CMA) 功能，可計算結構支持的模式。

應用：

● 使用大型電模型的高頻應用

● 裝機性能

● 特征模式分析

6、多層求解器：多層求解器是基于矩量法 (MOM) 技術的 3D 全波求解器。多層求解器使用表面積分技術，并針對模擬平面微波結構進行了優化。多層求解器包括特征模式分析 (CMA) 功能，可計算結構支持的模式。

應用：

● 多媒體麥克風

● 饋電網絡

● 平面天線

7、時域求解器：時域求解器是一款功能強大且用途廣泛的多用途 3D 全波求解器，在單個封裝中包含有限積分技術 (FIT) 和傳輸線矩陣 (TLM) 實現。時域求解器可以在一次運行中執行寬帶模擬。對硬件加速和 MPI 集群計算的支持也使求解器適用于極其龐大、復雜和細節豐富的模擬。

應用：

● 使用中大型模型的一般高頻應用

● 瞬態效應

● 3D電子

8、混合求解器：混合求解器任務允許鏈接時域、頻域、積分方程和漸近求解器以進行混合仿真。對于涉及非常寬的頻帶或具有非常精細細節的電氣大型結構的仿真項目，可以通過在不同部件上使用不同的求解器來提高計算效率。模擬場通過場源在求解器之間傳輸，求解器之間具有雙向鏈接以實現更準確的模擬。

應用：

● 非常大的結構上的小天線

● EMC 模擬

● 復雜環境下的人體模擬

二、低頻仿真

9、靜電仿真：靜電求解器是用于模擬靜電場的 3D 求解器。該求解器特別適用于電荷或電容很重要的傳感器等應用。求解器的速度也意味著它對于優化電極和絕緣體等應用非常有用。

應用：

● 傳感器和觸摸屏

● 電力設備

● 帶電粒子裝置和 X 射線管

10、靜止電流：靜態電流場解算器是一個 3D 解算器，用于模擬直流電流通過設備的流動，尤其是在有損耗組件的情況下。該求解器可用于表征 DC 或渦流和瞬態效應無關的組件的電氣特性。

應用：

● 大功率設備

● 電機

● PCB配電網

11、靜磁仿真：靜磁解算器是用于模擬靜磁場的 3D 解算器。該求解器最適用于模擬磁體、傳感器，以及在瞬態效應和渦流不重要的情況下模擬電機和發電機等電機。

應用：

● 傳感器

● 電機

● 粒子束聚焦磁體

12、低頻頻域：低頻頻域 (LF-FD) 求解器是一種 3D 求解器，用于模擬低頻系統中的時諧波行為，包括磁準靜態 (MQS)、電準靜態 (EQS) 和全波實現。該求解器對于涉及頻域效應且源為線圈的仿真最有用。

應用：

● 傳感器和無損檢測 (NDT)

● RFID和無線電力傳輸

● 電力工程——母線系統

13、低頻時域：低頻時域 (LF-FD) 求解器是一種 3D 求解器，用于模擬低頻系統中的瞬態行為，包括磁準靜態 (MQS) 和電準靜態 (EQS) 實現。MQS 求解器適用于涉及渦流、非線性效應和瞬態效應（如運動或浪涌）的問題。EQS 求解器適用于阻容問題和 HV-DC 應用。

應用：

● 電機和變壓器

● 機電 - 馬達、發電機

● 電力工程——絕緣、母線系統、開關設備

三、多物理場仿真

14、熱穩態求解器：熱穩態求解器可以預測穩態系統的溫度分布。熱源可以包括由電場和磁場、電流、粒子碰撞、人體生物熱以及其他用戶定義的熱源產生的損耗。熱穩態求解器與我們的電磁求解器無縫連接，可以預測設備的溫度并對其電磁性能產生影響。

應用：

● 大功率電子元件和設備，例如印刷電路板 (PCB)、濾波器、天線等。

● 醫療設備和人體生物加熱

15、熱瞬態求解器：熱瞬態求解器可以預測系統隨時間變化的溫度響應。熱源可以包括由電場和磁場、電流、粒子碰撞、人體生物熱以及其他用戶定義的熱源產生的損耗。熱瞬態求解器與我們的電磁求解器無縫連接，可以對設備進行瞬態溫度預測并對其電磁性能產生影響。

應用：

● 大功率電子元件和設備，例如 PCB、濾波器、天線等。

● 醫療設備和人體生物加熱

16、共軛傳熱 (CHT) 求解器：共軛傳熱 (CHT) 求解器使用 CFD 技術來預測系統中的流體流動和溫度分布。CHT 求解器包括來自所有傳熱模式的熱效應：傳導、對流和輻射，并且可以包括來自電磁損耗的熱源，就像穩態和瞬態熱求解器一樣。可以直接建模風扇、穿孔屏幕、熱界面材料等設備。也可以考慮緊湊型熱模型 (CTM)，例如雙電阻 CTM。

應用：

● 電子冷卻：大功率電子元件和設備的自然對流和強制對流，如 PCB、濾波器、天線、機箱等，安裝有冷卻設備如風扇、散熱器等。

17、Mechanical Solver：Mechanical Solver 可以預測由電磁力和熱膨脹引起的結構的機械應力和變形。它旨在與 EM 和熱求解器一起使用，以評估力和加熱對設備的可能性能影響。

應用：

● 濾波器失諧

● PCB變形

● 粒子加速器上的洛倫茲力

四、粒子仿真

18 、Particle-in-Cell (PIC) Solver：Particle-in-Cell (PIC) Solver 是一種通用的、自洽的粒子跟蹤仿真方法，它計算時域中的粒子軌跡和電磁場，同時考慮空間電荷效應和兩者之間的相互耦合。這使得它可以用于模擬粒子和高頻場之間的相互作用很重要的各種設備，以及電子多重作用存在風險的高功率設備。

應用：

● 加速器組件

● 慢波設備

● 乘積

19、粒子跟蹤求解器：粒子跟蹤求解器是一個 3D 求解器，用于模擬通過電磁場的粒子軌跡。Gun Iteration 選項可以考慮空間電荷對電場的影響。有幾種發射模型，包括固定、空間電荷限制、熱離子和場發射，并且可以模擬二次電子發射。

應用：

● 粒子源

● 聚焦和光束轉向磁鐵

● 加速器組件

20、Wakefield Solver：Wakefield Solver 計算粒子束周圍的場，由線電流表示，以及通過與周圍結構中的不連續性相互作用產生的尾場。

應用：

● 空腔

● 準直器

● 光束位置監視器

五、EMC 和 EDR 仿真

21、PCB 求解器：CST Studio Suite 的 PCB 和封裝模塊是用于對印刷電路板 (PCB) 進行信號完整性 (SI)、電源完整性 (PI) 和電磁兼容性 (EMC) 分析的工具。它通過為來自 Cadence、Zuken 和 Altium 的流行布局工具提供強大的導入過濾器，輕松集成到 EDA 設計流程中。共振、反射、串擾、電源/接地反彈和同時開關噪聲 (SSN) 等效應可以在產品開發的任何階段（從布局前階段到布局后階段）進行仿真。

CST Studio Suite 包括三種不同的求解器類型——2D 傳輸線方法、3D 部分元等效電路 (PEEC) 方法和 3D 有限元頻域 (FEFD) 方法——以及用于 IR drop、PI 和SI 分析

應用：

● 高速印刷電路板

● 套餐

● 電力電子

22、規則檢查：Rule Check 是一種 EMC、SI 和 PI 設計規則檢查 (DRC) 工具，可從 Cadence、Mentor Graphics 和 Zuken 以及 ODB++（例如 Altium）文件中讀取流行的電路板文件，并根據一套 EMC 或 SI 檢查 PCB 設計規則。Rule Check 使用的內核是著名的軟件工具 EMSAT。

用戶可以指定對 EMC 至關重要的各種網絡和組件，例如 I/O 網絡、電源/接地網絡和去耦電容器。規則檢查通過依次檢查每個關鍵網絡以檢查它是否違反任何選定的 EMC 或 SI 設計規則來減輕乏味并消除人為錯誤。規則檢查完成后，可以以圖形或 HTML 文檔的形式查看 EMC 規則的違規情況。

應用：

● 電磁兼容性 (EMC) PCB 設計規則檢查

● 信號完整性和電源完整性 (SI/PI) PCB 設計規則檢查

23、線束求解器：Cable Harness Solver 專用于對大型電氣系統中復雜電纜結構的信號完整性 (SI)、傳導發射 (CE)、輻射發射 (RE) 和電磁敏感性 (EMS) 進行三維分析。它為 3D 金屬或介電環境中的電纜線束配置結合了快速準確的傳輸線建模技術。使用 Cable Harness Solver 和其他高頻求解器進行混合仿真，可以有效地在 3D 中仿真包含復雜電纜束的結構。

應用：

● 電纜的通用 SI 和 EMC 仿真

● 車輛和飛機中的線束布局

● 消費電子產品中的混合電纜