CST介绍
与应力和热力学分析等数值仿真
领域不同，高频电磁仿真是一个不断发
展的学科。专家们仍在寻找最快最有效
的求解方法，但是到目前为止，尚没有
某一种方法可以鹤立群雄。为了抢占这
个制高点，各路研发队伍必须面对所有
的挑战和潜在的回报，在研究项目中投
入大量的时间和资金。随着设计项目的
大型化和复杂化，对终端用户的潜在回
报是能够快速精确地解决昔日棘手仿
真问题。
15 年来，CST 一直致力于为广大
用户提供具有强大求解功能的商用软
件。同时兼顾用户的其他需求，如：简
单的数据输入、与其它CAD/EDA 软件
间的导入导出和简捷智能化的后处理。
经过长期努力，提供“完善技术”的
CST 微波工作室®（CST MWS）新版
本2006B 终于与广大用户见面了。新版
本不但实现了提供最佳求解器和最佳
网格的虚拟现实仿真，而且还提供了通
过多个求解器的结果进行交叉验证的
途径。使人们对三维高频电磁仿真结果
正确性的信心达到了前所未有的高度。
流程整合
当今世界，竞争无处不在，工程师
们需要优秀的软件工具库来辅助他们
完成每天的工作。在微波、射频和高速
电路领域，有源和无源电路仿真工具起
着非常重要的作用，我们应该彻底抛弃
那些既慢又繁的“cut and try”方法。
CST 一直着眼于三维无源电磁场仿真
技术的研发，但是近来相继与Agilent
和AWR 公司的结成合作伙伴关系，实
现了国际一流的全方位有源和无源器
件的协同仿真和协同优化。例子中含有
一个带有固态功放馈电网络与天线的
例子，在该例中可以对有源电路组件和
天线元件进行参量化并优化。
生机勃勃
充满挑战的
高频电磁仿真
许多无源仿真首先要从建
模和导入开始，CST 可以导入如
Pro/E 之类的CAD 结构或是如
Cadence 之类的布局布线。图1
所示为最新版本的Cadence 界
面，用户可以定义引线特性。无
论界面多友好，多数工程师都不
希望在新软件中重建模型。要注
意电磁场仿真所需的结构模型
要比机械仿真时要苛刻得多。
CST MWS2006B 版通过
引入快速理想边界拟合（FPBA）
技术在结构导入方面取得了很
大的进展。1998 年CST MWS
的第一个版本中采用的PBA 本
身就是一个重大突破。在结构的
曲面上采用精确的积分方法求
解Maxwell 方程矩阵元素，使得
曲面逼近达到非常高的精度。
FPBA 取得的另一进展是将导
入的模型进行快速、准确离散
化，包括那些残缺的结构文本。
避免了模型修整这个繁杂步
骤。标题图中显示的是采用本
软件仿真的完整手机。
时域求解器中灵活的子网
作为一个巨大的挑战性的
理论研究项目，子网技术经过
严格的测试，最终在这里发布，
成为时域求解领域的一大喜人
突破。灵活的子网技术将CST
现有的PBA 与TST（薄片技
术）与共形网格概念进行了有
机的结合。
虽然也有一些商用软件可
对矩形区域进行
子网分割，但是
缺少灵活性且不
具有共形性，另
外只能划分
Staircase 网格。
CST MWS 的
一大突破是在不
牺牲已有优势的
前提下，集成多
项技术，形成真
正自适应的数值
稳定的网格。
图2 所示为这一设计的典型
应用－－模型的不同部分尺寸相
差很大。对于人头以及手机天线的
小螺旋，传统时域求解器将采用贯
穿整个仿真体积的均匀网格。新的
方法可以将小网格聚集在螺旋体
的周围，而在离螺旋体较远的地
方，场值在空间上变化很少，故可
以采用较大的网格。既可以分别在
x/y/z 方向上划分子网，也可以在
这三个方向上同时划分子网（视结
构而变）。例如，对于共面结构，
则只需要在一个面上划分子网格
即可正确获取金属边缘特性。图2
中，网格数下降很多，约仅为非子
网时的1/10，大大减少仿真时间。
为何引入其他求解器?
有史以来，CST 微波工作室
一直扎根于时域求解，经过多年的
研究发展和不断的更新，已经成为
世界上同类工具中最成功的软件。
然而，尽管可以解决相当多的问
题，尤其是电大和宽带问题，其他
技术在解决某些特定问题时显示
出其特有的优势。5.1 版本中采用
了基于四面体网格的频域求解，并
带有自适应网格和频率扫描技术，
主要用来解决超过时域求解范围
的问题。包括窄带和电小设备，如:
高Q 滤波器、相位阵列天线、基
片上带有线圈的SiP（见图3）。引
入频域求解器的首要问题是要确
保界面与时域求解器完全一致，这
样用户只需简单地点击“T”或“F”
即可启动合适的求解器。
2006B 版完成了世界级的频
域求解器的特性设置，不但包括直
接求解或迭代求解技术、一阶和二
阶元、高级德劳内(Delaunay)网格、
倾斜波导端口、平面波激励、多频
率自适应网格以及相控阵元胞结
构中的弗洛凯（Floquet）边界条
件。图4 显示一个倾斜端口激励的
循环器。
图1 Cadence APD 中的引线设置界面
图2 靠近头颅的手机螺旋天线
新求解器
2006B引入一个全新的专家
级全波求解器，用来求解电尺寸
非常大的结构，通常尺寸为几十
甚至几百个波长。应用范围包含
多天线的EMC/互扰分析、天线
布局优化和整机RCS 研究。该
积分方程求解器采用多层快速
多极子法（MLFMM）。它是一
种解决面矩量法（MOM）的快
速方法。它只对结构的表面进行
网格划分。MLFMM 求解器有几
个显著特点。传统矩量法对于简
单纯金属天线或线天线，由于只
需对很少的金属表面进行网格
划分，而大部分均是自由空间，
所以非常精确且快速。由于元件
之间的耦合，而对于电大复杂结
构，由于要计及各个面元间的相
互耦合，故导致大型密集矩阵。
使得无法求解。而新引入的
MLFMM 法将全局耦合转换成
多级子空域间的耦合。逐步将子
空域内的耦合扩展到上级空域，
以此递归，直到总空域。计算量
与网格数N 的关系为（NlogN）。
MLFMM 求解器已被嵌入到现
有的界面框架中。只需点击“I”
即可启动。图5 显示用MLFMM
仿真的飞机RCS。
2006B版对已有的本征模求
解器（E）也做了改进，包括提
高求解速度、预选模式频率范
围，这样可以避免总是计算从
0Hz 开始的所有低次模。快速谐
振求解器（R）仍是求解高Q 滤
波器的最佳、最快速的方法。
通用时域和频域求解器适
用于绝大多数问题，而另外三个
特殊求解器（I、E、R）则可以
帮助工程师准确而又快速地解
决一些特定的问题。
建模器和其他改进
2006B中的许多改进都将使
用户受益。为了适应更加复杂的
建模，前端建模器在结构旋转移
动时采用降低细节分辨率的方
法来提高动态旋转速度，最高可
达每秒15 帧。跳显功能可以使
用户在导航树或是主视图中快
速显示各个结构和隐藏结构（见
图6）。智能旋转中心将旋转中心
总是置于当前鼠标所在位置。在
后处理中，根据缩放尺度自动调
整箭头个数和大小。
使用一个按钮即可在低频
和高频仿真之间切换，菜单和图
标将自动配置。静磁求解器与高
频求解器间的耦合实现了在诸
如环流器等设备中对非均匀磁
化铁氧体的求解。而且实现了高
频电磁热耦合的协同仿真。
CST 设计工作室可以作为
Agilent 公司的ADS 或是AWR
公司的MWO 的一个入门级电
路仿真工具的替代品。例如，它
内含一个时域求解器可以仿真
眼图。
CST 微波工作室与ADS 和
MWO 均有接口。完成其中的三
维无源器件的仿真。CST MWS
2006 与ADS2005A 具有无缝协
同仿真功能。
结论
2006B 看似中间版本；但却
是商用电磁场计算领域内最响
亮的名字之一。CST 已经意识到
在RF 世界里，微波和高速设计
正在快速发展而且朝着更加复
杂的方向发展。世界级求解器与
人性化界面的完美结合使得我
们可以激流勇进。使用该软件不
但可以提高设计效率而且可以
降低成本和风险，使得我们的工
程师以及他们的经理们更会关
注这个该版本。若您想试用，则
请通过info@cst-china.cn 与我们
联系，提供您的详细联系方式。
(CST China Ltd.翻译)
图3 SiP 三维模型
图4 带有斜波导端口的环行器（频域有限元法）
图5 用新引入的多层快速多极子（MLFMM）求解的
120 个波长的飞机的散射特性及表面电流分布
图6 跳显功能能够快速地显示隐藏的结构
cst对硬件的要求
Software Requirements
• The software runs under any one of the following operating systems: Windows NT
4, Windows 2000, Windows XP, Windows 98, Windows Me
Hardware Requirements
• Intel Pentium or greater, IBM PC Compatible (Intel Pentium IV processor strongly
recommended)
• 100% OpenGL compatible graphics card
• CD-ROM drive
• 128 MB RAM (512 MB recommended)
• 2 GB free disk space (10 GB recommended)
以上是cst说明文档中对软、硬的要求，感觉算一些稍微电大或宽带的模型，cst要占优势，要说精确，以有限元为基础的hfss应该有优势