如何正確選擇CST微波工作室的求解器

    CST 微波工作室提供多種不同種類的求解器。每種求解器適用范圍各有不同，下面對(duì)這些求解器做個(gè)簡要說明，幫助大家在使用過程中，可以正確地選擇出適合于自己設(shè)計(jì)的求解器類型。

    1） 時(shí)域求解器

    時(shí)域求解器是一款非常靈活的時(shí)域仿真模塊，它能夠求解任何類型的S 參量、天線和散射問題。求解器在預(yù)先定義好的端口用寬帶信號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵(lì)。寬帶激勵(lì)使得您只需一次計(jì)算，即可觀察整個(gè)所需頻段內(nèi)的S 參量和不 同頻點(diǎn)的電磁場圖。

    時(shí)域求解器可以求解的領(lǐng)域比較廣，幾乎涉及到天線、微波元件、信號(hào)完整性、電磁兼容、RCS（雷達(dá)反射截面）等。

    2） 頻域求解器

    與時(shí)域求解器類似，頻域求解器的主要任務(wù)也是計(jì)算S 參量。由于每一個(gè)不同的頻點(diǎn)需要一次新的仿真計(jì)算，仿真時(shí)間就與頻率點(diǎn)的個(gè)數(shù)成線性關(guān)系，除非使用特殊的方法來加快相應(yīng)的頻域求解器的仿真速度。因此，當(dāng)只需要計(jì)算少數(shù)頻率采樣點(diǎn)的參數(shù)時(shí)，頻域求解器是很快的。通過寬帶掃頻自適應(yīng)地選擇頻率采樣點(diǎn)來完成寬帶S 參量的仿真，可以最小化求解器的運(yùn)行次數(shù)（例如：您想計(jì)算 20 個(gè)頻率點(diǎn)的S 參量，由于自適應(yīng)地選擇頻率點(diǎn)，求解器可能只運(yùn)行了7 次，其它頻率點(diǎn)的S 參量由插值或者其他算法得到）。對(duì)于低頻、網(wǎng)格數(shù)較少（例如：50000 個(gè)網(wǎng)格）的問題，頻域求解器比時(shí)域求解器更具有優(yōu)越性。對(duì)于特定的問題，如果能夠使用直接求解器，則仿真時(shí)間不會(huì)隨著端口和模式數(shù)的增加而顯著增加（當(dāng)然，這也依賴于機(jī)器的可用內(nèi)存數(shù)）。另外，頻域求解器對(duì)于強(qiáng)諧振結(jié)構(gòu)也是很有用處的；強(qiáng)諧振結(jié)構(gòu)的標(biāo)志是時(shí)域信號(hào)有很長的穩(wěn)定時(shí)間（即時(shí)域信號(hào)要經(jīng)過很長的時(shí)間才能衰減到穩(wěn)定值）。電磁場監(jiān)視器中，一個(gè)給定頻點(diǎn)的電磁場值可以在一次后處理中很快計(jì)算出來。

    如果只需要計(jì)算S參量，可以選擇頻域求解器中的另外一種方法"Resonant: Fast S-Parameter"。在該方法中，一次仿真計(jì)算就可以得到整個(gè)所需頻段內(nèi)的S 參量。非常適用于金屬空腔和波導(dǎo)濾波器的整體仿真。此方法通常稱為模式降階法（MOR）。

    如果不僅要計(jì)算S 參量，還需要計(jì)算電磁場，則可以選擇頻域求解器中的"Resonant: S-Parameter, fields"方法。 同樣，一次仿真計(jì)算就可以得到整個(gè)所需頻段內(nèi)的S 參量。場監(jiān)視器中給定頻點(diǎn)的電磁場可以在后處理中快速計(jì)算。

    3) 本征模求解器

    對(duì)于諧振非常強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，要求計(jì)算諧振場（=模式），本征模求解器非常有效。求解器直接計(jì)算頭N 個(gè)諧振頻率點(diǎn)和相應(yīng)的場圖。這種分析對(duì)于確定強(qiáng)諧振濾波器結(jié)構(gòu)的極很有用。本征模求解器不能與開放邊界和離散端口一起使用。如果已經(jīng)假定了隨頻率變化的復(fù)介電系數(shù)，則電損耗介質(zhì)可以用本征模求解器中的有耗 JDM 方法求解。 介質(zhì)損耗（例如計(jì)算Q 值）能夠在后處理中用微擾方法引入。AKS 方法適用于無耗或?qū)崝?shù)本征值的情況。

   下圖顯示了不同求解器的最佳使用范圍：