1 前言

高频计算电磁学是一个蓬勃发展的学科。专家们都在积极探寻最快最有效的求解方法。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CAD/EDA之间的导入导出和智能化的后处理，并提供开放的接口方便用户在CST基础上开发特定功能的仿真模块。这些二次开发的仿真模块，可以更好地完成用户的需求，大大提高了电磁工程师的工作效率。

2 CST概述及实例介绍

A．CST概述

CST工作室套装由微波工作室、电磁工作室、粒子工作室和设计工作室四部分组成。其基本算法是时域有限积分技术，同时引人了理想边界拟合技术和薄片技术，在保持传统的时域有限差分算法的计算速度的基础上大大提高了计算精度。

CST工作室套装TM的一个显著优点是基于需求的网格（MeshonDemandTM）策略与基于需求的求解（MethodonDemandTM）功能相结合，不同领域的用户可以根据需要选择合适网格和求解器对不同的问题进行高效率求解。其旗舰产品微波工作室®是专门用于高频段电磁场分析和设计的软件包，微波工作室含有四大类八个子求解器，分别是时域有限积分求解器（FITD）、频域有限积分求解器(FIFD)、频域有限元求解器(FEM)、矩量法求解器(MoM)、多层快速多极子求解器(MLFMM)、本征模求解器(Eigenmode)、模式降阶求解器(MOR)和模式分析求解器(ModalAnalysis)，其应用领域包括：天线、滤波器、耦合器、连接器、平面和多层结构、RCS、EMC/EMI等。电磁工作室™由静电求解器、静磁求解器、稳恒电流求解器、低频频域求解器和稳态热求解器五个求解器组成，主要应用于：传感器、驱动装置、变压器、测试仪器、电磁屏蔽和欧姆热损耗分析等。

本文中提出的三种仿真平台主要是在微波工作室和电磁工作室的基础上开发的，其中赋形波束平板缝隙阵天线设计平台和FastRCS模块都是以CST微波工作室为基础，在VS.NET环境中利用C++开发的专用仿真平台，电磁场与电磁波电化教学库以微波工作室和电磁工作室™为基础，利用CST自带的VBA开发环境开发完成。

B.赋形波束平板缝隙阵天线设计平台

赋形波束平板缝隙阵天线设计平台（SPSAD）是同济大学现代集成电磁仿真研发中心（MIEMS）和航天科工集团某研究所合作开发的项目，用于自动设计双馈对称赋形波束平板缝隙阵天线，可以考虑方头和圆头缝以及机械加工圆倒角等工程细节。SPSAD是用C++开发的基于CST微波工作室的缝隙阵天线优化设计软件，是一种自上而下，自设计指标向天线结构进行的自动化设计平台。其基本设计流程是根据给定的设计指标采用有限元法对天线阵进行优化计算，获得阵面和馈电缝的最优设置，并自动调用CST微波工作室对耦合缝、移相网络和馈电网络进行全波优化，最终在CST微波工作室中全自动生成完整的天线结构模型，并进行仿真验证，最终输出机械加工图。

赋形波束平板缝隙阵天线设计平台界面友好，中英文菜单提示。SPSAD设计平台的启动界面如图1所示，点击“阵面主参数”旁的“设置”按钮，即可打开图2所示CSTSPSAD阵面主参数对话框，可以在该对话框中输入天线阵的频率、波导的基本尺寸、阵面排列等阵面主参数，设置完成后，点击“确定”即可调用相应的模块对面阵进行初始设计。

图1SPSAD设计平台的启动界面

图2CSTSPSAD阵面主参数对话框