CST MWS与FPGA双核并行通信方法在电大磁场仿真的应用与优化

本文主要探讨了在现代电磁场仿真领域中，特别是在电大尺寸电磁结构的仿真实践中，CST MWS软件（CST微波工作室）的重要作用。CST MWS作为德国CST公司的产品，以其时域的FINITE INTEGRATION TECHNIQUE (FIT)算法著称，该算法在解决时域、大型和复杂电磁结构以及宽带问题上表现出色，具有用户友好的界面。 首先，文章介绍了几种常见的商用电磁场仿真软件，如Ansoft HFSS，它采用频域的FINITE ELEMENT METHOD (FEM)算法，擅长处理频域、简单结构和窄带问题。HFSS的9.0版本在界面设计上有了显著提升，反映了软件在持续发展中对用户体验的重视。 Zeland IE3D则采用MoM（Method of Moments）算法，适用于计算小型电学问题，如微带天线，但其界面相对较弱。Ansys Feko则结合MoM和PO（Potential Equation）方法，专长于大型抛物面天线的仿真，尽管界面较为简单。 EADS EMC2000是欧洲EADS公司针对系统级电磁兼容性分析的专业软件，对于大型系统的EMC和EMI模拟效果突出，但同样强调界面简洁。这些软件的选择和使用，取决于实际仿真需求的复杂度和精度要求。 在电大尺寸电磁结构的仿真过程中，作者周小侠以CST MWS为例，深入解析了FIT算法的工作原理和理论基础。通过两个具体的电大尺寸实例，如GTEM室（通用传输线电磁屏蔽室）和卫星天线的布局，作者展示了如何有效地处理超级大型物体的频域外推和距离外推问题，以及大型复杂物体的设计优化策略。 文章还提到了一些仿真技巧，如利用磁对称面计算天线阵列，采用PBA（Physics-Based Approach）技术以增强仿真结果的准确性，以及对收敛性分析的重视，确保仿真结果的可靠性。同时，通过增大最小网格，保证了在大尺寸结构仿真中的细节处理能力。 总结来说，本文不仅阐述了CST MWS在电大尺寸电磁结构仿真中的核心地位，还提供了实用的仿真技术和策略，对于从事相关领域的研究和工程设计人员具有很高的参考价值。随着科技的进步，选择适合的仿真工具和技术，尤其是在处理大型和复杂电磁结构时，显得尤为重要。