采购指南

CST STUDIO SUITE

为何需要仿真？

电磁组件对日益丰富的产品成功至关重要。不仅汽车、通信等成熟行业正受到新型电气电子设备的冲击，技术进步还在医疗设备、可再生能源和超材料等领域开辟出全新的市场。跟上这些发展步伐，既需要前瞻性的设计，也离不开快速灵活的研发周期。

仿真技术使工程师能够在设计流程的最初阶段就通过虚拟原型进行实验，比较不同配置的性能表现，并优化产品设计。仿真可以减少所需的物理原型数量，缩短研发周期，从而降低成本并加快上市时间。产品可作为真实系统的一部分进行仿真，分析其实际安装性能，并验证是否符合电磁兼容性（EMC）法规和电磁暴露限值，这有助于避免耗时的重新设计或成本高昂且影响企业声誉的产品召回。

电磁学虽只是物理学的一个分支，却与众多其他领域紧密交织。例如，电机利用磁铁和电磁线圈产生运动，而微波炉则借助高频电磁场加热食物。电磁仿真是一系列仿真技术中的一种工具，可与其他技术结合使用，实现更完整的多物理场仿真工作流程。

高科技领域：​ 芯片封装集成仿真模型的导入

 
 
 
 
 
 

建模功能

  • 覆盖全频段：从静态场到高频应用
  • 专用求解器：针对电机、电路板、线束、滤波器等应用定制
  • 耦合仿真能力：系统级、混合、多物理场、电磁/电路协同仿真

建模功能

  • 一体化全参数化设计环境
  • 支持导入/导出多种CAD与EDA文件格式
  • 丰富的复杂材料模型库

分析工具

  • 强大的后处理与可视化工具
  • 内置优化器

高性能计算

  • 工作站：多线程、GPU与硬件加速
  • 集群：分布式计算与MPI并行
  • 云端计算：一体化可扩展解决方案，支持持续计算与突发计算的仿真加速

CST + 3DEXPERIENCE

  • 多种方式连接CST Studio Suite与3DEXPERIENCE平台
  • 全公司级版本可控、CAD集成的电磁仿真同步
  • 轻量化模型/网格/场景/结果可视化：帮助决策者直观体验结果，减少报告生成时间
  • 直接访问几何模型
  • 基于Web的门户：随时随地提交和监控云端计算任务

CST STUDIO SUITE 简介

采用统一的仿真平台​

CST Studio Suite 是一款业界顶尖的电磁与多物理场仿真软件套件，广泛应用于全球领先的技术与工程企业。凭借覆盖全频段的求解器技术，CST Studio Suite 提供了全面的产品设计、分析与优化工具集，并可与 3DEXPERIENCE 平台集成，实现高效的协同工作流程。

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工业设备：微波炉工作状态下的电磁场仿真（左图）与热场仿真（右图）

Antenna Magus 天线设计工程师不可或缺的辅助工具

 
 
 
 
 

设计环境

建模功能

CST Studio Suite 提供强大且全参数化的 CAD 界面，用于构建和编辑仿真模型。其导入与导出工具支持从各类 CAD 和电子设计自动化软件中导入模型。与 SOLIDWORKS 的全参数化双向链接意味着，在 CST Studio Suite 中所做的设计变更可直接导回 SOLIDWORKS EMC 项目，反之亦然。即使对于包含数十亿网格单元的模型，该技术也能避免传统阶梯网格的锯齿现象，实现对曲面结构和复杂 CAD 数据的精准建模。

材料库

在磁性、光子学及生物物理学等众多应用领域中，复杂的非线性材料特性往往会产生关键的电磁效应。CST Studio Suite 内置丰富的材料模型，能够模拟包括等离激元与光子效应、铁磁性、二次电子发射以及生物热效应在内的多种物理现象。

网格划分

精确的网格划分是仿真流程中的关键环节。CST Studio Suite 提供快速、自动的网格划分功能，并支持网格细化与自适应优化，以提升模型关键区域的网格质量。软件独有的完美边界逼近技术既保持了传统阶梯网格的速度优势（即使对于包含数十亿网格单元的模型），又能精确呈现曲面结构和复杂CAD数据的几何特征。

人体模型

人体与电磁场的相互作用是许多设备设计的核心考量因素，直接影响产品性能与安全性——尤其在医疗健康与生命科学领域。CST Studio Suite 提供基于体素与CAD的人体模型，具备精细的内部结构以及真实的电磁与热学属性，使人体因素的仿真分析成为可能。

综合设计工具

CST Studio Suite 提供一系列综合工具，可自动构建潜在设计模型。其中包括用于交叉耦合腔体与平面滤波器的 Filter Designer 3D，以及用于天线阵列建模与仿真的 Array Task。此外，天线设计工具 Antenna Magus​ 和波导设计工具 FEST3D​ 进一步丰富了 CST Studio Suite 用户可用的综合设计工具组合。

仿真

求解器

求解器是 CST Studio Suite 的核心基础。从适用于广泛场景的通用求解器（如时域与频域求解器），到针对电子设备、电子器件、电机及电缆等应用的专业求解器，CST Studio Suite 提供业界领先的电磁仿真求解器。此外，通过热力学与结构力学求解器可实现多物理场效应仿真，这些求解器可与电磁求解器耦合，形成一体化工作流程。

优化器

仿真的关键优势在于能够对设备进行优化，以提升性能、满足严苛规格要求或降低生产成本。CST Studio Suite 内置本地与全局优化器，可与所有求解器配合使用，对模型的任意设计参数进行优化。





后处理

后处理功能可将仿真结果应用于多种分析场景，以复现常用测量数据与性能指标。CST Studio Suite 的后处理模板为常见工作流程提供解决方案，例如电子设备的眼图分析、电机的效率映射以及磁共振成像的场分析，同时还提供通用的多功能模板，支持用户创建定制化工作流程。


混合与系统仿真

仿真的不同方面往往适配不同的求解器。例如，天线通常最适合用时域求解器进行仿真，而车辆等大型平台则更适用于高效的积分方程求解器——分析车载通信天线的实际安装性能时，往往需要结合两者。CST Studio Suite 中的系统装配与建模功能支持将多个仿真合并为单一三维模型或联动自动化工作流，而混合求解器任务则允许在单个仿真任务中组合使用多种求解器。

生命科学领域：人体内起搏器天线产生的电场分布

行业应用

航空航天与国防领域​

· 天线安装性能分析
· 雷击及环境电磁效应
· 雷达系统设计
· 共址干扰分析

建筑、城市与区域规划​

· 建筑屏蔽效能评估
· 线缆布局优化
· 防雷保护设计
· 室内通信覆盖模拟

能源与材料领域​

· 高压组件电磁兼容
· 发电机与电动机设计
· 太阳能板优化分析
· 变压器电磁特性仿真

工业设备应用​

· 射频识别技术
· 无损检测模拟
· 电机与执行器设计
· 焊接与光刻工艺分析
· 比吸收率计算

生命科学领域​

· 磁共振成像技术
· 比吸收率计算
· 植入式医疗器械安全性评估
· 可穿戴设备电磁兼容
· 射频透热疗法模拟
· X射线管电磁分析

高科技领域​

· 天线性能分析
· 微波与射频组件设计
· 电磁兼容性测试
· 信号与电源完整性仿真
· 触摸屏电磁特性
· 线缆与连接器优化
· 电磁波吸收率暴露评估

交通与移动出行领域​

· 天线安装性能验证
· 电磁兼容性分析（含线束系统）
· 汽车雷达系统设计
· 电动机电磁仿真
· 无线充电技术开发
· 车载电子设备兼容性
· 传感器电磁性能测试

集成设计与仿真工具​

设计与仿真的紧密集成对于快速高效的设计迭代至关重要。为此，CST Studio Suite 团队开发了功能强大的工具，这些工具已内置于或可附加到任何 CST Studio Suite 软件包中。

ANTENNA MAGUS：天线设计工具​

Antenna Magus 是一款用于加速天线设计与建模流程的软件工具。它已被证明是天馈设计工程师以及所有需要天线模型进行天线布局和/或电磁干扰研究人员的宝贵助手。工程师可以借助它更明智地选择天线单元，提供良好的初始设计起点，从而显著提升工作效率。

核心功能亮点：

    • 加速天线设计与建模流程

    • 访问包含350余种天线的拓扑结构数据库

    • 支持多目标设计：工作频率、增益、输入阻抗、基板类型

    • 综合优化阵列布局与激励分布

    • 便捷导出”可直接运行”的参数化仿真模型至CST Studio Suite

    • 内置实用工具库：如FR4计算器与标准连接器库

FEST3D：微波滤波器设计工具

FEST3D 采用矩量法与边界积分-谐振模式展开法的数学组合，能够以低计算成本高精度地提取任意截面复杂波导的模态特性图。

核心功能亮点

    • 分析基于波导和同轴腔体技术的复杂无源微波组件

    • 相较于模式匹配法，可获得更高精度

    • 支持带优化和容差分析的无源组件设计

    • 利用综合工具，根据用户规格设计带通、双模及低通滤波器

FILTER DESIGNER 3D：滤波器综合设计工具

这是一款用于设计带通滤波器和双工器的综合工具，可生成适用于任意基于耦合谐振器技术的耦合矩阵拓扑结构。同时，该工具通过装配建模功能提供多种构建模块选项，以实现三维滤波器的设计。

核心功能亮点

    • 分析基于波导和同轴腔体技术的复杂无源微波组件

    • 相较于模式匹配法，可获得更高精度

    • 支持带优化和容差分析的无源组件设计

    • 利用综合工具，根据用户规格设计带通、双模及低通滤波器

IDEM：电子器件特性建模工具

IdEM 是一款用户友好型工具，用于生成线性集总多端口结构（如连接器、封装、不连续性等）的宏模型，这些模型可通过其输入-输出端口响应进行表征。结构的原始特性数据可来自测量或仿真结果。该工具配备了一套先进且数值稳定的有理函数拟合模块，适用于几乎所有类型的特性表征。生成的模型以通用 SPICE 格式输出，可无缝集成到设计流程所需的系统级仿真中。因此，无论您的原始特性数据来源和应用领域如何，IdEM 都能为各类线性结构、组件、互连和封装提供 SPICE 模型提取与处理功能。

核心功能亮点

    • 分析基于波导和同轴腔体技术的复杂无源微波组件

    • 相较于模式匹配法，可获得更高精度

    • 支持带优化和容差分析的无源组件设计

    • 利用综合工具，根据用户规格设计带通、双模及低通滤波器

OPERA​

原为独立于 CST Studio Suite 销售的单体产品，Opera 是一款在二维和三维空间中进行电磁与机电系统仿真的有限元分析软件套件。Opera 凭借其在低频仿真领域的优势，与 CST Studio Suite 形成功能互补，特别适用于磁体、电动机及其他电气设备等系统的设计。从产品开发的最初阶段即可运用仿真技术，助力产品更快推向市场。
Opera 提供专用的二维与三维前后处理环境，支持问题定义与结果分析。其图形用户界面集成了多项功能，可简化电磁学及多物理场设计流程。工程师可通过将常规操作集成至参数化宏文件，显著加速设计进程。

核心功能亮点​

    • 面向电磁与机电系统的有限元求解器（2D/3D），擅长低频设备设计（如磁体、电机等）

    • 模块化架构：提供静力学、动态电磁、运动、失超、热力学及带电粒子模块，支持定制化物理解决方案

    • 参数化建模图形界面：支持CAD导入或使用内置二维草图/三维建模工具；每个模型文件完整保存操作历史，便于回溯与变体研究

    • 集成前后处理：CAD导入、几何创建（布尔运算、扫掠、放样等）、参数化设置、网格划分及电路定义；配备后处理工具，可可视化场分布、力、损耗、能量及粒子轨迹

    • 先进材料建模：支持线性/非线性（含磁滞）磁性材料、各向同性/各向异性层压板特性及永磁体建模

    • 多物理场能力：电磁分析结果可馈入热力学与结构求解器（例如将电磁损耗传递至热求解器进行温度相关研究）

    • 内置Opera优化器：融合确定性与随机算法，支持单目标及多目标设计优化

SPARK3D：二次电子倍增与电晕放电分析工具

传统确定射频部件击穿功率水平的近似方法通常过于保守。Spark3D 采用先进数值分析方法，对击穿现象进行精确仿真，可预测更贴近实际的击穿功率阈值，从而有效优化设计余量。

核心功能亮点​

    • 支持各类无源器件的射频击穿功率分析，包括谐振腔、波导、微带线及天线

    • 可导入CST Studio Suite场仿真结果，用于真空击穿与气体放电现象分析

    • 精确计算器件在不引发放电效应时的最大耐受功率

WASP-NET 软件简介​

WASP-NET 是一款面向微波、天线及射频应用的混合电磁设计与优化工具。工程师可通过其直接、快速且精确的全波整体电磁优化功能，高效完成微波与射频设计任务。WASP-NET 的仿真速度支持在短时间内通过大量优化迭代实现全设计空间探索。

核心功能亮点​

    • 混合多求解器引擎：融合解析法（模式匹配）与数值法（有限元/矩量法），采用先进加速技术（如区域分解、快速多极子、自适应方法等）实现高效分析

    • 快速全波优化：通过直接、高速的全波仿真，支持短时间内完成大量电磁设计迭代

    • 高精度保证：支持全三维建模灵活性，为无源微波/射频组件、天线、天线阵列及馈电网络提供精确的全波分析

    • 高效与快速性：卓越的仿真与优化效率，显著缩短复杂微波/射频设计的开发周期与上市时间

    • 专业化设计工具：包含波导组件、天线馈电网络及阵列专用模块（及向导工具），并内置常用射频结构的参数化数据库

传统部署与云端方案对比

与世界其他领域一样，制造业也正逐步向云端解决方案转型。对达索系统而言，这一云端解决方案建立在全方位的3DEXPERIENCE产品开发平台之上，该平台提供CAD、CAE、CAM和PLM应用，并将它们原生连接至统一的产品数据源。CST Studio Suite 既可在3DEXPERIENCE平台上运行，也可独立部署，两种版本各具优势：

传统部署-CST Studio Suite（独立版）

· CST 软件本地安装
· 包含所有核心仿真功能
· 专注于集成化设计工具
· 支持全面定制化
· 与其他传统物理求解器（如 Abaqus）采用统一的计算授权许可

云端部署-3DEXPERIENCE 电磁仿真平台

· CST 应用支持本地安装或浏览器内运行
· 包含全部核心仿真功能
· 专注于 PCB 设计集成
· 主推云端计算与结果查看器

CST STUDIO SUITE 2025 功能矩阵

云端与3DEXPERIENCE平台硬件需求

传统CST Studio Suite与3DEXPERIENCE电磁仿真平台均可利用3DEXPERIENCE云端资源进行分析计算。通过这种方式，用户可大幅降低对本地CPU和GPU的配置要求，因为所有高强度计算都将在云端完成。百世慧将协助制定经济高效的软件授权与硬件采购方案，助您充分利用云端计算优势。

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为什么选择百世慧？

我们拥有规模庞大的专业团队，专注于CAD、CAE、CAM、PLM及制造运营领域，每日运用行业领先的工具提供技术支持与咨询服务。客户能充分受益于我们为打造卓越客户体验及端到端制造解决方案所投入的显著资源：

  • 基于顶尖SIMULIA软件与计算资源的先进仿真咨询服务
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