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一、成长史丨电磁仿真分析软件CSTSTUDIOSUITE

CST微波工作室是用于微波无源器件及天线仿真、分析和设计的强大软件包。其应用广泛，涉及耦合器、滤波器、环流器、隔离器、谐振腔、平面结构、连接器、电磁兼容、集成电路封装及各类天线和天线阵。软件能提供S参量、天线方向图等关键结果。

CST技术不断迭代，以适应不同需求和问题。

时域有限积分法是CST的核心技术之一，采用4种通用求解器和20种特定应用求解器，提供六面体、TLM和四面体网格三套剖分方案，支持电磁、电路和多物理场问题的高效解决。该算法适用于电小、电中到电大的结构，能提供高精度和快速响应。

引入PBA技术后，CST在处理网格被两种材料分隔的情况时，采用解析方式在程序内部进行处理，保持曲面物体的光滑形状，改进了对曲面物体的近似度。此技术在保持原有优点的同时，进一步提高了仿真精度。

TST薄片技术的加入，通过专门处理细线和薄片，显著提升了对这类问题的仿真度，提高了软件的速度、降低了内存需求，并保持了高精度。最新版本进一步优化了TST技术，使得共形天线等特定问题的仿真更为准确。

MSS多级子网技术的引入，使得网格定义更为经济有效，大大减少了网格点数量，提升了仿真速度。

2016年，CST被达索系统收购，其全系列电磁仿真技术被集成至3DEXPERIENCE平台，为高科技、交通运输、航空航天与国防和能源行业提供电磁效果评估支持。达索系统通过整合CST的解决方案，满足不断增长的电磁仿真市场需求，推动了智能产品如自动驾驶汽车、互联家居、医疗设备、可穿戴电子等领域的多物理和多尺度仿真标准的发展。

二、hfss是什么软件

HFSS是一套基于有限元方法的软件。HFSS软件由美国Ansoft公司开发，是三维电磁场仿真软件。它应用有限元法，可求解任意天线、三维射频、微波器件的电磁场分布，计算由于材料和辐射带来的损耗。可直接得到特性阻抗、传播常数、S参数及电磁场、辐射场、天线方向图等结果。

微波发射装置的结构特点

微波炉的微波发射装置，主要用来向微波炉内发射微波，对食物进行加热。磁控管的工作需要驱动高压，高压信号驱动电路也是微波发射装置中不可缺少的部分。当它出现故障时，应对微波发射装置的元件进行检修和代换。

下图所示为微波炉微波发射装置的结构图，从图中可看出，微波炉微波发射装置主要由磁控管、高压变压器、高压电容、高压二极管等构成。

1、磁控管

磁控管是微波发射装置的主要器件，它属于真空器件，在微波炉中主要用来产生和发射微波信号，利用微波信号的能量加热食物，如下图所示，磁控管通常位于微波炉侧端的顶部，在其磁控管上标有该磁控管的规格。

磁控管主要由天线、固定孔、散热片、阳极外壳、供电端子和垫圈等组成，通过微波天线将由电能转换成微波能的微波信号发射出来，辐射到炉腔中对食物进行加热，图所示为典型磁控管的外形结构图及内部结构图，在其内部主要设有阳极、阴极、灯丝和波导管。

从图中可以看到，在磁控管内部阴极和阳极之间制出了许多谐振腔，谐振腔在圆周上均匀排列。这样，使电子流在谐振腔内形成腔体谐振，其频率约为2450MHz。其谐振的频率与腔体的几何尺寸和形状有关。

在工作时，阳极接地，阴极接负电压（通常负电压达-4000V）。灯丝为阴极加热，阴极受热后会产生电子流飞向阳极。

在磁控管的外部加上强磁场，磁控管中的电子流受到磁场的作用会做圆周运动。由于磁控管内空间的特殊形状，电子在谐振腔内运动时，便会形成谐振，从而产生微波振荡信号。

在磁控管的中心制作有一个圆筒形的波导管，微波信号便从波导管中辐射出来，这就是波导管的作用。这类似于发射天线，因此又称微波天线。

微波的传输特性是沿着波导管的方向辐射，微波炉的炉腔是由金属板制成的。微波遇到金属板会形成反射，微波借助于炉腔金属板的反射作用，可以辐射到炉腔的所用空间。放入的食物在微波的作用下，食物内的分子互相摩擦转换成热量，从而使食物的温度升高，最终将食物加热成熟。

2、高压变压器

高压变压器是微波发射装置的辅助器件，也称做高压稳定变压器，在微波炉中主要用来为磁控管提供高压电压和灯丝电压，如下图所示，高压变压器通常位于微波炉侧端的底部，磁控管的下方。

通过电源输入端输入220V的交流电压，220V的交流电压经过高压变压器输出2000V左右的高压，然后经过一端连接线将电压送给高压电容和高压二极管，另一端连接线将灯丝电压送入磁控管，其中交流220V电源输入端加到高压变压器的一次绕组上，高压变压器的二次高压绕组为磁控管和高压电容供电，如图所示。

下图所示为高压变压器的结构示意图及电路连接图，从图中可看出，高压变压器包括一次绕组、二次高压绕组、灯丝绕组、铁心和漏磁铁心等，其中一次绕组端连接的是电源，二次高压绕组连接的是高压电容和高压二极管，经电容为磁控管提供高压驱动电源，同时灯丝绕组为磁控管提供交流低压电源，其中有一条线为磁控管高压和灯丝的公共端，而高压二极管正极与磁控管外壳（地）相连，形成回路。

在高压变压器的顶部可以找到其相应的型号规格，如下图所示，该高压变压器的规格为“220V/50Hz”，其中“220V”表示该高压变压器的输入电压为220V，“50Hz”表示该高压变压器的额定频率为50Hz。

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