‌天线研究必备：CST、HFSS、ADS哪个更胜一筹？‌

之前有人在交流群里问CST、HFSS 还有ADS 这几个软件哪个好用？

这个问题，各大论坛的博主也是众说纷纭。其实针对不同的专业领域或者研究方向有不同的侧重点。下面是结合使用经验以及论坛分享，针对天线仿真适用的软件总结，和大家简单聊一下。

1.核心算法比较

CST是基于FDTD（时域有限积分法）电磁场求解算法的仿真器，适合仿真宽带频谱结果，因为只需要输入一个时域脉冲就可以覆盖宽频带。

HFSS是基于FEM（有限元法）电磁场求解算法的仿真器，适合仿真三维复杂结果，但是电长度较小。

ADS内含momentum （基于第三种经典算法－矩量法），是一种对第三维度进行简化的电磁场仿真器，非常适合仿真第三维度上均匀变化的结构，例如 电路多层板，如PCB，陶瓷等电路板，常见无源电路，如滤波器等结构。仿真速度极快，同时保证和HFSS相同的精度。因此作为板级和IC级电路设计 师，ADS momentum是最好的仿真工具，其效率远炒股HFSS和CST。但是如果要仿真天线，键合线等第三维度上非均匀延展的结构，就需要全波三维求解器。

建议是，在VHF的UWB使用CST设计优化天线，然后再到HFSS中去细化和确认。

2.仿真精度、宽度比较：

CST精度不如HFSS，仿真电小物体HFSS更精确，在2波长以内的物体，比如电小天线、窄带天线等等。因为频域算法比较适合找谐振点，CST的时域算法一是不容易找到谐振点，二是谐振点与真实情况会有偏差，很多人在仿真的时候都会发现分别通过CST和HFSS找到的谐振点有偏差，这是因为时域算法的信号没有收敛，导致傅里叶变换精度不够造成的。所以窄带天线设计推荐HFSS。

CST对电大物体较好，或者尺寸在2到5个波长以内的天线，还有就是生物相关的天线。根据傅里叶变换的原理可知，带宽越大，脉冲就越窄，反应在时域算法上就是，计算时间越短，所以用CST设计大带宽天线要比HFSS快很多。像喇叭天线，波导天线等等，都推荐使用CST。

超宽带天线不仅要关注频域特性，更要关注时域特性，比如时域波形，色散等等，这都得从时域上进行分析。而且不能把所有的输入信号都看成time-harmonic signal去分析，还要学会用宽带脉冲信号去分析，比如Gaussian signal，要考虑天线对波形的影响。在这种情况下CST中的时域算法就显出了很大的优势。

HFSS仿辐射器比较精确，CST仿滤波器比较好。

3.运行速度比较：

CST速度要快，HFSS就差强人意了，CST资源利用要高，HFSS太耗资源了，而且HFSS有点伤硬盘，它有太多的临时文件要存到硬盘上。

HFSS对电脑要求较高，尤其是内存，所以若是1T以下的内存，负荷大了点。

4.入门基础比较：

CST一个很大的优点是上手容易，学起来快，当然，要精通的话就对你的电磁场理论和数值算法方面的知识提出要求了。

掌握CST精髓的话，采局部网格加密，自回朔滤波器等等。它的精度还是能够满足大多数要求的。

CST的画图比ADS方便。和HFSS相比，感觉HFSS如果作天线方面的仿真还是还是比较好的。如果要结合电路进行系统仿真的话，将ADS和CST结合起来进行。

综合建议：

1、混合集成电路设计、PCB板级设计、无源板级器件设计、RFIC/MMIC设计：ADS＋momentum。

2、天线设计：首推 CST

3、微波腔体、衰减器、微波转接头、波导滤波器等设计：HFSS or  Agilent EMDS，有限元法的最佳发挥场所。

永远没有最佳的三维电磁场工具，只有针对你自己的产品的最佳工具， 深刻了解工具的原理，深刻了解自己所开发产品的特性，是做好工作的第一步。

工具就像螺丝刀，十字螺丝刀跟一字螺丝刀本身没法比较，但是当你家的电器上用的是一字螺丝的时候，哪怕十字螺丝刀是用钻石做的都没用。

学术快递站  HFSS与CST软件教程持续更新中，欢迎大家一起交流学习。

参考来源：封狼居胥

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