Spark3D est un outil de simulation unique qui permet de déterminer le niveau de puissance de claquage RF dans une grande diversité d'équipements passifs, comme les cavités, guides d'ondes, microrubans et antennes. Les résultats de champs issus des simulations CST Studio Suite® peuvent directement être importés dans Spark3D à des fins d'analyse du claquage de vide (multipactor) et de la décharge gazeuse. À partir de là, Spark3D calcule la puissance maximale que l'équipement peut accepter sans provoquer d'effets de décharge.
Les approches d'approximation types pour déterminer le niveau de puissance de rupture RF d'un composant sont intentionnellement extrêmement conservatives. Spark3D repose sur des méthodes avancées qui analysent le phénomène de claquage de façon numérique, permettant de prévoir des niveaux de puissance de claquage plus réalistes, ce qui améliore les marges de la conception.
Les principales fonctionnalités de Spark3D sont les suivantes :
- Import des champs électromagnétiques (EM) à partir des solveurs EM.
- Détermination automatique du seuil de puissance de claquage.
- Définition de zones d'analyse afin de choisir les régions critiques à analyser.
- Interface de sortie en temps réel avec données de simulation enrichies dans des tableaux, tracés et formats d'affichage en 3D.
Spark3D est un outil en option de CST Studio Suite®. Il est également disponible en tant que produit autonome.
L'effet multipactor est une décharge de claquage de micro-ondes qui a lieu dans des conditions de vide provoquées par la formation d'une avalanche électronique. L'avalanche se produit lorsque des électrons de haute énergie entrent en collision avec les parois de l'équipement, libérant ainsi des électrons secondaires. Cela entraîne la création d'un plasma des électrons qui dégrade la réponse du composant.
Avec Spark3D, l'utilisateur peut réaliser des simulations numériques complètes de l'effet multipactor tenant compte de la distribution de champs EM 3D. Pour ce faire, les électrons sont lancés dans le composant, leurs trajectoires sont suivies et l'évolution du nombre d'électrons est vérifiée dans le temps.
La décharge gazeuse (également appelée décharge de Corona ou rupture d'ionisation) est une décharge de claquage qui se produit dans les composants remplis de gaz et provoquée par la formation d'une avalanche électronique. L'avalanche a lieu lorsque les électrons impactent les molécules de gaz, produisant la ionisation. Cela se traduit par l'aspect de plasma des électrons qui dégrade la réponse du composant et peut, en fin de compte, entraîner sa destruction.
Avec Spark3D, l'utilisateur peut réaliser des simulations numériques complètes de l'effet Corona tenant compte de la distribution de champs EM 3D. Cela passe par la résolution de l'équation de continuité des électrons libres dans le composant et la vérification de la densité pour déterminer si elle augmente dans le temps avec un niveau de puissance d'entrée bien précis.
