Spark3D
确定无源器件的射频击穿功率级
Spark3D 是什么？
Spark3D 是一款独特的仿真工具，用于确定各种无源器件内的射频 (RF) 击穿功率级，包括空腔、波导、微带和天线。Spark3D 可直接从 CST Studio Suite 仿真导入现场结果，以分析真空击穿（微放电）和气体放电。这样，Spark3D 可计算器件在不导致放电效应的前提下可处理的最大功率。
为任何组件确定 RF 击穿功率级的典型近似法都有意设置得很保守。Spark3D 所基于的高级方法以数字方式分析击穿现象，可预测更真实的击穿功率级，进而可改进设计余量。
Spark 3D 的重要特性
- 从不同的电磁 (EM) 求解器导入 EM 场。
- 自动确定击穿功率阈值。
- 定义分析框将选择分析的重要区域。
- 输出界面采用表格、图解和 3D 视图形式提供丰富的仿真数据。
Spark3D 既可以是 CST Studio Suite® 的一个可选部分，也可以单独提供。
- 微放电分析
- 气体放电仿真
微放电分析
真空中的 RF 击穿
微放电效应是在真空条件下，由于电子云的形成而出现的一种高频微波击穿放电。高能电子与器件壁发生碰撞，释放出二次电子，最终会产生电子雪崩。持续释放电子，会导致电子等离子体的产生，这会降低组件的响应级别。
使用 Spark3D，用户可对考虑 3D EM 场分布的微放电效应执行全数字仿真。执行该仿真，Spark3D 会在组件中发射电子，跟踪其轨迹并检验电子数量随时间演变的情况。
气体放电分析
气体和等离子体的 RF 击穿
气体放电（又称电晕放电或离子击穿）是充气组件内出现的、形成电子云引起的一种微波击穿放电。高能电子与气体分子碰撞，通过电离释放更多电子，最终会产生电子等离子体。这种等离子体会降低组件的响应级别，其最终会破坏响应。
使用 Spark3D，用户可对考虑 3D EM 场分布的电晕效应执行全数字仿真。Spark3D 可求解组件中的自由电子连续性方程式，检验具体输入功率级的电子密度是否会随时间的推移而增大。借此，用户可计算其器件的击穿电压和功率级。
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RF 击穿的常见问题答疑
Spark3D 电晕模块基于一种数字算法，该算法使用一种适应的 FEM 技术来求解自由电子密度连续性方程式。Spark3D 微放电模块基于完整的 3D 电子跟踪器，该电子跟踪器采用蛙跳算法执行路径集成，采用 Vaughan 模型执行材料的 SEY 表征。这允许在很短的计算时间内对涉及任意形状的复杂结构进行击穿分析。
击穿分析会对器件内的电场进行建模，考虑组件内的粒子行为和介质的击穿属性，以识别潜在的微放电和电晕放电风险。
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