Spark3D 是一種獨(dú)特的仿真工具，用于確定各種無源設(shè)備內(nèi)的 RF 擊穿功率級(jí)別，包括空腔、波導(dǎo)、微帶和天線。來自 CST Studio Suite仿真的場(chǎng)結(jié)果可以直接導(dǎo)入到 Spark3D，以分析真空擊穿（次級(jí)電子倍增）和氣體放電。這樣，Spark3D 就能計(jì)算設(shè)備在不導(dǎo)致放電效應(yīng)的前提之下可以處理的最大功率。

確定任何部件的 RF 擊穿功率級(jí)別的典型近似法都有意設(shè)置得非常保守。Spark3D 所基于的高級(jí)方法以數(shù)字方式分析擊穿現(xiàn)象，可預(yù)測(cè)出更真實(shí)的擊穿功率級(jí)別，進(jìn)而改進(jìn)設(shè)計(jì)余量。

Spark3D 的主要功能包括：

• 從 EM 解算器中導(dǎo)入電磁 (EM) 場(chǎng)。

• 自動(dòng)確定擊穿功率閾值。

• 可以定義分析框，以便選擇要分析的關(guān)鍵區(qū)域。

• 實(shí)時(shí)輸出界面具有豐富的仿真數(shù)據(jù)，采用表格、圖解和 3D 視圖形式。

Spark3D 是 CST Studio Suite 的一個(gè)可選部分，也可單獨(dú)提供。

次級(jí)電子倍增效應(yīng)是在真空條件下，由于電子雪崩的形成而發(fā)生的一種微波擊穿放電。高能電子在與設(shè)備壁體發(fā)生碰撞時(shí)會(huì)形成電子雪崩，進(jìn)而釋放出次級(jí)電子。這樣會(huì)導(dǎo)致電子等離子體的形成，進(jìn)而降低部件的響應(yīng)能力。

通過使用 Spark3D，用戶可以在考慮 3D EM 場(chǎng)分布的情況下對(duì)次級(jí)電子倍增效應(yīng)執(zhí)行完全數(shù)字式的仿真。此過程包括在部件內(nèi)發(fā)射電子、追蹤其軌跡，并檢查電子數(shù)量在一段時(shí)間內(nèi)的演變。

氣體放電（又稱為電暈放電或離子擊穿）是充氣部件內(nèi)由于電子雪崩的形成而發(fā)生的一種擊穿放電。電子撞擊氣體分子造成電子雪崩，從而導(dǎo)致離子化。這樣會(huì)造成電子等離子體的出現(xiàn)，進(jìn)而降低部件的響應(yīng)能力，最終甚至可能造成損壞。

通過使用 Spark3D，用戶可以在考慮 3D EM 場(chǎng)分布的情況下對(duì)電暈效應(yīng)執(zhí)行完全數(shù)字式的仿真。此過程包括解算部件內(nèi)的自由電子連續(xù)性方程式，并檢查在特定輸入功率級(jí)別下，此密度是否會(huì)隨著時(shí)間的推移而升高。