RFID/NFC天線線圈CST仿真實(shí)例（1） - 耦合系數(shù)k、電感L、阻抗Z

本期我們看兩個(gè)RFID線圈之間的耦合分析。使用RFID模板，推薦F求解器： 

導(dǎo)入CAD，或者自己畫線圈，設(shè)置底板材料FR4：

線圈金屬copper：

端口為邊到邊的離散端口：

該線圈尺寸15mm * 10mm：

將WCS貼在中心：

上移Z/2的距離，Z可設(shè)初始值15：

將線圈鏡面對(duì)稱：

端口也要對(duì)稱過去，換名為2：

背景距離20：

查看網(wǎng)格：

開啟Z和Y參數(shù)計(jì)算：

進(jìn)入F求解器，可關(guān)掉自適應(yīng)網(wǎng)格： 

開始仿真。結(jié)束后進(jìn)入后處理： 

方法1, 通過電感公式：K=M12/sqrt(L11*L22)

用Z參數(shù)模板提取L11：

同理也要提取L21，L12，L22。

再用mix template計(jì)算耦合系數(shù)K：

提取13.56MHz的K：

Evaluate后處理：

方法2，通過阻抗公式：K=Z12/sqrt(Z11*Z22)

耦合系數(shù)K也可以通過Z參數(shù)定義：

對(duì)比相同：

下面我們進(jìn)行參數(shù)掃描：

這樣就能得到各種結(jié)果與兩個(gè)線圈間距的關(guān)系： 

以上這些都在三維界面中完成，不涉及匹配電路。下面我們介紹第三個(gè)方法，如何在電路中用AC任務(wù)獲得耦合系數(shù)K。

方法3，通過電壓電流公式：L =U/(ω*I)，K= L12/sqrt(L11*L22) 

前往電路界面，用克隆模塊克隆兩個(gè)原始的三維模塊：

連上端口1，2，3，4，添加AC任務(wù)：

再添加一個(gè)參數(shù)掃描任務(wù)，將AC任務(wù)拖拽進(jìn)掃描任務(wù)。 

AC任務(wù)定義端口1和4為大阻抗，端口2和3為1V激勵(lì)。

參數(shù)掃描和三維參數(shù)一樣：

獲得AC結(jié)果之后，AC任務(wù)中添加后處理任務(wù)：

然后我們提取L11和L22：

再提取互感和耦合系數(shù)K： 

這樣就獲得了不同參數(shù)下的K：

也可提取13.56MHz的K曲線，比較三個(gè)方法：

小結(jié)： 

1）三維仿真是計(jì)算S參數(shù)，順便可以提取Z參數(shù)；Z參數(shù)可直接用于提取耦合系數(shù)K，或先用于提取電感L，然后電感和互感再提取耦合系數(shù)K。

2）有電路的耦合系數(shù)K可用AC任務(wù)提取。這種方法時(shí)候加入匹配電路之后，適用情況更廣。。