RFID/NFC天线线圈CST仿真实例（1） - 耦合系数k、电感L、阻抗Z

本期我们看两个RFID线圈之间的耦合分析。使用RFID模板，推荐F求解器： 

导入CAD，或者自己画线圈，设置底板材料FR4：

线圈金属copper：

端口为边到边的离散端口：

该线圈尺寸15mm * 10mm：

将WCS贴在中心：

上移Z/2的距离，Z可设初始值15：

将线圈镜面对称：

端口也要对称过去，换名为2：

背景距离20：

查看网格：

开启Z和Y参数计算：

进入F求解器，可关掉自适应网格： 

开始仿真。结束后进入后处理： 

方法1, 通过电感公式：K=M12/sqrt(L11*L22)

用Z参数模板提取L11：

同理也要提取L21，L12，L22。

再用mix template计算耦合系数K：

提取13.56MHz的K：

Evaluate后处理：

方法2，通过阻抗公式：K=Z12/sqrt(Z11*Z22)

耦合系数K也可以通过Z参数定义：

对比相同：

下面我们进行参数扫描：

这样就能得到各种结果与两个线圈间距的关系： 

以上这些都在三维界面中完成，不涉及匹配电路。下面我们介绍第三个方法，如何在电路中用AC任务获得耦合系数K。

方法3，通过电压电流公式：L =U/(ω*I)，K= L12/sqrt(L11*L22) 

前往电路界面，用克隆模块克隆两个原始的三维模块：

连上端口1，2，3，4，添加AC任务：

再添加一个参数扫描任务，将AC任务拖拽进扫描任务。 

AC任务定义端口1和4为大阻抗，端口2和3为1V激励。

参数扫描和三维参数一样：

获得AC结果之后，AC任务中添加后处理任务：

然后我们提取L11和L22：

再提取互感和耦合系数K： 

这样就获得了不同参数下的K：

也可提取13.56MHz的K曲线，比较三个方法：

小结： 

1）三维仿真是计算S参数，顺便可以提取Z参数；Z参数可直接用于提取耦合系数K，或先用于提取电感L，然后电感和互感再提取耦合系数K。

2）有电路的耦合系数K可用AC任务提取。这种方法时候加入匹配电路之后，适用情况更广。。