Simulador de antena de fio (NEC-2)
Resolva sua própria antena de fio com o método de momentos NEC-2: dipolos, Yagis, verticais e loops, elemento por elemento. Padrão de radiação, ganho, impedância, VSWR, eficiência e distribuição de corrente, em uma frequência ou em uma varredura, com um otimizador multiobjetivo no Pro.
Uma predefinição preenche a geometria abaixo — cada valor permanece editável.
| # | Papel do elemento | Ponto de alimentação | Comprimento (mm) | Posição da lança (mm) | Raio (mm) | Segmentos | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Elemento acionado |
Extraído dos fios que serão resolvidos, em uma escala. O ponto é o feed.
- Verificando a geometria...
Como funciona
Esta ferramenta resolve antenas de fio com NEC-2, o Código Eletromagnético Numérico: a método dos momentos solucionador que divide cada fio em segmentos curtos, resolve a corrente em cada um e calcula o campo distante, a impedância de alimentação e as perdas dessas correntes. Isso resolve seu geometria — comprimento, espaçamento, raio e segmento de cada elemento — em vez de uma figura clássica de uma antena do mesmo tipo, então o acoplamento mútuo entre elementos, reflexos no solo e perda de condutor saem da solução em vez de serem assumidos.
A resolução é uma escolha entre quatro modos nomeados. Instantâneo é um modelo clássico fechado de uma antena predefinida — uma verificação de sanidade em milissegundos e rotulada como modelo, nunca como solução. Padrão resolve a geometria com NEC-2 em uma frequência. Varrer resolve isso em todos os pontos de uma banda, então impedância, VSWR, ganho e padrão são relatados por frequência. Otimizar (Pro e API) executa uma pesquisa NSGA-II sobre os comprimentos e espaçamentos dos elementos de uma matriz de elementos paralelos, ganho comercial, proporção frente-verso e correspondência entre si, e retorna toda a frente de compensação com um design recuperado.
Cada geometria é verificada antes de ser colocada na fila, em relação aos limites dentro dos quais o modelo de fio fino do NEC-2 é válido: nenhum segmento com mais de um décimo do comprimento de onda, cada segmento pelo menos oito vezes o raio do fio, nenhum fio com espessura superior a cerca de 1/63 do comprimento de onda, fios que se tocam realmente unidos e nada abaixo do plano do solo. Uma geometria externa é recusada com o motivo e a forma de corrigi-la — não é resolvida em números que parecem bons e não são.
Cada resultado se verifica sozinho. O NEC-2 deve contabilizar toda a potência que é alimentada: o que irradia mais o que os condutores dissipam deve ser igual à entrada, e um resultado que falha em mais de 2% é marcado. Uma resistência de alimentação igual ou inferior a zero, ou uma antena irradiando mais do que é alimentada, é marcada como fisicamente impossível. Cada resultado também indica o condutor assumido (cobre, a menos que você escolha o contrário — um condutor perfeito exagera um pequeno circuito em vários dB), o modelo de solo, o que o simulador preencheu para você e a solicitação que reproduz a corrida.
Três modelos terrestres estão disponíveis: espaço livre, terreno perfeito (uma imagem exata) e terreno real with your chosen permittivity and conductivity, solved with NEC-2's Sommerfeld-integral method.
Calculadoras relacionadas
Perguntas frequentes
Quão preciso é?+
Dentro de seus limites de fio fino, o NEC-2 é o código de referência para antenas de fio, e essa implementação é testada em relação às respostas publicadas: o Guia do Usuário do NEC-2, Exemplo 1, a impedância de alimentação de até 0,1%, a diretividade didática do dipolo de meia onda (Balanis) até 0,05 dB e o Yagis de 3 elementos de referência do NEC-4 de L. B. Cebik até 0,02 dB de ganho e 0,03 Ω de resistência alimentar. O que limita um resultado real geralmente é o modelo — a fidelidade com que os fios descrevem a antena — não o solucionador.
O que o NEC-2 não modela?+
Esta ferramenta aceita somente fios redondos desencapados. Ele não modela fios isolados, fios enterrados no solo (o NEC-2 não pode colocar um condutor abaixo da superfície do solo; um campo radial enterrado precisa do NEC-4), a linha de alimentação e o balun (a alimentação é uma fonte de tensão ideal em um segmento, portanto, a corrente em modo coaxial não está incluída) ou objetos próximos, como mastros e edifícios, a menos que você os desenhe como fios. Elementos feitos de tubos unidos de diâmetros diferentes são uma fraqueza conhecida do NEC-2, que o NEC-2 não corrige. Geometrias fora dos limites de fios finos são recusadas em vez de resolvidas.
Qual modo de resolução devo escolher?+
Use o Instant para obter uma figura rápida de um livro didático e uma predefinição. Use o Padrão para resolver sua própria geometria na frequência desejada e o Sweep quando precisar de impedância, VSWR e ganho em uma banda — por exemplo, para encontrar a largura de banda 2:1. Use o Optimize (Pro) quando a contagem de elementos for fixa e você quiser ajustar os comprimentos e espaçamentos.
Quanto tempo leva uma simulação?+
Depende do número de incógnitas — a contagem total de segmentos — e do número de frequências e do hardware em que seu nível é executado. Cada placa de modo cita um tempo de execução somente depois de medido nesse hardware. Um trabalho acima do orçamento do seu nível é recusado com o custo computado e uma forma de reduzi-lo, em vez de ser executado por minutos e encurtado.
O que o otimizador muda e o que ele retorna?+
Ele varia o comprimento de cada elemento (por padrão, em 15%) e cada lacuna ao longo da lança (em 50%), resolvendo cada candidato com o NEC-2. Os designs das bandeiras de autoverificação nunca são recompensados. Ele retorna cada design na frente de troca — nenhum supera outro em ganho, frente para trás e VSWR ao mesmo tempo — um design recuperado escolhido por uma regra estabelecida, uma comparação com o design do qual você começou e a semente, de forma que o mesmo trabalho reproduza a mesma pesquisa.
Por que o equilíbrio de potência não é verificado em solo real?+
Em solo com perdas, parte da energia de entrada é absorvida pelo solo, que não é irradiada nem perda de condutor, portanto, não se espera que a balança se feche. O resultado diz isso, em vez de relatar uma verificação que não foi feita; as verificações dos limites físicos ainda são executadas.
O que significa o número de ganho?+
O ganho está em dBi — decibéis em relação a um radiador isotrópico — e inclui perda de condutor, portanto, nunca é maior que a diretividade. Um dipolo de meia onda no espaço livre tem cerca de 2,15 dBi; um Yagi de 3 elementos bem projetado tem normalmente 7—8 dBi.