Программа для моделирования и оптимизации антенн 4NEC2

Программа основана на коде NEC (Numerical Electromagnics Code), который написан на языке Fortran в 1970-х годах и состоял из десятков тысяч строк, требующих использование ЭВМ, недоступных для большинства радиолюбителей. NEC проводит анализ антенн путем деления их на множество сегментов. Для каждого отдельного сегмента вычисляется ток, а затем результаты суммируются. Это дает информацию о диаграмме направленности и входном сопротивлении антенны для любой выбранной частоты.

В 1980 году Джон Роквей и Джим Логан успешно написал очень упрощенную версию под названием MININEC, которая состояла из 500 строк на BASIC и могла работать на персональном компьютере Apple II с ОЗУ 32 кБ. Код NEC2 был разработан для ВМФ США Lawrence Livermore Labs в 1981 году.

NEC2 является достаточно мощным вариантом кода, который находится в свободном доступе. Он не рассчитывает элементы антенны переменного диаметра (в 4NEC2 можно задать конический провод). Он не может отрабатывать радиальные системы в земле, хотя могут быть рассчитаны наземные системы, близкие к земле. Тем не менее, NEC2 оснащен высокоточной моделью Зоммерфельда-Нортона для моделирования горизонтальных проволок расположенных близко к земле.

Другие программы, использующие NEC, собраны в архиве PA3KJ, а также в тут.

4NEC2 позволяет:
— формировать и редактировать модель антенны, нагрузку и источники тока;
— рисовать диаграмму направленности антенны, рассчитывать входное сопротивление и эффективность;
— получать частотную характеристику антенны;
— проводить оптимизацию геометрии антенны с помощью переменных.

Также можно сформировать упрощенную поверхность для оценки влияния на характеристики анализируемой антенны, например, металлической крыши здания или автомобиля. Кроме этого можно сравнить диаграммы двух моделей антенн на одном графике.

Описание антенн задается с помощью специальных команд в одну строку (наследство карточного ввода) в файле с расширением .nec. Основной расчет производится в режиме DOS. Результат также выводится текстовым файлом в табличном виде (расширение .out). Программа 4NEC2 позволяет в формировать команды NEC с помощью удобного интерфейса в графическом, табличном или текстовом виде. Результаты представляются в графическом виде.

Несколько сотен готовых моделей антенн позволяют достаточно быстро освоить программу, а также использовать их для проектирования собственной модели.

Для наиболее достоверного расчета необходимо придерживаться ряда правил при описании структуры модели. Так, например, точка питания антенны (источник тока) не должна размещаться на пересечении двух проводов.