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zoom RSS 4nec2 応用備忘録 その2

<<   作成日時 : 2016/02/28 14:55   >>

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アンテナを設計するのに、パラメータを変更しながら様子を見る事があります。
MMANAでは、最適化機能で様子を見ていたのですが、4nec2の最適化機能には、シンボルのスイープ機能があります。この機能や最適化機能自体を使う為には、対象をシンボルで定義する必要があります。

NEC-2の記述を勉強している時に、とても参考になるスレッドを見たので、このページを書いておきます。
画像


http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1389925&page=4

ここに、NEC2の中で使える演算子についての説明がありました。
全ての記述で使える基本演算子は: + , - , * , / , ^ の5種類であることは以前に説明しました。

シンボルカードの中で使える演算機能には、基本演算子に加えて
三角関数: sin(x), cos(x), tan(x), atn(x), xは、度(degree)なので注意
その他の演算機能 sqr, exp,log,log10,abs,sgn, fix,int,mod
log=lnです。底が自然数eです。

3月1日追記 以下の機能は、NC(NEC C言語)プリプロセッサが無い4nec2では使えないようです。
論理演算:and,or,not,xor,eqv,
比較演算子:<,>,<=,<=
cocoaNECにはNC機能があるようです。


書こうと思えば殆どの形状をシンボルカードで記述可能です。
例えば、同じページに良い記述へのリンクがあります。
http://www.af9y.com/PINWHEEL52.NEC

この中身を少し追記して見ると、上の図のようなクローバのホイールアンテナが記述できます。
この例では、全体の位置をシンボルで計算して、ワイヤー記述を、1/4だけ書き、これを、移動/コピーカードで、回転、コピー、移動することで全体を完成させています。
さらに、スケール指定で、1m単位から1mmへ変換しています。この記述を見るだけで、殆どの使い方が解ります。
ただし、書いてあるだけで、マッチングや最適化はしていません。このままでは使えません。あしからず。

4nec2で実行する場合は、シンボルカードが64を超えるので、Main(F2)のSettingsで、メモリ使用容量の指定で、最大シンボル数を128程度に変更してください。
すでに、共通シンボルに、PI=3.14・・・や線のサイズが登録されているので、自分で記述した数より、多く必要です。


CM Installed FPV Antenna
CM
CE
SY H=1500
SY D=5
SY F=1280
SY WL=299.8*1000/F
SY VF1=1.212542
SY VF2=1.212542
SY WL1=VF1*WL
SY WL2=VF2*WL
SY G=WL1/4 'Leg Length
SY Pitch=45 'Pitch Angle
SY A=90 'Arc Angle
SY D1=D*COS(Pitch)
SY AL=WL2/2 'Arc Length
SY C=2*G*SIN(A/2) 'Cord Length
SY R=AL*(10.991*(C/AL)*(C/AL)*(C/AL) - 21.818*(C/AL)*(C/AL) + 15.021*(C/AL) - 3.2387) 'Leg Length
SY WR=0.3 'Wire Radius
SY AC=SQR(ABS((G*G)-(C/2)*(C/2))) 'Distance from A to Chord Center
SY OE=SQR(ABS((R*R)-(C/2)*(C/2))) 'Apothem - Distance from Cord to R start
SY RX=(AC-OE)*(COS(A/2)) 'Center Radius X
SY RY=(AC-OE)*(SIN(A/2)) 'Center Radius Y
SY RAstart=-ATN(RY/(G-RX)) 'Start Angle for Radius Arc
SY RAend=RAstart + (360*AL)/(2*PI*R) 'End Angle for Radius Arc
SY RAstep=(RAend-RAstart)/20 'Step size based on 20 segments
SY X1=R*COS(RAstart + RAstep) + RX
SY X2=R*COS(RAstart + RAstep*2) + RX
SY X3=R*COS(RAstart + RAstep*3) + RX
SY X4=R*COS(RAstart + RAstep*4) + RX
SY X5=R*COS(RAstart + RAstep*5) + RX
SY X6=R*COS(RAstart + RAstep*6) + RX
SY X7=R*COS(RAstart + RAstep*7) + RX
SY X8=R*COS(RAstart + RAstep*8) + RX
SY X9=R*COS(RAstart + RAstep*9) + RX
SY X10=R*COS(RAstart + RAstep*10) + RX
SY X11=R*COS(RAstart + RAstep*11) + RX
SY X12=R*COS(RAstart + RAstep*12) + RX
SY X13=R*COS(RAstart + RAstep*13) + RX
SY X14=R*COS(RAstart + RAstep*14) + RX
SY X15=R*COS(RAstart + RAstep*15) + RX
SY X16=R*COS(RAstart + RAstep*16) + RX
SY X17=R*COS(RAstart + RAstep*17) + RX
SY X18=R*COS(RAstart + RAstep*18) + RX
SY X19=R*COS(RAstart + RAstep*19) + RX
SY X20=R*COS(RAstart + RAstep*20) + RX
SY Y1=R*SIN(RAstart + RAstep) + RY
SY Y2=R*SIN(RAstart + RAstep*2) + RY
SY Y3=R*SIN(RAstart + RAstep*3) + RY
SY Y4=R*SIN(RAstart + RAstep*4) + RY
SY Y5=R*SIN(RAstart + RAstep*5) + RY
SY Y6=R*SIN(RAstart + RAstep*6) + RY
SY Y7=R*SIN(RAstart + RAstep*7) + RY
SY Y8=R*SIN(RAstart + RAstep*8) + RY
SY Y9=R*SIN(RAstart + RAstep*9) + RY
SY Y10=R*SIN(RAstart + RAstep*10) + RY
SY Y11=R*SIN(RAstart + RAstep*11) + RY
SY Y12=R*SIN(RAstart + RAstep*12) + RY
SY Y13=R*SIN(RAstart + RAstep*13) + RY
SY Y14=R*SIN(RAstart + RAstep*14) + RY
SY Y15=R*SIN(RAstart + RAstep*15) + RY
SY Y16=R*SIN(RAstart + RAstep*16) + RY
SY Y17=R*SIN(RAstart + RAstep*17) + RY
SY Y18=R*SIN(RAstart + RAstep*18) + RY
SY Y19=R*SIN(RAstart + RAstep*19) + RY
SY Y20=R*SIN(RAstart + RAstep*20) + RY
GW 100 6 0 0 0 G 0 0 WR
GW 201 2 G 0 0 X1 Y1 0 WR
GW 202 2 X1 Y1 0 X2 Y2 0 WR
GW 203 2 X2 Y2 0 X3 Y3 0 WR
GW 204 2 X3 Y3 0 X4 Y4 0 WR
GW 205 2 X4 Y4 0 X5 Y5 0 WR
GW 206 2 X5 Y5 0 X6 Y6 0 WR
GW 207 2 X6 Y6 0 X7 Y7 0 WR
GW 208 2 X7 Y7 0 X8 Y8 0 WR
GW 209 2 X8 Y8 0 X9 Y9 0 WR
GW 210 2 X9 Y9 0 X10 Y10 0 WR
GW 211 2 X10 Y10 0 X11 Y11 0 WR
GW 212 2 X11 Y11 0 X12 Y12 0 WR
GW 213 2 X12 Y12 0 X13 Y13 0 WR
GW 214 2 X13 Y13 0 X14 Y14 0 WR
GW 215 2 X14 Y14 0 X15 Y15 0 WR
GW 216 2 X15 Y15 0 X16 Y16 0 WR
GW 217 2 X16 Y16 0 X17 Y17 0 WR
GW 218 2 X17 Y17 0 X18 Y18 0 WR
GW 219 2 X18 Y18 0 X19 Y19 0 WR
GW 220 2 X19 Y19 0 X20 Y20 0 WR
GW 230 6 X20 Y20 0 0 D1 D1 WR
GM 301 0 Pitch 0 0 0 0 0 201
GM 401 1 0 0 90 0 0 0
GM 501 1 0 0 180 0 0 0
GM 801 0 0 0 0 0 0 H 0
GW 901 1 0 0 H 0 0 D+H WR
GS 0 0 0.001
GE 0
GN -1
EK
EX 0 2003 1 0 1 0 0
FR 0 0 0 0 F 0
RP 0 73 73 1001 -90 0 5 5
EN

ホイール系のアンテナは、100Ω以下にするのは困難なので、Qマッチのような手段を前もって考える必要があります。100Ωや150Ωの同軸を用意するのは困難ですが、平衡エレメントならば、50Ωや75Ωの同軸を差動で使う事も検討できますし、単純に25Ωは50Ωの並列で実現可能です。

最後に、使えるアンテナとして、J-Poleアンテナに、5/8λ(0.64らむだ)を3段追加した例をご紹介します。
エレメントは、φ3mmの銅線です。(エレメントを細くすると、インピーダンスが下がり難くなります。スタブの間隔を狭めて、スタブの特性インピーダンスを調整してください。ただし、まだQが高いので、寸法精度は、0.1mmが必要です。実際に作るのであれば、スタブを長めにして、ショートバーで調整できるようにするのが良いと思います。

画像


CM J^Pole Antenna + 0.64 Lambda x3
CM Gain = 6.3dBi (Free Space)
CE
SY H=0 'Antenna Hight(m)
SY F=1090 'Freq.(MHz)
SY R=1.5e-3 'Element Radius(m)
SY W=10e-3 'Jpole Stub Wize(m)
SY D=10e-3 'Stub Wise(m)
SY L=299.8/F 'Wave Length(m)
SY M1=0.331902 'Feed Point (%)
SY M2=1.22167 'Jpole Stub Length Factor
SY M3=1.13973 'Jpole Main element Length Factor
SY M4=0.726851 'Stub1 Length Factor
SY M5=1.0 '3'rd Element Length(m)
SY M6=0.777794 'Stub2 Length Factor
SY M7=1.0 '2'nd Element Length Factor
SY M8=0.734843 'Stub3 Length Factor
SY M9=1.0 'Top Element Length Factor
SY L1=M1*L/4 'Jpole Feed Point from bottom(m)
SY L2=M2*L/4 'Jpole Stub Length(m)
SY L3=M3*L/2 'Jpole Main Element(m)
SY L4=M4*L/4 'Stub1 Length(m)
SY L5=M5*L*0.64 '3'rd Element Length(m)
SY L6=M6*L/4 'Stub2 Length(m)
SY L7=M7*L*0.64 '2'nd Element Length(m)
SY L8=M8*L/4 'Stub3 Length(m)
SY L9=M9*L*0.64 'Top Element Length(m)
GW 1 1 0 0 H+L1 W 0 H+L1 R 'Feed Point
GW 2 1 0 0 H W 0 H R 'Antenna Bottom
GW 3 1 0 0 H 0 0 H+L1 R
GW 4 1 W 0 H W 0 H+L1 R
GW 5 1 W 0 H+L1 W 0 H+L2 R 'Jpole Stub
GW 6 1 0 0 H+L1 0 0 H+L2 R
GW 7 1 0 0 H+L2 0 0 H+L2+L3 R 'Jpole Element
GW 8 1 0 0 H+L2+L3 L4 0 H+L2+L3 R
GW 9 1 L4 0 H+L2+L3 L4 0 H+L2+L3+D R
GW 10 1 L4 0 H+L2+L3+D 0 0 H+L2+L3+D R
GW 11 1 0 0 H+L2+L3+D 0 0 H+L2+L3+D+L5 R '3'rd Element
GW 12 1 0 0 H+L2+L3+D+L5 L6 0 H+L2+L3+D+L5 R
GW 13 1 L6 0 H+L2+L3+D+L5 L6 0 H+L2+L3+D+L5+D R
GW 14 1 L6 0 H+L2+L3+D+L5+D 0 0 H+L2+L3+D+L5+D R
GW 15 1 0 0 H+L2+L3+D+L5+D 0 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7 R '2'nd Element
GW 16 1 0 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7 L8 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7 R
GW 17 1 L8 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7 L8 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7+D R
GW 18 1 L8 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7+D 0 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7+D R
GW 19 1 0 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7+D 0 0 H+L2+L3+D+L5+D+L7+D+L9 R 'Top Element
GE 0
LD 5 0 0 0 58000000
GN -1
EK
EX 0 1 1 0 1 0 0
FR 0 0 0 0 F 0
EN


追記:4nec2の付属アプリ、Geometry Builderで、トタン屋根の上のアンテナをシミュレーションしてみました。とても時間がかかります。半日使ってアンテナと屋根との距離を確認してみました。殆どシミュレーションと同じ結果になりました。NEC-4では、金属面を記述できるので、もう少し便利そうです。$250のライセンスは・・・

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