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zoom RSS QFHアンテナ(3) 〜4NEC2でシミュレーション〜

<<   作成日時 : 2016/05/02 03:18   >>

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 前回の記事で、QFHアンテナについてのシミュレーション結果をいくつか紹介しましたが、4NEC2というフリーのソフトを使って、自分でもシミュレーションを行うことができましたので、ご報告します。

インストール

 「4NEC2」は、Arie Voors氏が開発したフリーのソフトで、以下からダウンロードできます。
http://www.qsl.net/4nec2/
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 ダウンロードするファイルは2つ必要で、本体だけだとプロットができません。
   ・Latest 4nec2 version
   ・Gnuplot 2D/3D plotting

 「Gnuplot」は、解凍後自分でフォルダを移動する必要があって、標準では"C:\gnuplot"となります。


サンプルのQFHアンテナモデルでお気軽解析

 QFHアンテナのモデルは、最初から提供されていて、自分で作る必要はありませんでした。

 "File->Open"メニューから、”C:\4nec2\models\VHFbeams\qfh137.nec"というファイルを開きます。
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 "Calculate->NEC output-file [F7]"というメニューから、計算を始めます。
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 "Far Field pattern"の解析を行います。
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 計算にはちょっと時間がかかります。
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 うまくビームパターンが表示されました。でも、ちょっとギザギザです。
それもそのはず、初期値のままでは分解能が「5度」だったようです。(この後で再計算を試みます。)
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 3Dパターンは、最初何も表示されませんでしたが、"Pattern"というのを選んだら表示されました。
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 分解能を設定する箇所は、ここにありました。
「1度」に変更して、再計算をしてみました。
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 今度はきれいなビームパターンが得られました。
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自由空間での解析

 サンプルモデルでは、大地の影響を加味したシミュレーションでしたが、自由空間で解析をしたら、前回の記事で紹介した、J.Coppensのシミュレーション結果のような、気球みたいなパターンになるのかが気になりました。

 下図で示した所で、大地の環境設定を変えられるようです。
ここを"Free space"に変更をして、これまでと同様に計算をしてみました。
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 予想に反し、気球形ではなく、だるまのような形になってしまいました。
この方がむしろ自然な気もするのですが、ちょっと私の理解を超えてしまいました。
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John Coppens氏のモデルファイルで解析

 John Coppens氏のシミュレーション結果のページに、モデルファイルが提供されているのは分かっていましたが、専門家が使うものだと思って、昨日までは気にも留めていませんでした。
 ですが、"NEC2"と書いてあったのを思い出し、もしかしたらと思って試してみることにしました。

 ファイルは、下図の"Input file for NEC2"という所からダウンロードできます。
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 4NEC2でこのモデルファイルを開こうとすると、Unixフォーマットからの変換を促すダイアログが出てきましたが、"Yes"を選択したら問題なく開くことができました。
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 これまでと同様に計算を行ったところ、みごとに気球のようなパターンが得られました。
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 先ほどの自由空間での解析結果と異なるのは、座標の取り方に違いがあるようなのですが、ちょっとこれも私の理解を超えています。
 でも、期待したとおりの結果が得られたことは良かったです。

 これまで、アンテナのシミュレーションにはMMANAしか使ったことがありませんでしたが、4NEC2というツールもこのように比較的簡単に使えることが分かったのは、勉強になりました。

「QFHアンテナ」の記事一覧は<こちら>

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