Обзор программы моделирования антенн. Введение

Тольяттинская Государственная Академия Сервиса

Кафедра “Бытовая радиоэлектронная аппаратура”

Обзор программы моделирования антенн

“MMANA”

Выполнил: студент группы Р-302

Дорогой Л.С.

Проверил: доцент Скобелева С.Н.

Тольятти 2004

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………….. 3

Общие параметры MMANA……………………………………………………………….. 4

Установка и удаление………………………………………………………………………. 4

Закладка "Геометрия"........................................................................................................... 5

Описание проводов…………………………………………………………………. 5

Всплывающее меню………………………………………………………………… 8

Источники (SOURCE)………………………………………………………………. 9

Нагрузки (LOAD)……………………………………………………………………11

Закладка "Вид"…………………………………………………………………………………………16

Всплывающее меню………………………………………………………………….16

Закладка "Вычисления"……………………………………………………………………………….17

Параметры окна………………………………………………………………………17

Меню "Графики"……………………………………………………………………..19

Закладка Z……………………………………………………………………..19

Закладка "КСВ"……………………………………………………………….20

Закладка "Gain/FB" …………………………………………………………...21

Закладка "ДН"…………………………………………………………………22

Закладка "Установки" ………………………………………………………..23

Закладка "Диаграммы направ­ленности" (ДН)………………………………24

Меню "Правка провода"……………………………………………………………...25

Команды и кнопки …………………………………………………………....25

Команды всплыва­ющего меню……………………………………………… 26

Меню "Правка элемента" …………………………………………………………….27

Закладка "Параметры" ………………………………………………………………..28

Закладка "Вид"………………………………………………………………………...31

Меню "Оптимизация"…………………………………………………………………31

Окно "Параметры вычислений" ……………………………………………………..32

Кнопка "Установки цели" ……………………………………………………………33

Изменяемые параметры ……………………………………………………………...34

Другие команды меню "Оптимизация"……………………………………………...37

Команды главного меню "Файл" …………………………………………………………....39

Команды главного меню "Правка"…………………………………………………………. 40

Команды главного меню "Сервис" ………………………………………………………….41

Меню "Сервис и установки" ………………………………………………………………...42

Команды главного меню "Помощь" ………………………………………………………...49

Файлы готовых антенн ……………………………………………………………………....49

Заключение……………………………………………………………………………………49

Введение

Принцип компьютерного моделирования антенн весьма заманчив: на­рисовав на экране любую конфигура­цию из проводов и труб, можно посмот­реть, как это "творение" будет работать в качестве антенны, и получить все ее характеристики. Более того, можно ис­следовать антенну и, изменяя ее пара­метры, оптимизировать под конкрет­ные условия и требования. На реальной антенне многие параметры, легко про­считываемые программой, измерить либо очень трудно, либо практически невозможно.

Хорошая программа моделирования — это и антенная лаборатория, позво­ляющая просчитать самые невероят­ные проекты, и мощная обучающая сис­тема, которой можно задать практичес­ки любые вопросы, получив математи­чески точный ответ, позволяющая объ­ективно сравнить разные типы антенн, и самому сделать выводы.

Но, увы, реальное положение дел с большинством моделирующих про­грамм не такое радужное. Первые про­граммы расчета антенн, появившиеся еще в 80-е годы, были весьма примитивны. Ситуация изменилась лишь с применением метода многомерных матриц, суть которого сводится к разби­ению каждого проводника антенны на точки (сегменты) и вычислению в каж­дой точке тока, как собственного, так и наведенного от всех остальных сег­ментов. На этом методе базируются все современные программы (ELNEC, EZNEC, NEC4WIN95, MMANA). Для ана­лиза большинства любительских антенн вполне достаточно, чтобы программа обсчитывала 100.,,300 точек, однако иногда бывают ситуации, когда мало и 1000 точек. Обсчет таких матриц зани­мает время порядка десятков секунд да­же на ЭВМ с тактовой частотой 100 МГц, В чем еще проблема? Все известные программы моделирования (кроме ММАМА и, пожалуй, еще EZNEC) имеют свои ограничения. Труд­ности вызывало, например, моделиро­вание отрезков длинных линий, систем параллельных проводов, коротких про­водников (менее 0,1 длины волны). По­лученные при моделировании резуль­таты упорно не желали иметь ничего об­щего с реальностью. Это еще терпимо, когда вы подгоняете известную антенну под заданные условия — тут заранее ясно, что должно получиться. Но когда вы проектируете новую антенну, всегда остается сомнение, соответствует ли действительности то, что вы получили? Или программа где-то в расчетах спотк­нулась о свои ограничения и получен­ный ею результат есть бред?

Точного ответа на этот вопрос не су­ществует, поэтому если результат "по­хож на правду", то считают, что он пра­вильный, а если не очень похож — то неправильный. При таком подходе те­ряется главное достоинство компью­терного моделирования — возмож­ность спроектировать и узнать что-то новое. Программ, "не спотыкающихся" на ограничениях, известно все­го две — MMANA и EZNEC. Однако многие полезные функции MMANA в EZNEC отсутствуют.

Автор MMANA — известный про­граммист Makoto Mori (JE3HHT). Мно­гим наверняка известны его программы по приему телетайпа ММТТХ телевиде­ния с медленной разверткой MMSSTV, цифровой обработке НЧ сигнала DSPhil. Но, как настоящий программист, Makoto не лишен странностей. Напри­мер, все его программы принципиаль­но бесплатны. А еще он плохо знает ан­глийский, и все программы пишет на японском. Но качество его программ настолько высоко, что их переводят с даже японского.

Для тех, кто впервые займется ком­пьютерным моделированием антенн, необходимо иметь в виду один важный момент. Несмотря на очень хорошее совпадение результатов MMANA с ре­альными, необходимость точной наст­ройки физических антенн, сделанных по результатам моделирования, все же остается. Степень подстройки зависит от различий реальных и моделируемых условий.