NEC-simulering -- kan det verkligen stämma? 4NEC2

SA6BNX

Member
Hej!

Jag är hyfsat ny på antennsimulering med NEC och denna fråga är mest riktad till de som hållit på lite mer med motsvarande program, och med mer komplicerade modeller.

Jag har en liten krets/sändtagare med antenn som jag modellerat i 4NEC2. Till att börja med var meningen att se hur nuvarande konstruktion presterar i fråga om SWR, för att sedan kunna göra justeringar. Jag har ingen som helst dokumentation på den aktuella designen, utan kan bara anta att de som gjort den borde vetat ungefär vad de höll på med. Med betoning på borde..

Problemet är att 4NEC2 anser att jag vid den aktuella frekvensen (868,4 MHz) får helt vansinnigt SWR, ca 250. Har jag missat något? Kan detta verkligen stämma?

Provar jag att ge antennen ett perfekt jordplan (för att se om jag kan validera den ursprungliga designen på något vis) i 4NEC2 så sjunker SWR till neråt 50, men intressant är att SWR-dippen närmar sig 915 MHz. Man kan spekulera kring om antenndesignern ämnat designen för den andra marknaden.

Som lite ny på NEC så har jag stött på en hel del problem som jag åtgärdat efterhand. Jag har nu inga fel/varningar vid simulering, segment check eller geometry check. Men jag undrar ändå om mina resultat verkligen kan stämma. Kan designen verkligen vara så urkass, eller är det fel på min modell/simulering i 4NEC2?

Klarar kanske 4NEC2 inte att simulera på så små detaljer? Våglängden är ju ca 3 dm och antennens längsta dimension (spiralen) är under 3½ cm, med en diameter på 4mm, i 9½ varv och där varje hel cirkel är approximerad av åtta element per varv. Jag kör auto segmentation, 4NEC2 säger att det inte ska vara mer än 500 segment per våglängd. Jag provar att köra auto segmentation utefter den siffran. Efter auto segmentation uppfattar jag det som att 4NEC2 ökat antalet segment per åttondel av mina spiralvarv till 5 (jag fick senare justera ner antalet segment per åttondel till 1, för annars blev varje segment för kort relativt sin egen radie). Jag tolkar det iaf som att 4NEC2 inte borde ha något problem med detaljnivån i fråga om segmentstorleken.

Hade också lite problem med hur jag lade elementen i rutnätet som utgör kretskortet, löste det genom att se till att elementen korsade varandra i gränsen mellan segment. En nybörjargrej förstås..

Nu tror jag att min modell är felfri. Samtidigt gör resultatet av simuleringen att jag tvivlar, med ett så högt SWR som jag får.

Några idéer från mer erfarna NEC-rävar?

73 så länge.. Daniel SM6N

1 originaldesign 3d.PNG
1 originaldesign SWR.PNG
2 originaldesign perf ground 3d.PNG
2 originaldesign perf ground SWR.PNG
View attachment NEC.zip
 
Last edited:
Antennen är sannolikt tänkt som en nedvikt helixlindad kvartvågsantenn vanligt förekommande i konsumentprodukter. Det är inte alltid man bryr sig om att optimera designen med avseende på SVF och resonansfrekvens om räckvidden visar sig bli tillräckligt bra ändå. Att antennen består av en spole torde vara för att en rak tråd fysiskt inte får plats i produkten - annars hade en rak 1/4-våg lång tråd fungerat bättre.

För att få rätt på anpassningen mot 50 ohm så får du mata antennen mellan jordplanet och något av de första varven. Den vertikala delen i din modell skall vara kvar men ansluten till jordplanet i punkten där den lilla röda ringen för matningen nu visas. Jordplanets storlek i förhållande till antennelementet påverkar resonansfrekvensen liksom avståndet mellan antennelementet och jordplanet påverkar verkningsgraden och bandbredden. För låga frekvenser och små produkter blir jordplanet i regel alldeles för litet och resonansfrekvensen och SVF far gärna iväg när någon kabel ansluts eller när man tar i produkten med handen.

För högre frekvenser där den fysiska storleken blir liten så används raka antennelement men på lägre frekvenser förekommer både lindade spolar zick-zack eller meanderformade element eller att elementen vinklas och viks runt för att utnyttja det utrymmet som finns i produkten så effektivt som möjligt. Du kan söka på "PIFA antenna" för att se principen.
 
Intressant Bengt. Jag hade ingen aning om att det kunde vara så "illa".

Jag ska titta vidare på antenntyperna du nämner. Även om ribban är så låg, så finns det anledning att se vad jag kan göra för att förbättra prestanda.
 
Jag är definitivt ingen NEC-räv, men ser inte matningen lite konstig ut? Matning sker mitt på segment 1, men endast ena sidan av segmentet är anslutet så det finns ingen "motvikt".

/Arne
 
Arne:

Matningen sker på första segmentet längst ner på "stolpen" som sedan löper vidare uppåt i antennen. I nederkant slutar den i ett av segmenten (eller snarare i skarven mellan två segment) som utgör jordplanet.

Jag har tittat på exempelmodeller som följer med 4NEC2, bland annat helixmodeller som är riktade rakt uppåt med ett oändligt jordplan i botten. Då har man matat antennen på samma sätt.

Jag är av uppfattningen att detta är ett riktigt sätt att modellera på, eller hur skulle man annars göra?
 
När jag tittar närmare (använder Eznec) så ser det ut som om en del av korspunkterna i nätet inte är ändpunkter på segment, medan andra är det. I punkten under segmentet som matas passerar tråden i X-led förbi punkten utan att delas upp i två segment. Vill man koppla ihop delar måste man göra det i segmentens slutpunkter, inte "mitt på". Vet dock inte hur man brukar modellera den här typen av antenner så det kanske är rätt ändå.

/Arne
 
Back
Top