【電磁界シミュレーション】NEC2カードのショートリファレンス(アンテナ構造編)【NEC2】

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電磁界シミュレーションシリーズ NEC2編

ちょっとアンテナのことを計算しようとするのに便利な4NEC2・Xnec2など。。(このページでのNEC2記事はこちら

NEC2を使う場合に、すぐ忘れる NECファイルの意味を4NEC2についているショートリファレンスを元に、忘備録として少し解説を書いておきます。

なお、

マニュアル自体の日本語Google翻訳版 英語PDF版

ショートリファレンス英語PDF版

言っておくけど。。ここは、むっちゃ簡略版ですよ

ショートリファレンス (アンテナ構造編)

一行目の「’」は プログラムで言うところのコメントですね。

CM と CE コメント必須

CMは必須 1文字あけてコメントを書けばよい。 CEはEnd of Comment

CM Example 1 : Dipole in free space ‘ Comment cards
CM See GetStarted.txt
CE ‘ End of comment

って感じ

GW, GA などワイヤー構造体の定義

ショートリファレンスはこれ。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

GW Wire

geom

Tag

Nr

nr of

segs

X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 wire radius
GM Geom Move Tag increm new structs Rot X (deg) Rot X (deg) Rot Z (deg) Mov X Mov Y Mov Z From Tag
GR Geom Rotate Tag increm total structs
GE no gnd 0 no ground plane present (Free Space)
ground

plane

1 Ground plane present, wire-ends for Z=0 are ‘connected’ to ground

(GN card required; screen- and wire radius on GN card should be blank)

ground -1 Ground present, wire-ends are not ‘connected’ to ground (GN card required)

その前に少しだけ。。これを読むための知識を少し

Wire には Wire NumberとTag Numberと Segment Numberがあります。

少し関係を図示するとこんな感じ

GW

Wire毎にNr(番号)が降られて、TagでWireの組を作れます。 WireはSegmentに分けられていて、その両端位置をX,Y,Zの値で表現します。Radiusは、半径です。単位は全部メートルです(m)

GMはGeometry Moveで移動/回転など

GRはGeometry Rotate で回転じゃなく、Generate Cylindrical Structure で、円柱アンテナみたいなのを作る時に使います。

GEはEnd Geometry Input (GE)

0:フリースペースでの計算
1:グランドプレーンが存在することを示します。構造の対称性は必要に応じて変更され、現在の展開が変更されて、地面(x、Y平面)に接触するセグメントの電流が地面の下の画像に補間されます(ベースの電荷はゼロ) GNが必要です。
-1:グランドプレーンが存在することを示します。構造対称性は必要に応じて変更されます。ただし、現在の拡張は変更されないため、地面に接しているセグメントの電流は地面でゼロになります。GNが必要です。

Free Space

GE 0
GN -1

Perfect Ground

GE -1
GN 1

Perfect Ground Connected wires for Z=0 to ground

GE 1
GN 1

First Ground 

GE -1
GN 0 0 0 0 13 0.002

First Ground  Connected wires for Z=0 to ground 

GE 1
GN 0 0 0 0 13 0.002

Real Ground Connected wires for Z=0 to ground 

GE 1
GN 2 0 0 0 4 0.003

ちなみに、GNはプログラムコントロールカード(コマンド)で、 GN – ground parameter specification というものです。

プログラムコントロールカード全体は、また書きますが。。 GNだけ先に説明しておきます。

GN Ground Parameters (GN)

目的:アンテナの近傍におけるグラウンドの比誘電率と導電率を指定します。さらに、2番目のメディアの2番目のグラウンドパラメータのセットを指定するか、反射係数の近似を使用してラジアルワイヤのグラウンドスクリーンをモデル化できます。

-1:Free Space(自由空間)
0:有限地面、反射係数近似。
1:完全導体のグランド。
2:有限地盤、ゾンマーフェルト/ノートン法。

グランドは、他にもAdditional Ground Parameters (GD) などもあります。グランドについては、これを覚えるよりも、4NEC2で作って .nec ファイルの中身をコピペする方が便利ですね。

ショートリファレンスでは、下記のように記述されています。

GN free space -1 Nullifies previous ground settings
finite ground 0 nr rad. wires 0 0 diel. Const Cond. S/m radius screen radius wires (In meters) See also GE card

RP card must be set to 4

perfect ground 1
sommer

norton

2 0 0 0 diel. Const Cond. S/m note: conductivity must be negative for frequency loop

構造を決めるカード(コマンド)は全部で以下です。

  • ワイヤーアーク仕様(GA)
  • 端部形状入力(GE)
  • 数値グリーン関数ファイル(GF)を読み取る
  • らせん/らせん仕様(GH)
  • 座標変換(GM)
  • 円柱構造(GR)を生成
  • スケール構造の寸法(GS)
  • ワイヤー仕様(GW)
  • 座標平面での反射(GX)
  • 表面パッチ(SP)
  • 複数のパッチ面 (SM)

全部終わらなかった(笑) 続いて。。 プログラムカード編を書いておこうと思います。

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