«NEC-2 for MMANA», версия 1.7

Использование NEC-2 позволяет проводить более точный расчет антенн над реальной землей. В отличие от двигателя MININEC, используемого в MMANA, расчет антенны над землей в модели Зоммерфельда-Нортона построен исходя из того, что система "антенна-земля" рассматривается как единая излучающая система. Поэтому в результатах расчета отражается влияние земли как на усиление антенны (т.е. на поле в дальней зоне антенны), так и на значение входного импеданса в точке(-ах) питания. Актуальными такие расчеты становятся для антенн низкочастотных диапазонов, где практическая высота подвеса излучающих частей антенны как правило невелика, в особенности на самых малых высотах, < lambda/2pi . Минимальная высота горизонтально провода над землей в NEC-2 может быть очень невелика, - в сопроводительной документации к NEC-2 она указывается как удовлетворяющая условию (a^2+H^2)^(1/2) > lambda*1E-6, a- радиус провода, H-высота. Однако расчеты с моделью земли Зоммерфельда-Нортона не дают корректного результата если провода касаются земли, например, для вертикалов, торчащих из земли. Соответственно, расчет радиалов непосредственно лежащих на земле напрямую невозможен, но такой расчет может быть произведен если радиалы расположить в модели на маленькой, но ненулевой высоте.

Использование опции "Extended thin wire kernel" в NEC-2 позволяет производить расчет с достаточно малой длиной сегмента, - отношение "длина сегмента"/"радиус провода" при ее включении может быть уменьшен до 2, а близко расположенные проводники или проводники, расположенные низко над землей, учитываются в вычислениях более точно. Минимальное рекомендуемое отношение "длина сегмента"/"радиус провода" без использования данной опции равно 8. Процедура вычислений с использованием "Extended thin wire kernel" не применяется к сегментам на концах проводов, соединенных под углом. NEC-2 также свободен от многих проблем MININEC, в частности, от проблемы проводов, сходящихся под острым углом (которая в MMANA решается увеличением плотности сегментов на концах провода).

Проблема корректного учета соединений проводников разного радиуса не решена, - принято считать что, MININEC делает расчет в подобных случаях точнее.

1. Не воспринимаются установки комбинированного провода в MMANAи установки для расчета стеков. Комбинированный провод и стеки могут быть посчитаны при ручном задании всех проводов и стеков в MMANA.
2. Игнорируется установки смещения положения источников или нагрузок относительно начала, конца или центра провода. Т.е., например, если в MMANAзадано положение источника как w2b7, то «NEC-2 for MMANA» воспримет положение источника как w2b и расположит его в первом сегменте провода N 2. Для расчета с учетом смещенного источника можно разбить провод в MMANA на две части и установить источник в начале или конце одной из получившихся частей.
3. Не воспринимается задание нагрузки S-параметрами.

Установление сегментации.

Для расчета в NEC-2 установление сегментации происходит следующим образом.

1. Если для провода в MMANAзадана сегментация типа «-1», «-2», «-3», то для расчета в NEC-2 устанавливается линейная сегментация с плотностью lambda/(DM1*EC), т.е. с наибольшей, предлагаемой MMANA, плотностью сегментов на проводе при отключенной опции «DM2 seg». При включенной опции «DM2 seg» устанавливается сегментация с плотностью lambda/DM2. 
2. Если для провода в MMANAзадана сегментация типа «0», то для расчета в NEC-2 устанавливается линейная сегментация с плотностью lambda/DM2, т.е., фактически, в соответствии с сегментацией в MMANA.
3. Для сегментации с параметром >0, разбиение на сегменты происходит в соответствии с MMANA.

С параметрами сегментации провода в MMANA«-1», «-2», «-3» установление сегментации для NEC-2 (с отключенной опцией «DM2 seg») часто получается неоправданно плотным, что увеличивает в «NEC-2 for MMANA» время расчета свыше необходимого. Также общее число сегментов может стать больше допустимого, воспринимаемого использованной версией NEC-2, а длина сегментов может стать меньше допустимого для аккуратных расчетов.

Расчет над поверхностью реальной земли.

«NEC-2 for MMANA» устанавливает для расчета внешние условия для антенны (Free Space, Perfect Ground, Real Ground) в соответствии с установками MMANA, прописанными в соответствующем *.maa файле. Для случая реальной земли устанавливается по умолчанию модель земли типа Зоммерфельда-Нортона, однако, если в модели MMANA есть проводники, касающиеся земли (вертикалы, торчащие из земли, например), то расчет с землей Зоммерфельда-Нортона не может быть произведен. В этом случае есть возможность установки типа земли как Perfect Ground.

Параметры реальной земли (диэлектрическая проницаемость и проводимость) в MMANA-файле не передаются. Их необходимо установить вручную в «NEC-2 for MMANA». Поверхность земли типа Зоммерфельда-Нортона предполагается в «NEC-2 for MMANA» неограниченной и однородной.

Расчет модели антенны с проводами в диэлектрической изоляции.

Расчет проводников в изоляции производится в соответствии с идеей Александра Юркова, RA9MB, основанной в свою очередь на декомпозиционном методе расчета полей в электродинамике. Металлическая жила проводника предполагается как имеющая цилиндрическую форму, изоляция на нем расположена также в виде цилиндрического слоя. Для учета влияния изоляции на все изолированные проводники вводится дополнительная погонная индуктивность проводника с утолщением его до радиуса с изоляцией. Погонная индуктивность рассчитывается по формуле:

где  - радиус проводника с изоляцией,

- радиус без изоляции,

- диэлектрическая проницаемость изоляции,

- абсолютный коэффициент укорочения (вместе с изоляцией).

Поскольку  заранее (до расчета) точно не известен, но его значения для практических случаев проводных антенн на КВ мало отличается от 1, то в программе его значение полагается равным . Даже при его значении в  ошибка расчета укорочения не превышает уровней около 0.3-0.4%. Итераций по его точному значению в программе не производится. С полагаемым в программе значением  точность расчета является достаточной для  практических приложений.

Приведенная формула получена в предположении о том, что

, где  - магнитное поле вокруг проводника (на внешней поверхности диэлектрической изоляции, z- изменяется вдоль провода) и ток в проводнике антенны, длина проводника также должна быть много больше радиуса его с изоляцией. Для подавляющего большинства практических проводных антенн эти условия можно считать выполненными.

«NEC-2 for MMANA» требует задания радиуса провода (радиуса металлической жилы провода) в предположении о том, что несколько или все проводники в MMANE имеют радиус, соответствующий радиусу металлической жилы изолированного провода.