Anteny SP3L - Symulowanie transformatorów w 4nec2

Symulowanie transformatorów w 4nec2

W przeciwieństwie do EZNEC, symulator 4nec2 nie ma obiektu "transformator", który można by użyć w modelach anten. W prostych modelach anten nie jest to bynajmniej jakimś problemem. Przykładowo, jeśli chcemy zasilić naszą antenę kablem koncentrycznym 50 omów i dalej balunem 4:1 aby dopasować się do jej impedancji wejściowej, wystarczy zmienić w modelu impedancje źródła na 4 razy większą, czyli na 200 omów. Problem powstaje wtedy, kiedy chcemy zamodelować system złożony z dwóch lub więcej anten o różnych impedancjach wejściowych, zasilanych pojedynczym kablem przez osobne układy dopasowujące. Wtedy potrzebujemy w modelu zastosować transformator(y) aby znaleźć SWR jaki wystąpi w kablu zasilającym anteny.

Na szczęście istnieje rozwiązanie. Symulator 4nec2 wspiera kartę NT zdefiniowaną w NEC-2. To pozwala wprowadzić kartę (wiersz w pliku modelu anteny) opisującą obwód 2-portowy opisany macierzą admitancyjną Y.

W przypadku odwracalnych obwodów 2-portowych, Y12=Y21. Obwody zbudowane z samych elementów pasywnych są zwykle odwracalne i tyko takie są wspierane przez symulator 4nec2. Dlatego wymaga on podania tylko Y12 gdyż przyjmuje, że Y21 będzie takie samo. Na rysunku poniżej pokazano model transformatora, jaki można wykorzystać w 4nec2 do zasymulowania rzeczywistego transformatora (BALUN albo UNUN). Stosunek zwojów uzwojenia pierwotnego do wtórnego wynosi dla niego K:1.

Przygotowałem arkusz kalkulacyjny w Excelu z pewną liczbą typowych wartości K i odpowiadających im wartościami Y11, Y12 i Y22. Założyłem Rout równe 0,1 oma, więc jest to niemal idealny, bezstratny transformator. Proszę zwrócić uwagę, że nie wolno użyć Rout równe zeru, ale można przyjąć dowolnie małą wartość większą od zera.

Przyjąłem, że impedancja wyjściowa jest czysto rezystancyjna oraz stosunek uzwojenia pierwotnego do wtórnego K jest liczbą rzeczywistą (a nie zespoloną). To spowodowało, że urojone części Y11, Y12 i Y22 wyzerowały się.

Jeśli ściągniecie sobie mój arkusz, będzie mogli wprowadzić w ostatnim wierszu inną wartość K otrzymać odpowiadające mu wartości Y. Będziecie także mogli zmienić wartość rezystancji Rout, która także wpływa na wartości Y.

Znając wartości Y będziecie mogli otworzyć w 4nec2 okno Nec Edit (przez naciśnięcie Ctrl+F2) i dodać kartę NT w pliku modelu anteny tak, jak to pokazuję na przykładzie poniżej.

Proszę zwrócić uwagę, że 4nec2 nie pokaże w widokach anteny żadnego obiektu symbolizującego transformator, ale weźmie go pod uwagę wykonując obliczenia modelu.

Kliknij tutaj, aby ściągnąć arkusz kalkulacyjny.