リアルタイムモーメント法(2D)シミュレーター MOM2D Ver.1.0.0

1. インストール方法

  1. ファイル MOM2D.zip をダウンロードして展開し、 フォルダMOM2Dを適当な場所(例えばドキュメントの下)に置いてください。
  2. プログラムを実行するには MOM2D.exe ファイルをダブルクリックしてください。
  3. 最初に実行する前にダウンロードしたファイルをウィルスチェックしてください。 また、最初に実行するときにWindowsが警告を出しますので許可する必要があります。
  4. プログラムの実行には .NET Framework 4.6 以上が必要です。

2. 計算機能

  1. 平面内にある任意形状の線状アンテナの入力インピーダンスと放射パターンをモーメント法によって求めます。
  2. アンテナ形状を変形すると計算結果がリアルタイムで変わります。

3. 線分データの入力法

  1. 入力中と編集中
    左上のボタンをクリックすると [入力中]と[編集中]に交互に変わります。
    入力中:
    任意位置でマウスをドラッグして線分データを入力します。
    編集中:
    線分の一方の端点(緑の四角)をドラッグすると移動します。 複数の線分データの端点が一致するときは端点を共有するすべての線分データの端点が移動します。
    線分の端点以外をドラッグすると線分データ全体が平行移動します。
  2. 初期状態
    初期状態では一つの給電された線分データ(ダイポールアンテナ)が入力されています。
    オレンジ色の丸が給電点です。
    この給電線分データは変形はできますが、削除はできません。
  3. 線分データの削除
    線分データを右クリックして、[削除]をクリックするとその線分データが削除されます。
  4. 座標単位
    図のグリッドが座標の最小単位で、その間隔は5mmです。

4. 計算と図形出力

  1. 計算
    [自動計算]がONのときは、データを入力中または編集中にリアルタイムに計算が行われ、右にその計算結果が表示されます。
    [自動計算]がOFFのときは、[計算]をクリックすると計算が行われ、右にその計算結果が表示されます。
    右上が中心周波数での放射パターン、右下が周波数特性です。
    データ入力中にリアルタイムに計算を行う必要がないときは[自動計算]をOFFにしてください。
  2. 放射パターン
    左上の[>]ボタンをクリックすると、Z面→X面→Y面→Z面と変わります。
    ここでX面とはX一定面すなわちYZ面です(他も同じ)。初期状態はZ面です。
    単位は指向性利得[dBi]であり、 赤が垂直偏波成分(EvまたはEθ)、青が水平偏波成分(EhまたはEφ)です。
  3. 周波数特性
    左上の[>]ボタンをクリックすると、 スミスチャート→入力インピーダンス→入力アドミッタンス→反射損失→VSWR→スミスチャート と変わります。初期状態はスミスチャートです。
    入力インピーダンスと入力アドミッタンスのときは、赤が実部、青が虚部です。

5. 入力パラメーター

  1. 周波数
    [開始周波数]、[終了周波数]、周波数[分割数]を適当に入力してください。 変更すると以後の計算に反映されます。
    なお、周波数[分割数]の上限は50です。
  2. Z0
    スミスチャート、反射損失、VSWRの計算に用いる給電線の特性インピーダンスです。 変更すると以後の計算に反映されます。

6. ステータスバーの意味

  1. X,Y : マウス位置のX座標とY座標
  2. 線分数 : 入力した線分データの数
  3. 要素数 : 線分データを分割した線分要素の数
  4. 計算回数 : 起動後の累積計算回数
  5. 計算時間 : 最後に行った計算の計算時間

7. 使用上の注意点

  1. 要素分割
    入力された線分データは、中心周波数の波長/20の長さの要素に分割され、 モーメント法により電流分布が計算されます。 電流分布から入力インピーダンスと放射パターンが計算されます。
    [計算時間]は"要素数の3乗×周波数の数"に比例します。
    要素数の上限は500です。
  2. データ入力の注意点

  3. グラウンド板
    無限大の完全導体のグラウンド板を考えるには、上下対称のアンテナ形状を入力し、 中心に給電点を置いてください。

8. 計算例

sampleフォルダに以下のサンプルデータがあります。 数字はファイル名に対応しています。

(1) L字アンテナ+グラウンド板

(2) Tバーアンテナ+グラウンド板

(3) 折り返しダイポールアンテナ

(4) 八木アンテナ(4素子)

(5) 逆Fアンテナ+グラウンド板

(6) ヘンテナ

(7) 矩形ループアンテナ

(8) V字アンテナ

(9) 矩形スパイラルアンテナ


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