Je suis un utilisateur NEC2, je n'ai jamais utilisé 4NEC2, mais je pense que c'est le même moteur en dessous.

L'efficacité rayonnée est faible car soit: - beaucoup de puissance est absorbée par le sol, soit - vous avez une erreur de structure, généralement une violation des consignes près du point d'alimentation.

Il existe deux façons de calculer l'efficacité.

La première considère simplement les courants sur le structure . NEC n'utilise pas d'excitation de puissance, nous spécifions une excitation de source de tension fixe. NEC2 résout les courants sur tous les segments. La puissance d'entrée est obtenue en multipliant la tension appliquée par le courant du segment d'alimentation trouvé dans la solution. (L'interface 4NEC2 doit mettre à l'échelle la puissance d'entrée calculée pour obtenir vos 100 W spécifiés, assez juste) .NEC2 trouve également toutes les pertes dans la structure, des charges le cas échéant, et des pertes dans la structure, comme vous l'avez spécifié une conductivité finie. Je pense que ces pertes représenteront les 5 W et les 94%. NEC2 imprime tout cela - tension et puissance d'entrée, pertes de charges, pertes de fil, etc. Le reste de la puissance doit avoir été rayonné.Si la structure est proche du sol, la matrice d'interaction est également modifiée pour prendre cela en compte, mais je ne suis pas sûr que ces pertes au sol soient incluses dans la perte de structure.Un problème peut survenir en cas d'erreur de modélisation, en particulier près du point d'alimentation, que le courant trouvé sur le segment d'alimentation n'est pas précis. Cela conduit à une puissance d'entrée incorrecte, ce qui perturbe tous les autres calculs de puissance et de perte.

Deuxièmement, à partir des modèles de champ lointain . Les champs éloignés sont calculés à partir des courants sur la structure, y compris la réflexion avec perte totale du sol si elle est présente. Ce n'est pas une perte dans l'antenne, mais une perte dans les ondes EM rayonnantes. Dans le champ lointain, il n'y a que des ondes TEM et la densité de puissance peut être trouvée à partir du champ électrique. NEC intègre la densité de puissance du diagramme d'antenne, sur la sphère, ou dans votre cas la demi-sphère, et trouve la puissance totale rayonnée. Cette puissance, je pense, est les 15 watts que vous voyez.

La puissance totale rayonnée est le reflet du courant sur tous segments du modèle, et est généralement plus précis que la puissance d'entrée calculée. Il inclut également les pertes de réflexion au sol.

Erreurs de modélisation Si vous avez une erreur de modélisation, il est possible que, par exemple, la puissance d'entrée réelle de la structure ne soit en réalité que de 25 watts, avec 5 perdus dans la résistance de la structure, et 5 perdus dans le sol, 15 rayonnés, mais d'une manière ou d'une autre, le courant sur le segment d'alimentation est incorrect. Cela a un faible impact sur les modèles, car il existe de nombreux segments, mais un impact important sur la puissance d'entrée calculée, car cela se fait avec un seul segment.

Quelques notes de modélisation : Je ne vois pas grand-chose de votre modèle d'antenne. Si votre modèle est simple, comme un dipôle avec 5 à 10 segments de rayon assez constant, il n'y aura aucun problème avec le calcul de l'impédance du point d'alimentation, et la perte de masse sera la cause de la différence de puissance que vous voyez. Si vous avez 31 segments, comme il semble le dire, assurez-vous qu'ils sont beaux et fins, comme un dipôle en fil de fer. Un dipôle de tuyau ne devrait pas avoir autant de segments. Et le segment de flux doit avoir la même longueur et le même rayon que ses voisins.

Un test à essayer: changez votre sol sommerfeld - norton en un sol parfait et confirmez que l'efficacité de la structure correspond à l'efficacité rayonnée. Ou définissez la conductivité de la structure sur infinie (laissez-la de côté) et voyez ce qui se passe.

J'ai juste fait un peu de bricolage avec 4NEC2 et j'ai une réponse.

La puissance d'entrée est la puissance générée par la source, et ignore toutes les pertes. On pourrait aussi l'appeler «Puissance totale».

Le calcul de «Puissance de rayonnement» dans 4NEC2 est la quantité totale de puissance de la source qui n'est pas dissipée sous forme de pertes résistives dans le système d'alimentation ou structure d'antenne . Essentiellement, c'est la puissance qui n'est pas perdue sous forme de chaleur dans le système d'antenne lui-même, et elle ignore les pertes externes du sol dans le champ proche. Il pourrait être mieux décrit comme "puissance disponible", et c'est la puissance maximale qui pourrait être rayonnée.

"Radiat-Eff" est la quantité de puissance effective qui le rend dans le champ lointain, et peut être considéré comme une «puissance utile». Il prend en compte les interférences destructives des éléments en interaction de l'antenne ainsi que les pertes au sol dans le champ proche.

Nous pouvons confirmer cette interprétation des nombres en exécutant le même modèle de base avec quelques petits changements dans caractéristiques des fils à chaque itération. Si nous construisons un simple dipôle vertical 1/2 onde de 20 mètres à partir d'un fil de 1 mm de diamètre, orienté à 6 pieds au-dessus de la terre moyenne "réelle" en utilisant des fils idéaux (aucune charge de fil / matériau spécifié), nous pouvons voir que -eff "est assez faible, environ 25%, mais" Structure Loss "est égal à 0 et" Radiat-power "est de 100w. Changement de la longueur du fil en une longueur non résonnante, en le déplaçant vers le haut ou vers le bas par rapport à la terre, changer le diamètre du fil ou la polarisation de l'antenne, etc. n'a aucun effet sur la puissance rayonnée et la perte structurelle, mais l'efficacité rayonnée change.

De même, en plaçant un fil idéal (sans charge) de 0,6 longueur d'onde en parallèle à notre dipôle vertical et espacé d'environ 9 pieds de notre dipôle, nous avons formé un yagi idéal à 2 éléments orienté verticalement. L'efficacité du rayonnement chute d'environ 2% à 23%, ce qui n'est pas surprenant. Cette diminution de l'efficacité rayonnée dans un modèle sans pertes structurelles est due à un couplage accru avec le sol à très forte perte, en raison de la surface et de l'ouverture de l'antenne désormais plus grandes. Nos pertes structurelles sont toujours de 0.

Si nous enlevons le réflecteur et plaçons une charge de fil sur le dipôle d'origine et le spécifions comme "cuivre" nous pouvons observer une petite baisse par rapport au dipôle parfait, d'environ 25,2% «radiat-eff» à environ 24,9%. La perte de structure devient non nulle, dans le cas de mon modèle de test d'environ 1 watt, et "Radiat-power" est maintenant de 99 watts. La modification du diamètre du fil a les résultats attendus en augmentant ou en diminuant les pertes résistives. Une petite partie de la puissance d'entrée a été perdue sous forme de chaleur dans le fil lui-même. La logique pourrait suggérer qu'une perte de 1 watt (ou environ 1%) de la puissance rayonnée devrait également entraîner une perte de 1% de l'efficacité du rayonnement, mais la relation entre l'impédance complexe, la puissance et les pertes n'est souvent pas linéaire. dans les systèmes d'antennes. Les pertes au sol sont si dominantes dans l'efficacité du rayonnement que les pertes résistives sont minimes en comparaison.

Si nous remettons un réflecteur idéal dans le modèle à côté de notre dipôle vertical désormais "réaliste" avec des pertes résistives, "radiat-power" change, mais pas de beaucoup, passant de 1,08 watts à environ 1,5 watts. L'efficacité rayonnée diminue cependant considérablement, de 24,9% à environ 22,75% (notez que cela est légèrement inférieur au yagi idéal), soit environ 3 fois l'augmentation de la perte structurelle. Nous pouvons maintenant voir l'augmentation initiale des pertes dans le yagi idéal en raison de l'interaction avec le sol, plus une petite augmentation due à l'augmentation des pertes structurelles.

On pourrait logiquement s'attendre à ce que le réflecteur "idéal", tout en diminuant l'efficacité rayonnée, ne change pas les pertes structurelles, puisque cette partie de la structure ne subit aucune perte. Cependant, le modèle suppose que le courant est distribué sur notre dipôle vertical plus ou moins de manière idéale lorsqu'il est le seul élément du modèle, ce qui signifie que la surface totale et autres sont presque maximisées. Lorsque vous injectez un autre élément, que cet élément génère réellement des pertes réelles ou non, vous modifiez la distribution du courant sur l'élément qui subit une perte structurelle, ce qui entraîne une augmentation du courant dans certaines zones et une diminution de autres. Cela est dû à des choses comme l'effet de proximité, le couplage asymétrique de puissance entre des surfaces physiquement séparées d'éléments différents, etc. Cette redistribution de la puissance se fait généralement (mais pas toujours) au détriment de l'efficacité de l'antenne car elle rend le fil effectivement plus petit. Cependant, il est possible de profiter de cet effet pour "équilibrer" un conducteur sur lequel le courant serait "encombré" dans certaines zones en raison de la géométrie, mais c'est une conférence pour un jour différent. Je soupçonne que les 0,5 watts supplémentaires de perte sont dus à un effet de proximité poussant une partie du courant hors de la partie du dipôle avec perte qui fait face au réflecteur, et du côté opposé au réflecteur, réduisant le diamètre effectif du fil, mais c'est juste une théorie. 4NEC2 n'a pas une FEA suffisamment détaillée pour voir réellement la distribution transversale du courant sur un seul conducteur, et le modèle qui pourrait nous permettre de tester cette théorie dans 4nec2 serait plutôt complexe.

Si nous ajouter une charge de fil à l'élément réflecteur, nous voyons que la puissance rayonnée chute à nouveau d'environ 0,6 watts, soit ~ 0,6%, mais l'efficacité rayonnée diminue considérablement moins que cela, seulement 0,1%; La même non-linéarité que nous avons vue auparavant, avec des changements dans l'interaction avec le sol éclipsant les pertes structurelles, est responsable.

En résumé, la puissance rayonnée ignore toutes les pertes non inhérentes à l'antenne et aux conducteurs de ligne d'alimentation eux-mêmes. Si vous spécifiez le matériau du fil, il sera toujours inférieur à la puissance d'entrée, mais sinon, il sera toujours identique à la puissance d'entrée. L'efficacité rayonnée est un calcul beaucoup plus complexe qui prend en compte les pertes au sol et les interactions de champ dans le champ proche, et les interactions de champ probables dans la zone de transition entre le champ proche et le champ lointain. Nous pouvons confirmer qu'il considère les interactions de champ en exécutant le modèle vertical yagi "réaliste" avec un sol parfait. Cela révèle une petite disparité entre la puissance rayonnée (97,91 watts ou 97,91%) et l'efficacité rayonnée (97,79%). Ces 0,13 watts sont perdus en raison de l'annulation des champs générés par les deux éléments.