Anten Radyasyon Patterni ve NEC Simülasyon

· 4 dk okuma · 759 kelime

"Bu Yagi 12 dBi gain" reklam — hangi yönde? Anten radyasyon deseni (pattern) şeklini gösteriyor: maksimum kazanç, ön/arka oran, null açıları. Bu rehber pattern'in fiziği + NEC simülasyon.

#Anten patterni nedir?

3D küre etrafında radyasyon dağılımı. Genelde 2D plot:

  • Azimuth (yatay): 0-360°, anten yön deseni
  • Elevation (dikey): 0-90°, anten yükseklik deseni

#Lob yapısı

  • Main lobe — maksimum kazanç yönü
  • Side lobes — yan loblar (parazit yön)
  • Back lobe — arka lob (anten arka yönü)
  • Nulls — sıfır radyasyon noktaları

#Klasik anten pattern'leri

#Dipole (yatay)

  • Azimuth: 8 şekli — dipole'a dik 0 dB, dipole boyunca -∞ (null)
  • Elevation: yarım kalp şekli, alçaksa NVIS, yüksekse DX
  • 2.15 dBi gain

#Vertical (¼λ)

  • Azimuth: omnidireksiyonel (360° eşit)
  • Elevation: alçak açı, düşük yükseklikte (5-30°)
  • 0-1 dBi gain (radyallerle)

#Yagi (yönlü)

  • Azimuth: directional, 60° beam width tipik
  • Elevation: orta-yüksek açı
  • 7-15 dBi gain
  • F/B ratio: 15-30 dB (arka radyasyon az)

#Loop (dik)

  • Azimuth: 8 şekli (loop düzlemine dik)
  • Elevation: yatay loop = NVIS, dikey = DX

#Önemli parametreler

#Beam width

3 dB altı yön açısı. Yagi 60°, parabol 5°.

#F/B ratio (front-to-back)

Ön lob / arka lob = sayısal kazanç. 20 dB iyi, 30 dB mükemmel.

#Side lobe level

İkinci en kuvvetli lob seviyesi. -20 dB altı temiz.

#Gain pattern integral

Total radyasyon güç eşitliği — gain = output / input × pattern.

#NEC simülasyon

NEC (Numerical Electromagnetics Code) = anten matematik motoru. Anten geometrisini gir → pattern + SWR + gain hesaplar.

#Yazılımlar (ücretsiz)

  • 4nec2 (Windows) — klasik, geniş community
  • MMANA-GAL (Win/Linux) — Japon kökenli, arayüz dostu
  • EZNEC ($90, Win) — premium
  • xnec2c (Linux) — açık kaynak

#Kullanım akışı

#Adım 1: Anten geometrisi

Wire'ları girer:

Wire 1: from (-10m, 0, 5m) to (10m, 0, 5m), radius 1mm
        # 20m yatay dipole, 5m yer üstünde
Wire 2: feed point at center

#Adım 2: Frekans + ortam

  • Frekans: 7.1 MHz
  • Ground type: average soil
  • Antenna feed: 50Ω

#Adım 3: Hesapla

Tıkla → 1-10 saniye sonra:

  • SWR: 1.4
  • Empedans: 65+j10 Ω
  • Gain: 7.5 dBi (yer dahil)
  • Pattern: 3D plot

#Adım 4: Optimize

  • Boyu değiştir, yeniden hesapla
  • Yükseklik değiştir
  • Metal yapılar yakındaysa modelle

#Yer etkisi

NEC simulasyonda yer önemli — gerçek dünya yansıması:

#Dipole yükseklik

Yükseklik (λ) Maks gain açısı
0.1 (alçak) 75° (NVIS)
0.25 60°
0.5 30°
1.0 15° (DX)

Yatay dipole yer etkisiyle "yarısının" pattern'i toplanır → maksimum gain noktası şift olur.

#Vertical

  • İletkenlik kötü zemin → -3 dB gain
  • Deniz suyu → +6 dB (sahil DX altın)

#Yagi tasarım

NEC ile Yagi tasarımı:

  1. Driven element (½λ dipole)
  2. Reflector arkada (5% uzun, 20% mesafe)
  3. Director'ler önde (3-5% kısa, 10-30% mesafe)

Her director ekstra gain (~+1 dB) ama beam width daralır.

#DK7ZB design

Alman Martin Steyer'in (DK7ZB) Yagi tasarımı:

  • Lower-Q driven element (50Ω direct match)
  • 3-element: 7 dBd gain
  • 5-element: 9 dBd
  • Geniş bantlı, robust

Yagi anten tutorialımız →

#Pratik amatör kullanımı

#Senaryo 1: 80m dipole

  • 4m yükseklikte
  • NEC: %95 NVIS pattern (30-50 km)
  • DX yapamaz (90° açı yok)

#Senaryo 2: 20m Yagi

  • 15m yükseklikte
  • NEC: 10° max açı
  • DX altın

#Senaryo 3: vertical

  • 10m yüksek
  • 8 radyal
  • NEC: omni 5° açı, DX iyi

#Pattern öğrenme — pratik

NEC eğrisi 1 saatlik öğrenme. Sonra her antene yapay test:

  • Dipole boyu değiştir → patterndaki kayma
  • Yagi element ekle → gain artışı + beam width darlığı
  • Yer iletkenliği → vertical performans

#Sık sorulan sorular

#NEC sonucu gerçek dünyada doğru mu?

Ortam complex (binalar, ağaçlar) — ±2 dB tolerans. Trend doğru, mutlak değer ±2 dB.

#Hangisi daha kolay: NEC, MMANA, EZNEC?

  • MMANA-GAL — başlangıç dostu
  • 4nec2 — Windows klasik
  • EZNEC — pro, $90

#Smith Chart'tan anten pattern alabilir miyim?

Hayır — Smith Chart empedans gösterir, pattern değil. NEC pattern için ayrı.

#NEC'siz anten yapabilir miyim?

Evet — geleneksel formula yeter (dipole = λ/2). NEC sadece optimize / fine-tune için.

#İlgili kaynaklar