Anteriormente hable del Mmana-Gal como una alternativa para simular cierto tipo de antenas. En esta ocasión, la idea es recopilar y resumir brevemente las opciones que se nos presentan en el entorno respecto a software para realizar la tarea de simular antenas. La verdad, existen un sin número de programas que nos permiten dicha tarea, tanto software libre como pagado, pero trataré de referirme a los más conocidos.
La ventaja de simular es que podemos tener una idea de cómo funciona la antena antes de implementarla y realizar modificaciones en el diseño, si es necesario, para lograr la máxima ganancia posible.
Antes de referirme a los programas en concreto, creo es necesario hablar algunas cosas respecto a NEC (Numerical Electromagnetics Code), que es un paquete de modelación de antenas gratuito. Existe cuatro versiones hasta la actualidad. El NEC2 emergió en 1981 y el NEC4 en 1992. NEC permite construir un modelo de antena en 3D, y luego analiza la respuesta electromagnética de la misma. NEC ha sido desarrollado para correr en varios sistemas operativos. NEC2 es particularmente efectivo para analizar modelos basados en configuraciones de alambres, pero también ciertas facilidades para modelar superficies planas. Una antena descrita en NEC2 está dada en dos partes: su estructura y una secuencia de controles. La estructura es simplemente una descripción numérica de donde se localizan las diferentes partes de la antena y cómo están conectados los alambres. Los controles le dicen a NEC dónde está conectada la fuente de RF. Una vez definidos, se modela la antena transmitida. Se debe especificar una frecuencia o rango de frecuencias de la señal de RF.
El NEC es importante puesto que en este se basan muchos de los programas destinados a simular antenas.
Dentro de los programas más conocidos para simular antenas tenemos:
1.-MMANA-GAL
MMANA es un analizador de antenas basado en el método de momentos. MMANA-GAL funciona bajo Windows, es software free, no consume muchos recursos de máquina. Es especializado en antenas hechas de conductores rectilíneos sin necesidad de plano de masa.
Algunas de las limitaciones de este programa, es el hecho que sólo puede modelizar antenas compuestas de conductores rectilíneos, y desnudos. Y aunque a mejorado en el tratamiento de la tierra o masa, no funciona bien cuando un conductor está a pocos centímetros del suelo.
La interfaz del programa es bastante simple, lo que si puede resultar un tanto complejo es la introducción de la estructura de la antena dependiendo de la misma. Permite obtener los parámetros básicos de una antena, como los diagramas de radiación, ganancia, adaptación de impedancia, etc.
2.-GAL-ANA
GAL-ANA no es software libre. Podría decirse que es una versión mejorada de MMANA-GAL, puesto que es realizado por los radioaficionados alemanes que mejoraron el MMANA, por cuanto posee características bastante parecidas a este.
3.-4NEC2
4NEC2 es un completo free Nec2, Nec4 y herramienta basada en ventanas para crear, ver, optimizar y chequear estilos de geometrías de antenas en 2D y 3D y generar, presentar y/o comparar diagramas de radiación de campo cercano y lejano. Permite al igual que la mayoría de programas para esto, hallar diagramas de radiación, acople, eficiencia, etc. Presenta ventanas independientes para la geometría, vista en 3D, plots de eficiencia, etc. Presenta también una interfaz especial Built para facilitar la construcción de los modelos de antenas.
4.-EZNEC
EZNEC, no es free, se encuentra en su versión 5.0, se presentan tres distribuciones, uná básica EZNEC, EZNEC+ y EZNEC pro. Parecido en su interfaz y proceso a seguir para simular a MMANA-GAL. El EZNEC+ está diseñado para una experiencia avanzada. La interfaz es identica a EZNEC, pero presenta mejores características, como: permite analizar antenas complejas (1500 segmentos versus 500 del programa estándar), análisis de campo lejano para polarización circular, double-precision, etc.
5.-NEC-Win Software
Nittany Scientific es la casa del NEC-Win Software que incluye: NEC-Win PLUS, NEC-Win PRO, GNEC,
NEC-Win SYNTH). Es software no free.
NEC-Win Plus, desarrollado para principiantes o aficionados. Incluye diagramas en polares y rectangulares sobre impedancia y VSWR, tabulación de datos, Incluye NEC2.
NEC-Win Pro, desarrollado para investigadores e ingenieros. Incluye diagramas polares sobre la carta de Smith, tabulación de datos, y 9 diagramas rectangulares. Incluye todos los comandos y soporte de NEC2.
Los programas mostrados hasta el momento, hasta cierto punto son bastante parecidos en sus características y presentación. Los siguientes son software mucho más desarrollado y elaborado con muchas más funciones y mejor interfaz. Entre ellos tenemos:
6.-SuperNEC
SuperNEC utiliza el método de momentos electromagnéticos (EM) para la simulación, puede correr bajo plataformas Windows o Linux. Presenta una entrada GUI 3D fácil de usar basada en MatLab, hace uso de ensamblaje multi-nivel, provee una herramienta para crear la estructura inicial bastante sencilla. La salida provee toda la información necesaria para analizar antenas incluido diagramas de radiación en 3D&2D, diagrama de la carta de smith, acoplación, eficiencia, etc. SuperNEC incluye optimización de código para procesadores Intel, varios métodos de resolución rápida y ejecución en paralelo para optimizar el proceso en caso de problemas largos. SuperNEC puede ser utilizado para determinar el lugar óptimo para las antenas en estructuras como por ejemplo en aviones, etc.
No es software libre, y el costo depende del producto que se desee y de la utilización que se de al mismo, sea esta comercial o académica. El superNEC básico en versión comercial cuesta $6080 y el académico $1330. Se puede conseguir una versión Lite para utilización académica free.
7.-FEKO
FEKO, uno de los mejores pero también de los de mayor precio. Con aplicación en múltiples campos del electromagnetismo, no solo en antenas. Corre tanto en Windows como en Linux. Interfaces muy amigables, permitiendo simular un sin número de estructuras de antenas y de igual forma evaluar la distribución de campo y corriente en estructuras donde se situará la antena, como carros, aviones, efecto de antenas de celulares en seres humanos, etc. Permite evaluar un sin número de parámetros. Se puede diseñar las estructuras tanto en interfaz gráfica como por medio de código. Permitiendo realizar estructuras muy complejas. Se puede simular todo tipo de antenas, entre ellas microcinta, tomando en cuenta todas las características de los materiales y forma. Permite procesamiento en paralelo. Bueno, es un programa muy completo para estos fines.
Referencias:
[1] Redes Inalámbricas en los Países en Desarrollo
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simulación, software | Francisco Sandoval | 
February 21, 2009 20:26 | 
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