Mmana gal как пользоваться

MMANA – это программа моделирования антенн, работающая в среде Windows. Вычислительной основой MMANA (так же как и многих коммерческих программ моделирования) является программа MININEC Ver.3, которая была создана для целей американских ВМС в Washington Research Institute.

• Создавать и редактировать описания антенны как заданием координат, так и мышкой. Кто хоть раз набивал вручную длинные ряды цифр, описывающих координаты каждого провода в трехмерном пространстве, поймет, какой это колоссальный шаг вперед!

• Рассматривать множество разных видов антенны.

• Рассчитывать диаграммы направленности (ДН) антенн в вертикальной и горизонтальной плоскостях (под любыми вертикальными углами).

• Одновременно сравнивать результаты моделирования нескольких разных антенн (ДН и все основные характеристики).

• Редактировать описание каждого элемента антенны, включая возможность менять форму элемента без сдвига его резонансной частоты. Проще говоря, вы можете запару секунд трансформировать «волновой канал» в «квадраты» или «дельты».

• Редактировать описание каждого провода антенны. Имеется возможность перекомпоновки антенны без утомительного перебора цифр координат, простым перетаскиванием мышкой (практически всю антенну можно нарисовать и редактировать одной мышкой);

• Просчитывать комбинированные провода, состоящие из нескольких, разных диаметров. Это полезно при расчете элементов, составленных из труб разного диаметра, например «волновых каналов» или вертикалов.

• Использовать удобное меню создания многоэтажных антенн – стеков, причем в качестве элемента стека можно использовать любую существующую или созданную вами антенну.

• Оптимизировать антенну, гибко настраивая цели оптимизации: Zвх, КСВ, усиление, F/B, минимум вертикального угла излучения, причем предельно наглядно – движками указывается важность для вас того или иного параметра.

• Задавать изменение при оптимизации более 90 параметров антенны. Возможно описание совместного (зависимого) изменения нескольких параметров.

• Сохранять все шаги оптимизации в виде отдельной таблицы. Это полезно для последующего неспешного просмотра и анализа – не мелькнет ли там чего любопытного, что вы исходно и в виду то не имели.

• Строить множество разнообразных графиков: Zвх, КСВ, усиления, отношения излучений вперед/назад (F/B), включая показ зависимости ДН от частоты.

• Автоматически рассчитывать несколько типов согласующих устройств (СУ), причем возможно включать и выключать их при построении графиков.

• Создавать файлы таблицы (формата *.csv, просматриваемого в Excel) для всех переменных расчетных данных: таблицы токов в каждой точке антенны, зависимости усиления от вертикальных и горизонтальных углов, таблицы основных параметров антенны как функций частоты, и наконец весьма полезную таблицу напряженности электрического и магнитного полей антенны в заданном пространстве. Она необходима для определения соответствия антенны на требования электромагнитной совместимости.

• Рассчитывать катушки, контуры, СУ на LС элементах, СУ на отрезках длинных линий (несколько видов), индуктивности и емкости, выполненные из отрезков коаксиального кабеля.

Ограничений по взаимному расположению проводов нет. Это означает, что любая конфигурация проводников будет рассчитана корректно. Максимальное число: проводов – 512, источников – 64, нагрузок – 100.

При старте программы открывается закладка Геометрия и вы видите несколько полей вверху и три таблицы (рис. 90), на которой открыт файл уже имеющейся антенны (меню Файл/Открыть).

Рисунок 90 – Вид закладки геометрия в программе MMANA

Эта закладка – базовое описание антенны, поэтому изучить и пользоваться ею надо внимательно. Ошибки здесь не прощаются, ведь чтобы получить правильный ответ вы должны точно объяснить компьютеру, как именно устроена ваша антенна.

Поле Имя – это название антенны, любое, какое вы зададите. Оно будет фигурировать вверху всех закладок, и под этим же именем антенна будет выводится при ее последующем сравнении с другими. Поле F. MHz – основная частота антенны. Это значение будет использоваться в последующих расчетах по умолчанию (если вы не зададите там иное значение). В этом поле имеется удобный для выбора список частот – по несколько из каждого любительского диапазона, а если вам нужна специфическая частота, то просто введите ее значение вручную.

Первая таблица Провода – это описание проводов. В методе моментов любая антенна представляется как набор проводов. Каждая строка в этой таблице – описание одного провода: X1, Y1, Z1 – это координаты в трехмерном пространстве начала провода, а X2, Y2, Z2 – то же самое, но конца провода. R – радиус провода (обратите внимание, не диаметр, а именно радиус).

Закладка Видпозволяет посмотреть внешний вид в трехмерном пространстве описанной вами антенны (или взятой из готового файла) и распределение сегментов и токов по ней. Последнее возможно только после предварительного проведения расчета в закладке Вычисления, о которой речь пойдет позднее. На рисунке 91 показано окно этой закладки. Движками Верт. вращение, Гор. вращение и Масштаб можно внимательно рассмотреть антенну со всех сторон. Если вы потеряли из виду антенну, нормальное изображение восстанавливается либо флагом Нормальный вид, либо нажатием одной из двух кнопок Центр на антенне или Центр на X = 0,Y = 0,Z = 0.

Первая кнопка помещает в центр экрана геометрический центр антенны (автоматически изменяя при этом масштаб таким образом, чтобы в экран поместилась вся антенна целиком), вторая – в начало координат (выбранный масштаб при этом не меняется). Источники показаны красными кружками, нагрузки – красными крестиками. Напоминание об этом «висит» в левом верхнем углу окна.

При установке флага «сегменты» зелеными крестиками показываются точки разбиения проводов на сегменты. Это удобно делать, чтобы изучить, как меняется сегментация провода при установке разных значений в поле Seg закладки Геометрия и влияние на параметры автосегментации (при Seg равной отрицательной величине) изменение значений DM1, DM2, SC, EC. При установке флага «токи» показывается распределение тока в проводах (для этого предварительно должны быть сделан расчет антенны в закладке Вычисления). Масштаб отображения токов регулируется соответствующим движком. Просмотр распределения тока по антенне весьма желателен.

Рисунок 91 – Закладка вид в программе MMANA

С помощью закладки Вычисления производятся установки условий расчета, выводится ход расчета и окончательные результаты. Примерный вид закладки вычисления показан на рисунке 92. В окне Частота устанавливается частота анализа антенны (по умолчанию берется частота, установленная в закладке Геометрия). В этом поле имеется удобный для выбора список частот, по несколько из каждого любительского диапазона, а если вам нужна специфическая частота, то введите ее значение вручную.

Правое окно – информационное. Оно отображает текущее состояние расчета. Туда же выводятся сообщения о возможных ошибках расчета. В окошке Земля выбирается тип земли. Пункты Свободное пространство и Идеальная пояснения не требуют, а вот при установке Реальная земля, в этом же окошке появляется кнопка Параметры, которая вызывает окно Параметры реальной земли.

Высота антенны над землей устанавливается в поле Высота (естественно, этого можно не делать, если в окошке Земля выбрана опция Свободное пространство). Программа поднимает антенну вверх по оси Z.

В поле Материал выберите из списка материал антенны. Тип материала оказывает заметное влияние на УКВ и укороченных КВ антеннах.

Рисунок 92 – Закладка вычисления в программе MMANA

Закладка Диаграмма направленности рассчитывает диаграмму направленности (рис. 93) антенны для всех частот (шагов сетки) в рассчитанной полосе, а также табличку изменения основных параметров. Это бывает очень полезно при подгонке антенны, когда требуемые характеристики и форма ДН могут оказаться не на центральной частоте, а где_то в стороне. В этой же закладке в окошке ДН для поляризаций можно выбрать для какой поляризации (вертикальной V, горизонтальной H, их суммы Сумма или для одновременного отображения разными цветами V+H) будут построены ДН. Если ДН на каких то частотах вам не нужны, их можно выключить, щелкнув в строке соответствующей частоты в столбце On.

Рисунок 93 – Закладка ДН в программе MMANA

После того, как получены все параметры антенны, обычно возникает желание чего-нибудь в ней подправить. Конечно, это можно сделать, вернувшись в закладку Геометрия и изменяя вручную координаты проводов, но путь этот громоздок и весьма трудоемок. Гораздо проще нажать кнопку закладки Правка провода и вызвать окно, которое представляет собой мощный CAD-редактор, позволяющий наглядно создавать и редактировать антенну только мышью без утомительного перебора цифр в закладке Геометрия.

В открывшемся окне (рис.94) имеются четыре закладки с очевидным назначением – трехмерный вид антенны, а также двухмерные в каждой из трех плоскостей. В трех последних случаях для облегчения проектирования на изображение накладывается координатная сетка с указанием масштаба.

Рисунок 94 – Закладка правка провода в программе MMANA

При нажатии на закладку Графики выводится окно для построения графиков (рис.95). В поле Полоса устанавливается ширина полосы частот (относительно центральной), в которой вы хотите посмотреть параметры (как и во всех подобных) полях. Этот параметр можно либо выбрать из списка, либо установить вручную. Выбранное значение автоматически устанавливается по горизонтальной оси графика. Далее кнопками вверху выбирается число точек расчета. Для первого анализа достаточно нажать 2 точки – график будет построен грубо, только по двум точкам. Остальная часть его будет построена сложной экстраполяцией – предположениями MMANA как же этот график должен по ее мнению идти дальше. Точность таких предположений довольно высока, но конечно не абсолютна. Кроме того, на антеннах с нестандартным поведением КСВ от частоты (широкополосных, например) предположения MMANA оказываются неточными. При нажатии Вся сетка – просчитываются пять точек – каждый шаг сетки, чем уточняется предыдущий график. При нажатии Доп. точки, кроме пяти точек сетки, просчитываются несколько дополнительных точек между шагами сетки (по умолчанию 1, максимум 4), что позволяет иметь уже весьма точный и подробный график из 20 точек.

Последовательно выбирая закладки Z, КСВ, Gain/FB, ДН можно наглядно увидеть, как меняются от частоты в заданном вами диапазоне параметры антенны (для тех же самых частот расчета).

Рисунок 95 – Закладка Графики в программе MMANA

Кнопка Поиск резонанса предназначена для автоматического поиска резонансной частоты антенны (т. е. той, на которой реактивная составляющая ее входного импеданса равна нулю).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Простой и надежный программный комплекс для создания, редактирования, анализа и расчета антенн методом моментов.

Основой расчетов MMANA-GAL является максвелловская система уравнений, а вычислительной базой – модернизированный MININEC3. Программа работает с любыми типами антенн, представленных в виде наборов тонких проводов. Антенны легко рисуются и правятся либо с помощью задания цифровых значений, либо в графическом окне, имеющем объемное представление. В программе можно соединять воедино до четырех различных файлов моделей, создавая целые антенные комплексы. При вычислении будут учтены нагрузки и провода всех антенн составной системы. Любое произведенное изменение после расчета модели можно откатить назад. Количество операций отката ограничивается лишь размером жесткого диска.

Расчет проводится на любой частоте. Перед его началом производится автоматическая проверка проекта на ошибки. При обнаружении таковых в информационном окне появляется описание, а курсор показывает проблемный провод. После исправления ошибки программа переходит к следующей недоработке. Результаты расчета изображаются диаграммами направленности (в том числе и трехмерными), а также множеством различных графиков-зависимостей.

Функция оптимизации автоматически настраивает антенны по заданным параметрам. Также в MMANA-GAL есть ряд дополнительных расчетов для катушек, согласующих устройств, длинных линии. Из основных недостатков программы стоит отметить игнорирование потерь в земле при вычислении входного сопротивления и данных ближнего поля. Погрешности будут тем больше, чем сильнее отличаются параметры земли от идеальных значений.
Результаты работы могут быть представлены в виде целого ряда файлов с различными расширениями: *.maa (описание антенны), *.mab (результаты вычислений), *.mao (файл оптимизации), *.csv (таблица токов), *.csv (таблица ближнего поля), *.csv (таблица усиления для различных углов).

Программный пакет представлен в двух вариантах: бесплатный базовый MMANA-GAL basic и профессиональный MMANA-GAL pro. MMANA-GAL basic ориентирован на радиолюбительские нужды. В отличие от платного пакета, в нем существенно уменьшена скорость вычислений и количество элементов модели (сегментов, проводов, источников, нагрузок), отсутствует ряд возможностей вроде автопроверки или объединения антенн. Рабочие файлы профессиональной версии можно открыть базовой только если количество элементов моделей лежит в пределах допустимых для MMANA-GAL basic.
На разных стадиях разработки MMANA-GAL поучаствовали три человека. Makoto Mori является автором идеи и создателем японской версии программы под названием MMANA (Macoto Mori ANtenna Analyzer). В 2001 году он отдал исходный код Игорю Гончаренко (http://dl2kq.de), который перевел софт на русский язык и расширил библиотеку моделей. В 2004 к нему присоединился Александр Шевелев (http://dl1pbd.de) переработавший и оптимизировавший код под Builder С++ 6.0, ускоривший расчеты программы, добавивший множество полезных функций и окон. В мае 2006 года программа вновь увидела свет, получив название MMANA-GAL (GAL как сокращение от Игоря Гончаренко и АЛександра Шевелева).

В 2011 году вышла последняя версия MMANA-GAL basic 3.0. В настоящее время авторы работают над новым проектом под названием GAL-ANA, помимо этого они продолжают осуществлять поддержку MMANA-GAL pro.

Поскольку MMANA-GAL создавалась усилиями отечественных энтузиастов, программа имеет русскоязычный интерфейс. Кроме того, в настройках имеется возможность сменить на ряд других язык надписей и сообщений.

Данная программа работает только в операционной системе Windows версий 2000, XP, Vista и 7. Поддерживаются 32- и 64-битные системы. Минимальный размер оперативной памяти составляет 1 ГБ. На 32-битной операционной системе максимальное число сегментов для расчета достигает 15000 штук, на 64-битной – 32000.

Распространение программы: платная версия PRO от 99$. Есть бесплатная версия

"Теперь для инженера моделирование является основным методом выбора параметров системы в начале и контрольной проверкой в конце процесса создания системы. Электронные моделирующие цифровые установки достигли такого совершенства, что результатам их решения доверяют больше, чем аналитическим выкладкам самых выдающихся математиков. Моделирование рассматривается ныне не как желательный, а как необходимый и обязательный процесс проектирования и последующей отработки."
Академик Б.Е.Черток (зам. С.П. Королёва)

MMANA-GAL

История.

. эта началась давно, в конце 80-х годов 20 века. Антенная техника, бывшая смесью действительных знаний, некоей магии, искренних заблуждений и слухов, становилась подвластной точному расчету пользователя.

Первый ELNEC (движок MININEC3), попавший мне в руки в конце 80-х поразил невиданными возможностями – можно описать произвольную комбинацию проводов. Хотя и сегментов всего 120, и сервиса нет, и погрешности. Но ELNEC был первым.

Появившийся позднее EZNEC (движок NEC2) версий 1 и 2 хотя и считал точнее, но в смысле интерфейса и удобств (вернее, неудобства) пользования был братом ELNECа. Что впрочем и неудивительно, программы были написаны одним автором W7EL.

NEC4WIN (на MININEC3) имел хорошие интерфейсы, 300 сегментов и автоматическую оптимизацию. Но все те же недостатки: ввод проводов цифрами, проблемы на тех же "трудных" задачах (острые углы, малые расстояния, короткие провода, и.т.д.).

EZNEC3 (NEC2) имел неплохой интерфейс, но W7EL снова удобствами пользователя не озаботился: ряды цифр в таблице проводов надо было набивать руками. Сегментов – 500, маловато. Оптимизации не было. Приходилось настраивать антенну вручную (найти в десятках цифр нужные, изменить их, просчитать, снова вручную изменить и так много раз).

К 2001 г. у меня были ELNEC, EZNEC3, NEC4WIN и желание найти удобную программу. Говорят, если чего-то правильно захотеть, то это сбудется. В январе 2001 г. Александр, RZ1ZR написал, что нашел хорошую программу MMANA (движок MININEC3), а недостаток у неё лишь один: она на японском. Её автор, Macoto Mori, JE3HHT (MMANA = Macoto Mori ANtenna Analyzer).

Поработав с японской MMANA, я понял – вещь нужная. На просьбу к Maco о выпуске английской MMANA он ответил, что заниматься MMANA ему неохота. Александр, RZ1ZR сообщил, что ему удалось перевести несколько кнопок на английский (RZ1ZR и был зачинателем английской MMANA) и он отдал свой труд мне на дальнейший перевод. Т.к. с японским было туго, то переводилось "угадыванием", по выполняемым функциям. Так удалось перевести около 200 надписей.

В таком виде программа была в 2001 выложена на web. Затем огромную помощь оказал Сергей, UA6LGO, который смог машинным переводом взять большую часть надписей. Этот вариант был послан Масо, чтобы побудить его доделать оставшееся. Но, Maco не только не стал это делать, но и отдал, прислал мне исходники программы, сказав что он ею больше заниматься не имеет времени, а я, если мне очень надо, могу это делать. Это дало возможности не только перевода, но и развития программы.

В 2001 г. на сайте журнала "Радио" выложена первая русская MMANA. Летом 2001 Nobuyuki Oba, JA7UDE предложил совместно (он – хелп, я – софт) довести "до ума" английскую MMANA. Nobuyuki рассказал, что в оригинале MMANA был диалект японского, и не мог понять как удалось с него столько перевести. Мы сделали английскую версию MMANA и разместили её на MM Hamsoft.

В конце 2002 г. мы с Александром Шевелёвым DL1PBD, Eike Barthels DM3ML, Heinz Coenen, DF1EZ сделали немецкую MMANA.

В 2004 г., когда мои программистские возможности иссякли, исходные коды были переданы Александру Шевелёву DL1PBD, который провел колоссальную работу по выпуску версии 2.01. Несмотря на то, что интерфейс программы не очень изменился, внутри она переработана почти полностью. Проект переписан под Bilder С++ 6.0. Александр усовершенствовал код MININEC3, что позволило заметно ускорить расчеты. Добавлено множество новых функций, программа стала многоязычной.

Выпуск дальнейших версий также осуществлялся усилиями Александра, DL1PBD. Глубокие изменения в коде (он почти полностью переписан) привели к тому, что в мае 2006 года название программы изменилось: MMANA-GAL (GAL — суммарная английская аббревиатура имен Гончаренко Игоря и АЛександра Шевелева).

Но все имеет свой конец. MMANA-GAL тоже. В 2011 году выпущена финальная MMANA-GAL basic версии 3.0 после чего не планируем более ею заниматься.

Однако мы будем продолжать развитие, сопровождение и поддержку профессиональной версии MMANA-GAL pro.

Но основное внимание мы уделяем работе над моделировщиком нового поколения GAL-ANA (движки MININEC3, NEC2 и NEC4).

MMANA-GAL

В отличие от MMANA-GAL pro обычная (базовая) версия MMANA-GAL бесплатна. Она ориентированы на радиолюбительские цели. Скачать ее можно отсюда.

Сразу отмечу, что с 2011 г. базовая версия MMANA-GAL более не будет развиваться и поддерживаться авторами. Но не переживайте сильно по этому поводу. Во-первых идёт GAL-ANA. Во-вторых, если авторская поддержка вам необходима – переходите на MMANA-GAL pro. В-третьих, базовая MMANA-GAL отлажена до такой степени, что не нуждается в какой-либо поддержке. Как не нуждаются в ней, например, молоток или калькулятор: они просто работают и решают свои задачи. Вот и базовая MMANA-GAL столь же простой и надежный инструмент. По этой причине невзирая использоваться MMANA-GAL будет еще долго. Поэтому приведу краткие сведения и скриншоты.

Как и во всех программах моделирования метода моментов антенна в MMANA-GAL описывается как набор одиночных прямых проводов. Пример трехэлементной антенны показан ниже. Еще на этом скриншоте показано распределение токов по антенне (красным и синим) и точки разбиения (зеленые крестики) на сегменты расчета.

Результаты расчета выводятся в виде диаграмм направленности:

В том числе, трехмерных:

Также выводится множество разных графиков-зависимостей.

Для создания и редактирования антенны имеется графическое окно "Правка провода". В нем антенна просто рисуется и редактируется мышкой. Точно так же, как карандашом на миллиметровке.

Можно даже рисовать и править антенну прямо на ее объемном изображении.

Кроме "Правки провода" есть еще и окно "Правка элемента", где можно легко и удобно вводить и править многоэлементные антенны.

Есть автоматическая оптимизация. Антенна автоматически настраивается на по заданным Вами критериям и параметрам

Создание стеков, используя существующую любую антенну как базовый элемент.

Можно объективно сравнивать результаты расчета разных антенн, наложив их друг на друга.

Имеется множество дополнительных полезных расчетов: катушки, контура, согласующие устройства, длинные линии.

Некоторые ответы (очень старые, но всё же) на вопросы пользователей программы, и их отзывы можно прочесть в старой "Переписке по MMANA",

Подробное описание возможностей программы было дано в вышедшей из печати в конце апреля 2002 года книжке "Компьютерное моделирование антенн. Всё о программе MMANA". Книга была написана и вышла в свет по инициативе и благодаря усилиям Бориса Степанова, RU3AX, за что ему отдельное и большое спасибо. В январе 2004 г вышло в свет второе издание этой книги — расширенное и дополненное.