โปรแกรมNumerical Electromagnetics CodeหรือNECเป็นโปรแกรมจำลองเสาอากาศ ที่ได้รับความนิยม สำหรับเสาอากาศ แบบลวดและแบบติดพื้นผิว เดิมทีโปรแกรมนี้เขียนขึ้นด้วยภาษาFORTRANในช่วงทศวรรษ 1970 โดย Gerald Burke และ Andrew Poggio จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore ต่อมาได้มีการเผยแพร่โปรแกรมนี้สู่สาธารณะและถูกนำไปใช้ในแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์หลายประเภท ตั้งแต่เมนเฟรมไปจนถึงพีซี

NEC เป็นระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการจำลองแบบเสาอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแบบทั่วไป เช่น เสาอากาศโทรทัศน์และวิทยุ เสาอากาศคลื่นสั้นและวิทยุสมัครเล่นและตัวอย่างอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างของเสาอากาศประเภททั่วไปแทบทุกแบบสามารถพบได้ในรูปแบบ NEC บนอินเทอร์เน็ต แม้ว่า NEC จะปรับเปลี่ยนได้สูง แต่ก็มีข้อจำกัด และระบบอื่นๆ มักถูกใช้สำหรับเสาอากาศขนาดใหญ่หรือซับซ้อนมาก หรือกรณีพิเศษ เช่น เสาอากาศไมโครเวฟ

เวอร์ชันที่พบได้บ่อยที่สุดคือNEC-2 ซึ่งเป็นเวอร์ชันสุดท้ายที่เผยแพร่สู่สาธารณะอย่างสมบูรณ์ มีแอปพลิเคชันมากมายหลากหลายประเภทที่นำโค้ด NEC-2 ไปใช้ในเฟรมเวิร์กเพื่อทำให้งานทั่วไปง่ายขึ้นหรือเป็นไปโดยอัตโนมัติ เวอร์ชันต่อมาอย่าง NEC-3 และ NEC-4 นั้นมีให้ใช้งานหลังจากลงนามในข้อตกลงใบอนุญาตแล้ว แต่ไม่ได้รับความนิยมเท่า NEC -2 นอกจากนี้ยังมีเวอร์ชันที่ใช้วิธีการพื้นฐานเดียวกันแต่เขียนด้วยโค้ดใหม่ทั้งหมด เช่นMININEC

NEC สืบย้อนประวัติไปถึงโปรแกรมก่อนหน้านี้ชื่อ BRACT ซึ่งใช้ในการวิเคราะห์เสาอากาศที่ประกอบด้วยลวดบางๆ จำนวนมากในพื้นที่ว่าง โปรแกรมนี้มีประโยชน์สำหรับการจำลองเสาอากาศบางประเภทที่ใช้กันทั่วไปบนเครื่องบินหรือยานอวกาศ หรือตัวอย่างอื่นๆ ที่พื้นดินอยู่ไกลพอที่จะไม่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณ BRACT ได้รับการพัฒนาในช่วงต้นทศวรรษ 1970 โดย MBAssociates สำหรับศูนย์ระบบอวกาศและขีปนาวุธของกองทัพอากาศสหรัฐฯบนCDC 6600ซึ่งเป็นหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่อง แรกๆ MBAssociates ซึ่งตั้งชื่อตามหุ้นส่วนผู้ก่อตั้งคือ Bob Mainhardt และ Art Biehl เป็นที่รู้จักกันดีในด้านการพัฒนาปืนจรวดGyrojet ^{[ 1 ]}

ความสำเร็จของ BRACT นำไปสู่สัญญาฉบับที่สองกับ MBAssociates คราวนี้โดยห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือและศูนย์พัฒนาการบินโรมของกองทัพอากาศสหรัฐฯเพื่อปรับรหัส BRACT ให้พิจารณาผลกระทบของพื้นดิน ซึ่งทำให้เกิดโปรแกรมจำลองเสาอากาศ หรือ AMP AMP ยังเปลี่ยนจากการใช้บัตรเจาะรูสำหรับการป้อนข้อมูล และการส่งออกไปยัง เครื่องพิมพ์แบบบรรทัด ไปใช้ไฟล์ข้อความ บนดิสก์ สำหรับการป้อนข้อมูลและการส่งออก AMP เพิ่มการสนับสนุนไฟล์บนดิสก์โดยการจำลองระบบเดิม เขียนข้อมูลจากบัตรเจาะรูใบเดียวลงในบรรทัด 80 คอลัมน์ในไฟล์ข้อความโดยไฟล์ทั้งหมดเปรียบเสมือนสำรับไพ่^{[ 2 ]} AMP2 ซึ่งเป็นรุ่นต่อมา ได้เพิ่มการคำนวณสำหรับพื้นผิวที่ขยายออกไป เช่น ตัวสะท้อนแสง^{[ 3 ]}

NEC เป็นเวอร์ชันขั้นสูงของ AMP2 ที่มีตัวเลือกและคุณสมบัติเพิ่มเติม มันถูกเขียนขึ้นโดยโปรแกรมเมอร์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ (LLNL) ภายใต้สัญญาจ้างกับศูนย์ระบบมหาสมุทรของกองทัพเรือและห้องปฏิบัติการอาวุธของกองทัพอากาศ^{[ 3 ]} NEC รุ่นดั้งเดิมได้เพิ่มระบบที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการคำนวณกระแสไฟฟ้าตามสายไฟและที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสายไฟ รวมถึงตัวเลือกที่เพิ่มความแม่นยำเมื่อสายไฟหนา โดยมีอัตราส่วนความกว้างต่อความยาวต่ำ NEC-2 ได้เพิ่มคุณสมบัติหลักสองประการให้กับ NEC รุ่นดั้งเดิม คือฟังก์ชัน Green เชิงตัวเลข สำหรับการทำงานกับระนาบขนาดใหญ่ และการขยายรหัสระนาบพื้นดินเพื่อจัดการกับวัสดุที่มีการสูญเสียบางส่วนซึ่งมีความสมจริงมากขึ้นสำหรับเสาอากาศที่อยู่ใกล้พื้นดิน เมื่อมีการเปิดตัว NEC-2 รุ่นดั้งเดิมจึงเป็นที่รู้จักในชื่อ NEC-1 ^{[ 3 ]}

มีการเปิดตัวเวอร์ชันบน แพลตฟอร์ม MS-DOSในช่วงปลายทศวรรษ 1980 โดยส่วนใหญ่ใช้คอมไพเลอร์ FORTRAN ที่สามารถคอมไพล์โค้ดดั้งเดิมได้ เวอร์ชันต่อมาได้แปลง FORTRAN เป็นภาษาโปรแกรม Cไม่ว่าจะด้วยตนเองหรือใช้เครื่องมืออัตโนมัติ เวอร์ชันเหล่านี้มักถูกจำกัดด้วยทรัพยากรของแพลตฟอร์ม เวอร์ชันสมัยใหม่ทำงานบนแพลตฟอร์มที่หลากหลาย^{[ 2 ]} โปรแกรมสมัยใหม่มักมีส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิก (GUI) แยกต่างหากที่อนุญาตให้ผู้ใช้วาดและแก้ไขเสาอากาศ เมื่อเสร็จสิ้น GUI จะแปลงการออกแบบเป็นรูปแบบไฟล์ NEC-2 deck และเรียกใช้ NEC-2 จากนั้น GUI จะวิเคราะห์เอาต์พุตของ NEC-2 และแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบกราฟิก ด้วยการเปลี่ยนไปใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ รูปแบบไฟล์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยจำนวนมากจึงปรากฏขึ้น ซึ่งต่อมาถูกอธิบายว่าเป็น "รูปแบบที่ใกล้เคียงกับรูปแบบอิสระ" ^{[ 4 ]}

การพัฒนาโค้ด NEC ดั้งเดิมยังคงดำเนินต่อไปที่ LLNL ทำให้เกิด NEC-3 ซึ่งเพิ่มความสามารถในการจำลององค์ประกอบที่ฝังอยู่ในดินหรือยื่นออกมาจากพื้นดิน และ NEC-4 ซึ่งรวมถึงการอัปเดตที่หลากหลาย NEC-4 ทำให้สิ่งที่เคยเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางเป็นทางการมากขึ้น โดยรับข้อมูลจากไฟล์ที่ระบุ ส่งผลลัพธ์ไปยังไฟล์อื่น และอนุญาตให้เพิ่มความคิดเห็นในบรรทัดใดก็ได้โดยใช้!อักขระ^{[ 5 ]} NEC-4 ยังได้แนะนำระบบการอนุญาตใช้งานแบบใหม่ และไม่มีให้ใช้งานในรูปแบบโอเพนซอร์ส^{[ 6 ]}

รหัสนี้ใช้พื้นฐานจากวิธีการแก้สมการอินทิกรัลสนามไฟฟ้า (EFIE) สำหรับลวดบางและสมการอินทิกรัลสนามแม่เหล็ก (MFIE) สำหรับพื้นผิวตัวนำแบบปิด^{[ 7 ]}โดยใช้วิธีการวนซ้ำเพื่อคำนวณกระแสในชุดของลวดและสนามที่เกิดขึ้น^{[ 8 ]}

การคำนวณเริ่มต้นด้วยการคำนวณสนามไฟฟ้าในอวกาศสำหรับสัญญาณวิทยุที่มีความถี่ที่กำหนด ซึ่งโดยปกติจะเดินทางไปตาม แกน X  ในอวกาศสามมิติ สนามนี้มีความสม่ำเสมอในแกนYและZแต่แปรผันไปตาม แกน X  ขนาดของสัญญาณ ณ จุดใด ๆ ตามแกนXจะถูกกำหนดโดยเฟส ณ ขณะนั้น เสาอากาศทำงานได้เนื่องจากสนามเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาเมื่อหน้าคลื่นเคลื่อนที่ผ่านเสาอากาศ สนามที่เปลี่ยนแปลงนี้เหนี่ยวนำให้เกิดกระแสในตัวนำ โดยแรงดันไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยขนาดของสนาม ณ ขณะนั้น เสาอากาศประกอบด้วยตัวนำที่ขยายออกไปแต่มีความยาวจำกัด ดังนั้นรูปแบบของสนามจึงส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ณ จุดต่าง ๆ รอบเสาอากาศ ในแง่ของเสาอากาศ ตัวนำแต่ละตัวที่ประกอบเป็นเสาอากาศเรียกว่าองค์ประกอบ^{[ 9 ]}

ในการคำนวณผลลัพธ์สุทธิ NEC จะแบ่งองค์ประกอบของเสาอากาศออกเป็นจุดตัวอย่างจำนวนหนึ่งที่เรียกว่าส่วนต่างๆโดยใช้การคำนวณอย่างง่ายตามเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำและความยาวคลื่นของสัญญาณเพื่อกำหนดแรงดันและกระแสเหนี่ยวนำที่แต่ละส่วนเหล่านี้ ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของสายไฟ กระแสเหนี่ยวนำในบางส่วนจะเสริมหรือต้านทานกระแสในส่วนอื่นๆ NEC จะรวมทั้งหมดนี้เพื่อกำหนดกระแสสุทธิในตัวนำแต่ละตัว^{[ 10 ]}

เมื่อกระแสสลับไหลในตัวนำ มันจะแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นวิทยุ) ออกมา ในเสาอากาศแบบหลายองค์ประกอบ สนามที่เกิดจากกระแสในองค์ประกอบหนึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสในองค์ประกอบอื่นๆ เสาอากาศจะโต้ตอบกันเองในแง่นี้ คลื่นที่แผ่ออกมาใหม่จากองค์ประกอบต่างๆ จะซ้อนทับกับสัญญาณวิทยุเดิมที่กำลังศึกษาอยู่ NEC จะคำนวณสนามที่เกิดจากการมีส่วนร่วมเหล่านี้ เพิ่มเข้าไปในสัญญาณวิทยุเดิม แล้วทำการคำนวณทั้งหมดอีกครั้งด้วยสนามที่แก้ไขแล้วนี้ เนื่องจากสัญญาณที่แผ่ออกมาใหม่โดยปกติจะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสัญญาณเดิม จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหรือการรบกวน เพียงเล็กน้อย ในกระแสขององค์ประกอบที่ได้ โปรแกรมจะทำการคำนวณซ้ำอีกครั้งด้วยกระแสขององค์ประกอบใหม่ เพื่อให้ได้สนามการแผ่รังสีใหม่ กระบวนการนี้จะทำซ้ำจนกว่าค่าที่ได้จะลู่เข้า^{[ 11 ]}

NEC ใช้วิธีการแยกต่างหากในการคำนวณส่วนประกอบของระนาบวัสดุที่ขยายออกไป เช่น ตัวสะท้อนตาข่ายลวด ในกรณีนี้ ระนาบจะถูกพิจารณาเป็นหน่วย และส่วนประกอบแม่เหล็กจะถูกคำนวณโดยตรงและป้อนกลับเข้าสู่การคำนวณเมื่อพิจารณาส่วนประกอบจากลวดแต่ละเส้นแล้ว^{[ 12 ]}มีการใช้โซลูชันอินทิกรัลที่คล้ายกันในการคำนวณผลกระทบของระนาบกราว ด์ ในทำนองเดียวกัน โหลดเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ สายส่งไฟฟ้าหุ้มฉนวนที่อยู่เหนือและฝังอยู่ในพื้นดิน และส่วนประกอบทั่วไปอื่นๆ ของระบบเสาอากาศแบบขยายก็ได้รับการจำลองโดยใช้วิธีการเชิงตัวเลขที่ง่ายกว่าเช่นกัน^{[ 13 ]}

โดยปกติการคำนวณจะบรรจบกันอย่างรวดเร็ว จากนั้นจะสุ่มตัวอย่างเอาต์พุตที่จุดที่ผู้ใช้กำหนด ซึ่งก็คือโหลดในเสาอากาศจริง จุดนี้มักจะเป็นจุดที่สายไฟเชื่อมต่อกับเครื่องส่งหรือเครื่องรับ ผลลัพธ์ที่ได้คือค่าที่บ่งบอกถึงพลังงานที่ส่งไปยังโหลดเมื่อรับสัญญาณ หรือปริมาณพลังงานที่เสาอากาศดูดซับระหว่างการส่งสัญญาณ^{[ 14 ]}

จากนั้น NEC จะทำการคำนวณชุดนี้ซ้ำอีกครั้งโดยเปลี่ยนสัญญาณเพื่อให้เข้าใกล้เสาอากาศจากมุมต่างๆ ตาม แกน XและY  และจัดเก็บผลลัพธ์สำหรับแต่ละชุดมุม ผลลัพธ์จะถูกปรับให้เป็นมาตรฐานตามสัญญาณที่แรงที่สุดที่ได้รับ (เกือบตลอดเวลาที่XและY  = 0 หรือ "ตรงหน้า") เพื่อสร้างรูปแบบ 3 มิติที่แสดงค่าเกนสัมพัทธ์สำหรับแต่ละมุมค่าเกนสัมพัทธ์กับเสาอากาศแบบไอโซโทรปิก (dBi) อัตราส่วนด้านหน้าต่อด้านหลังอัตราส่วนคลื่นนิ่งและรูปแบบการรับสัญญาณโดยทั่วไป ล้วนเห็นได้ชัดจากตัวเลขเหล่านี้^{[ 15 ]}โปรแกรมมักจะประมวลผลสิ่งนี้ให้เป็นรูปแบบทั่วไปมากขึ้น เช่นแผนภูมิสมิธ^{[ 16 ]}

อัลกอริทึมนี้ไม่มีข้อจำกัดด้านขนาดตามทฤษฎี และสามารถนำไปใช้กับอาร์เรย์ขนาดใหญ่มาก หรือสำหรับการสร้างแบบจำลองโดยละเอียดของระบบเสาอากาศขนาดเล็กมาก อัลกอริทึมนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเชื่อถือได้ (มีแนวโน้มที่จะบรรลุผลลัพธ์) และแม่นยำ (มีแนวโน้มที่จะสร้างผลลัพธ์ที่เทียบเคียงได้กับประสิทธิภาพที่วัดได้) ในการสร้างแบบจำลองโครงสร้างองค์ประกอบบาง เช่นเสาอากาศ Yagiและหอส่งสัญญาณ เอ็นจิ้น NEC ยังรองรับการสร้างแบบจำลองเสาอากาศแบบแพทช์ด้วย สามารถใช้ได้กับ แต่ไม่เหมาะกับเสาอากาศแบบ slotted waveguideเสาอากาศแบบ fractalหรือการออกแบบที่คล้ายกันซึ่งองค์ประกอบนำไฟฟ้าของส่วนประกอบไม่ได้มีลักษณะเป็นแท่ง^{[ 15 ]}

อัลกอริทึมวิธีโมเมนต์มีข้อจำกัดในทางปฏิบัติเช่นกัน จำนวนการคำนวณที่จำเป็นในการจำลองโครงสร้างสามมิติของ องค์ประกอบการแผ่รังสี Nตัวนั้นเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับกำลังสามของNการจำลองเสาอากาศที่มีส่วนลวด 100 ส่วนต้องใช้การคำนวณ 100³ ⁼  1 ล้านครั้ง การเพิ่มจำนวนองค์ประกอบขึ้น 10 เท่าต้องใช้การคำนวณ 1000³ ⁼  1 พันล้านครั้ง ซึ่งจะเพิ่มเวลาในการคำนวณขึ้น 1000 เท่า โดยสมมติว่าการจำลองเสร็จสมบูรณ์ภายใต้ข้อจำกัดของหน่วยความจำที่กำหนดไว้ทั้งหมด ดังนั้นจึงมีแนวทางอื่น ๆ เช่น ทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต ซึ่งเป็นที่นิยมสำหรับการจำลองโครงสร้างขนาดใหญ่^{[ 16 ]}

โปรแกรมส่วนใหญ่ที่ใช้ NEC มีคุณสมบัติที่เรียกใช้การคำนวณ NEC เป็นชุดเพื่อสร้างเอาต์พุตแบบผสม ตัวอย่างทั่วไปคือการเรียกใช้ชุดการคำนวณทั้งหมดสำหรับความถี่อินพุตที่แตกต่างกัน จากนั้นพล็อตตัวอย่างบนแผนภูมิเดียว อาจใช้สิ่งนี้เพื่อสุ่มตัวอย่างผ่าน ความถี่โทรทัศน์ UHFเช่น สร้างไดอะแกรมที่แสดงการขยายสัญญาณตลอดช่วงความถี่ คุณสมบัติทั่วไปอีกอย่างหนึ่งคือตัวแก้ปัญหาแบบวนซ้ำที่ปรับพารามิเตอร์ที่กำหนดระหว่างการทำงาน เช่น ระยะห่างระหว่างองค์ประกอบ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด การดำเนินการเหล่านี้เป็นอิสระอย่างมากและสามารถขนานกันได้อย่างง่ายดายบนเครื่องที่ทันสมัย^{​​[ 16 ]}

ไฟล์ข้อมูลเข้าของ NEC คือลำดับของบรรทัด ไฟล์ข้อมูลเข้านี้เรียกว่า "เด็ค" (มาจาก "card deck" ซึ่งหมายถึงรูปแบบบัตรเจาะรูแบบดั้งเดิม) และใช้ ส่วนขยายไฟล์ .npm .deckหรือ.nec.npm แต่ละบรรทัดของข้อความ หรือ "บัตร" จะเริ่มต้นด้วยตัวระบุหลายสิบตัวที่บ่งบอกวิธีการตีความบรรทัดนั้น ตัวระบุที่พบบ่อยที่สุดตัวหนึ่งในรหัส NEC คือ `Implement` GWซึ่งกำหนดสายไฟ (องค์ประกอบ) เส้นเดียวในเสาอากาศ คำจำกัดความของมันคือ:

GWITG NS XW1 YW1 ZW1 XW2 YW2 ZW2 RAD

ข้อความตัวอักษรGWระบุว่านี่คือบรรทัดที่อธิบายรูปทรงเรขาคณิตของลวดตรง พารามิเตอร์ITGซึ่งย่อมาจาก "integer tag" คือตัวเลขที่ผู้ใช้กำหนดเพื่อระบุ ("tag") องค์ประกอบนี้ พารามิเตอร์ NSกำหนดจำนวนส่วนที่ควรแบ่งลวดออกระหว่างการคำนวณ การใช้ส่วนมากขึ้นจะทำให้ลวดถูกแบ่งออกเป็นส่วนเล็ก ๆ และอาจให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมากขึ้นโดยแลกกับเวลาในการคำนวณที่เพิ่มขึ้น พารามิเตอร์หกตัวถัดไปเป็นตัวเลขจริงที่กำหนด ตำแหน่ง X , YและZของจุดปลายทั้งสองของลวด สุดท้าย พารามิเตอร์ RADคือรัศมีของลวด หากตั้งค่าเป็นศูนย์ บรรทัดถัดไปจะต้องเป็นบรรทัดGCที่มีข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อกำหนดแท่งเรียว^{[ 17 ]}

ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นแบบจำลองของชุดอินพุตที่สมบูรณ์ ซึ่งจำลองเสาอากาศแบบลอการิทึมเชิงคาบเช่นเดียวกับที่ใช้สำหรับการรับสัญญาณโทรทัศน์ VHF:

ซีเอ็ม เทสเต็กซ์5 เสาอากาศแบบลอการิทึมคาบ 12 องค์ประกอบ CM ในพื้นที่ว่าง CM 78 เซกเมนต์ SIGMA=O/L รูปแบบการรับและส่งสัญญาณ อัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของไดโพล CM = 150 CE TAU=0.93. SIGMA=0.70. อิมพีแดนซ์บูม=50 โอห์ม GW 1 5 0.0000 -1.0000 0.0000000 0.00000 1.0000 0.000 .00667 GW 2 5 -.7527 -1.0753 0. -.7527 1.0753 0. .00717 GW 3 5 -1.562 -1.1562 0. -1.562 1.1562 0. .00771 GW 4 5 -2.4323 -1.2432 0. -2.4323 1.2432 0. .00829 GW 5 5 -3.368 -1.3368 0. -3.368 1.3368 0. .00891 GW 6 7 -4.3742 -1.4374 0. -4.3742 1.4374 0. .00958 GW 7 7 -5.4562 -1.5456 0. -5.4562 1.5456 0. .0103 GW 8 7 -6.6195 -1.6619 0. -6.6195 1.6619 0. .01108 GW 9 7 -7.8705 -1.787 0. -7.8705 1.787 0. .01191 GW 10 7 -9.2156 -1.9215 0. -9.2156 1.9215 0. .01281 GW 11 9 -10.6619 -2.0662 0. -10.6619 2.0662 0. .01377 GW 12 9 -12.2171 -2.2217 0. -12.2171 2.2217 0. .01481 จีอี FR 0 0 0 0 46.29 0. TL 1 3 2 3 -50. TL 2 3 3 3 -50. TL 3 3 4 3 -50. TL 4 3 5 3 -50. TL 5 3 6 4 -50. TL 6 4 7 4 -50. TL 7 4 8 4 -50. TL 8 4 9 4 -50. TL 9 4 10 4 -50. TL 10 4 11 5 -50. TL 11 5 12 5 -50. ,0.,0.,0.,.02 EX 0 1 3 10 1 RP 0 37 1 1110 90. 0. -5. 0. เอ็น 

ตัวอย่างเริ่มต้นด้วยCMบรรทัด (ความคิดเห็น) หลายบรรทัด ตามด้วยความคิดเห็นสุดท้ายในCEบรรทัด (สิ้นสุดความคิดเห็น) จะCEต้องตามด้วยบรรทัดเรขาคณิต (บรรทัดที่มีคำสั่งขึ้นต้นด้วยตัวอักษรG. ^{[ 18 ]}

ในกรณีนี้ ส่วนเรขาคณิตประกอบด้วยGWองค์ประกอบสิบสองชิ้นที่ประกอบกันเป็นเสาอากาศ แต่ละองค์ประกอบจะยาวกว่าองค์ประกอบก่อนหน้า และเพื่อรักษาความแม่นยำ องค์ประกอบส่วนหลังจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อยมากขึ้น การวัดทั้งหมดใน NEC ใช้หน่วยเมตร ดังนั้นองค์ประกอบแรกจึงมีความกว้าง 2 เมตร โดยวิ่งจาก -1 ถึง 1 GEเส้นนี้แสดงถึงจุดสิ้นสุดของส่วนเรขาคณิต ณ จุดนี้ NEC จะสแกนเรขาคณิตเพื่อหาจุดปลายที่ทับซ้อนกัน จากนั้นจึงเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อสร้างตัวนำที่ยาวขึ้นเพียงเส้นเดียวGEเส้นนี้ยังมีอินพุตเดียวที่ระบุว่ามีระนาบกราวด์อยู่หรือไม่ ในตัวอย่างนี้ไม่ได้ระบุไว้ ดังนั้นเสาอากาศจึงตั้งอยู่เหนือ "กราวด์มาตรฐาน" ^{[ 18 ]}

จากนั้น เส้นFRจะตั้งค่าความถี่ทดสอบเป็น 46.29 MHz FRเส้นสามารถกำหนดจำนวนและขนาดของขั้นตอนความถี่ได้หากระบบถูกใช้เพื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพในช่วงความถี่ต่างๆ แต่ในกรณีนี้ไม่ได้ใช้TLเส้น (สายส่ง) เชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ เข้าด้วยกัน สามารถมองเห็นได้ในการออกแบบแบบ log-periodic ส่วนใหญ่ในรูปแบบของแท่งบางๆ สองแท่งที่วิ่งลงมาตามบูมระหว่างองค์ประกอบเสาอากาศหลัก แม้ว่าบางแบบจะใช้บูมเองหรือซ่อนสายไฟไว้ภายในบูมก็ตาม เส้นEX(การกระตุ้น) ระบุตำแหน่งของพลังงานที่จ่ายให้กับการออกแบบ ในกรณีนี้ ความต่างศักย์ไฟฟ้า 1 โวลต์ถูกนำไปใช้ที่ตรงกลางของสายไฟที่ติดแท็ก 1 ในขณะที่RP(รูปแบบการแผ่รังสี) กำหนดรายละเอียดเฉพาะของสัญญาณ^{[ 18 ]}

สุดท้ายENบรรทัด (สิ้นสุดการป้อนข้อมูล) แสดงว่าการประมวลผลเสร็จสมบูรณ์แล้ว ณ จุดนี้ โค้ด NEC จะเริ่มการจำลองและสร้างรายงาน รายงานจะเริ่มต้นด้วยการพิมพ์ข้อมูลป้อนเข้าส่วนใหญ่ซ้ำ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ตรวจสอบข้อผิดพลาดได้ จากนั้นจะมีส่วนยาวๆ ที่แสดงให้เห็นว่าระบบแบ่งเสาอากาศออกเป็นส่วนๆ อย่างไร สุดท้าย จะเริ่มแสดงรายการค่าที่คำนวณได้ในรูปแบบตาราง ตัวอย่างเล็กๆ ของผลลัพธ์จากตัวอย่างข้างต้นมีดังนี้:

 - - - รูปแบบการแผ่รังสี - - - - - มุม - - - อัตราขยายทิศทาง - - - โพลาไรเซชัน - - - - E(ธีตา) - - - - - E(ฟี) - - - THETA PHI VERT. HOR. TOTAL AXIAL TILT SENSE MAGNITUDE PHASE MAGNITUDE PHASE องศา องศา DB DB DB อัตราส่วน องศา โวลต์/เมตร องศา โวลต์/เมตร องศา 90.00 .00 -999.99 9.75 9.75 .00000 90.00 เชิงเส้น 0.00000E+00 .00 2.46922E+00 -66.00 85.00 .00 -999.99 9.70 9.70 .00000 90.00 เชิงเส้น 0.00000E+00 .00 2.45352E+00 -65.20 [ลบหลายบรรทัดออก] 30.00 .00 -999.99 2.10 2.10 .00000 90.00 เชิงเส้น 0.00000E+00 .00 1.02313E+00 38.02 25.00 .00 -999.99 -.14 -.14 .00000 90.00 เชิงเส้น 0.00000E+00 .00 7.90310E-01 59.26 [ลบบรรทัดเพิ่มเติม] 

ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าเสาอากาศมีอัตราขยายสูงสุด 9.75 dBi ซึ่งมากกว่าอัตราขยายของเสาอากาศแบบไอโซโทรปิกถึงสามเท่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เมื่อสัญญาณเคลื่อนไปด้านข้างเพียงห้าองศา อัตราขยายจะลดลงเหลือ 9.5 เมื่อถึงมุม 75 องศาจากด้านหน้า เสาอากาศจะเริ่มมีอัตราขยายติดลบ ซึ่งบ่งชี้ว่าเสาอากาศนี้มีทิศทางค่อนข้างเฉพาะเจาะจง และคาดว่าจะมีอัตราส่วนด้านหน้าต่อด้านหลังสูง^{[ 18 ]}

BRACT เป็นวิธีการใช้งานโมเมนต์แบบบริสุทธิ์ เหมาะสำหรับใช้กับเสาอากาศที่ประกอบด้วยตัวนำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสม่ำเสมอซึ่งจัดเรียงอยู่ในพื้นที่ว่างและเชื่อมต่อกันที่ปลาย (ถ้ามี) ไม่ได้จำลองผลกระทบของพื้นดิน (หรือน้ำ) และมีประโยชน์หลักสำหรับการใช้งานในเครื่องบินและยานอวกาศ^{[ 1 ]}

AMP ได้ปรับปรุง BRACT โดยเพิ่มระบบสำหรับการคำนวณผลกระทบของระนาบกราวด์^{[ 3 ]}

AMP2 เพิ่มความสามารถในการสร้างแบบจำลองพื้นผิวปิดที่ขยายออกไป^{[ 3 ]}

NEC ดั้งเดิม ซึ่งต่อมาเรียกว่า NEC-1 หลังจากมีการเปิดตัว NEC-2 เป็นการดัดแปลงจาก AMP2 รุ่นก่อนหน้า โดยเพิ่มการขยายกระแสที่แม่นยำยิ่งขึ้นตามสายไฟและที่จุดเชื่อมต่อสายไฟหลายจุด และมีตัวเลือกในการจำลองสายไฟเพื่อให้ได้ความแม่นยำมากขึ้นสำหรับสายไฟหนา มีการเพิ่มแบบจำลองใหม่สำหรับแหล่งจ่ายแรงดันและมีการปรับเปลี่ยนอื่นๆ อีกหลายอย่างเพื่อเพิ่มความแม่นยำ^{[ 3 ]}

NEC-2 เป็นเวอร์ชันสูงสุดของรหัสที่อยู่ในโดเมนสาธารณะโดยไม่ต้องมีใบอนุญาต แต่ไม่สามารถจำลองสายดินหรือหลักปักดินได้

NEC-3 ได้แก้ไข NEC-2 เพื่อรวมโมเดล Sommerfeld เพื่อจำลองสายไฟที่ฝังอยู่ในหรือใกล้กับพื้นดินอย่างถูกต้อง^{[ 19 ]}

NEC-4 ปรับปรุง NEC-3 เพื่อจำลองเสาอากาศขนาดเล็กมากได้ดียิ่งขึ้น เช่น เสาอากาศในโทรศัพท์มือถือและ เราเตอร์ WiFiเวอร์ชันล่าสุด 4.2 ประกอบด้วยโมเดล Sommerfeld เวอร์ชันที่ดีกว่าที่ใช้ใน NEC-3 สำหรับสายไฟในและใกล้พื้นดิน เพิ่มแหล่งจ่ายกระแสแทนที่จะเป็นแหล่งจ่ายแรงดันเพียงอย่างเดียวเหมือนในโมเดลก่อนหน้า และใช้ระบบการจัดการหน่วยความจำใหม่ที่ช่วยให้สามารถออกแบบขนาดใหญ่ได้ตามต้องการ^{[ 19 ]}

NEC-4 ยังคงเป็นทรัพย์สินของห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย NEC-4 ต้องมีใบอนุญาต^{[ 20 ]}

NEC-5 แก้สมการอินทิกรัลสนามไฟฟ้าสำหรับลวดและพื้นผิวโดยใช้วิธีศักย์ผสมแบบใหม่ที่พัฒนาโดย Rao, Wilton และ Glisson ^{[ 21 ]} NEC-5 ยังคงเป็นทรัพย์สินของห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermoreและมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย NEC-5 ต้องมีใบอนุญาต^{[ 20 ]}

Gerald Burke ผู้สร้างและดูแลรักษารหัส NEC-5 เพียงผู้เดียว เสียชีวิตในปี 2021 ไม่นานหลังจากปล่อยเวอร์ชันแรก^{[ 22 ]}แม้ว่าโปรแกรมจะยังคงเปิดให้ใช้งานอยู่ แต่ก็ไม่ได้มีการดูแลรักษาอย่างจริงจังและไม่ได้รับการสนับสนุนอีกต่อไป^{[ 23 ]}แม้ว่าผู้ใช้ปลายทางจะแก้ไขข้อบกพร่องที่สำคัญบางประการแล้วก็ตาม

MININEC เป็นการนำแนวคิดใน NEC มาใช้โดยอิสระ โดยใช้อัลกอริทึมวิธีโมเมนต์เดียวกันในการคำนวณผลลัพธ์ แต่ใช้โค้ดดั้งเดิมทั้งหมด เวอร์ชันแรกเขียนขึ้นในปี 1980 ในภาษา BASIC สำหรับคอมพิวเตอร์ Apple IIขนาด 32 kB และหลังจากได้รับคำแนะนำจากศาสตราจารย์ Wilton ที่มหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี การเผยแพร่สู่สาธารณะครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1982 สำหรับเครื่องขนาด 64 kB เวอร์ชันปรับปรุง MININEC2 ได้รับการเผยแพร่ในปี 1984 ตามด้วยการพอร์ตไปยังIBM PCในชื่อ MININEC3 ในปี 1986 เช่นเดียวกับ NEC ดั้งเดิม ปัจจุบัน MININEC ทำงานบนหลายแพลตฟอร์ม แม้ว่าความนิยมจะลดลงเนื่องจากโค้ด NEC ดั้งเดิมในรูปแบบ C มีให้ใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้น^{[ 24 ]}

MININEC มีข้อบกพร่องที่ทราบกันดีบางประการเมื่อเทียบกับ NEC ซึ่งข้อบกพร่องที่รู้จักกันดีที่สุดคือความถี่เรโซแนนซ์อาจคลาดเคลื่อนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม MININEC สามารถจัดการกับเส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟที่แตกต่างกันได้ดีกว่า NEC-2 และอาจจะดีกว่า NEC-4 ด้วย ซึ่งรวมถึงสายไฟขนานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน สายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันที่ต่อกันเป็นมุม และองค์ประกอบเสาอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเรียว การวางแหล่งกำเนิดที่จุดตัดของสายไฟสองเส้นเป็นปัญหาสำหรับ NEC-2 แต่ไม่ใช่สำหรับ MININEC MININEC จะลู่เข้าช้าลง (ต้องใช้ส่วนย่อยมากขึ้น) เมื่อสายไฟต่อกันเป็นมุม เมื่อส่วนของสายไฟที่มีความยาวแตกต่างกันอย่างมากอยู่ติดกัน และมีแบบจำลองกราวด์ที่อ่อนแอกว่า^{[ 25 ]}

• nec2++ - การเขียนโปรแกรม NEC-2 ใหม่ทั้งหมดด้วยภาษา C++ ภายใต้ลิขสิทธิ์ GPLv2 พร้อมด้วยอินเทอร์เฟซ C/C++ และการเชื่อมต่อกับ Python สามารถนำไปรวมเข้ากับโปรแกรมเพิ่มประสิทธิภาพอัตโนมัติได้อย่างง่ายดาย
• EZnec - โปรแกรมจำลองเสาอากาศที่รู้จักกันดีซึ่งใช้พื้นฐาน NEC3 และ NEC4 เดิมที EZnec เคยเป็นโปรแกรมเชิงพาณิชย์ แต่ปัจจุบันสามารถใช้งานได้ฟรี หนังสือ "Antenna Book" ของ ARRLใช้ EZnec อย่างกว้างขวางและมีไฟล์ตัวอย่างมากมาย (ในรูปแบบ .EZ) สำหรับจำลองเสาอากาศวิทยุสมัครเล่น สามารถเปิดไฟล์ .EZ ได้ (EZnec ยังใช้งานได้บน Linux โดยใช้ WineหรือบนRaspberry Piโดยใช้ Wine ภายใน ExaGear)
• 4nec2 - โปรแกรมจำลองเสาอากาศ NEC2/NEC4 สำหรับMicrosoft Windows ที่ใช้งานได้ฟรี เป็นเครื่องมือสำหรับออกแบบเสาอากาศ 2 มิติและ 3 มิติ และจำลองรูปแบบการแผ่รังสีในระยะใกล้และระยะไกล
• เว็บไซต์อย่างไม่เป็นทางการของรหัสแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงตัวเลข (NEC2) - เอกสารประกอบและตัวอย่างโค้ด NEC2
• MMANA-GAL basic - โปรแกรมจำลองเสาอากาศแบบฟรีที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของ MININEC สามารถเปิดไฟล์ .MAA ได้ (MMANA-GAL ยังใช้งานได้บน Linux โดยใช้ Wine หรือบน Raspberry Pi โดยใช้ Wine ภายใน ExaGear)
• xnec2c - โปรแกรมแปลง NEC2 เป็นภาษา C พร้อมรองรับมัลติเธรดและไลบรารีทางคณิตศาสตร์ที่เร่งความเร็ว ใช้ GTK3 เพื่อแสดงรูปแบบการแผ่รังสีแบบ 3 มิติ และกราฟ 2 มิติสำหรับค่าอิมพีแดนซ์ อัตราขยาย ทิศทาง และแผนภูมิสมิธ เปิดไฟล์ .NEC รองรับการปรับแต่ง Simplex ภายนอก และอื่นๆ อีกมากมาย ( ที่เก็บ GitHub อย่างเป็นทางการ )
• xnec2c-optimize - ตัวปรับแต่งที่ทำงานร่วมกับ xnec2c เพื่อปรับแต่งรูปทรงเรขาคณิตของเสาอากาศ (เช่น อัตราขยายสูง ค่า VSWR ต่ำ) ด้วยอัลกอริธึมการปรับแต่ง Simplex
• NEC Lab - NEC Lab เป็นเครื่องมือทรงพลังที่ใช้รหัสแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงตัวเลข (NEC2) และปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการออกแบบเสาอากาศ
• CocoaNEC - ส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิก (GUI) โอเพนซอร์สสำหรับ Apple Mac OS X ประกอบด้วย NEC2 และรองรับ NEC4 โดยต้องใช้ใบอนุญาตแยกต่างหาก

• AN-SOF - ซอฟต์แวร์จำลองสำหรับระบบปฏิบัติการ Windows สำหรับเสาอากาศในพื้นที่ว่างและเหนือพื้นดินที่มีการสูญเสีย เสาอากาศแบบไมโครสตริปแพทช์ และแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มีสายกราวด์แบบรัศมีรวมอยู่ด้วย และอนุญาตให้เชื่อมต่อกับกราวด์ที่ไม่สมบูรณ์ได้ ไม่ได้อิงตามมาตรฐาน NEC
• AutoEZ - โปรแกรม Excel ที่ทำงานร่วมกับ EZNEC เวอร์ชัน 5.0 และ 6.0 AutoEZ ช่วยให้คุณสามารถรันกรณีทดสอบ EZNEC หลายกรณีพร้อมกันได้ โดย AutoEZ จะทำการเปลี่ยนแปลงตัวแปรอย่างน้อยหนึ่งตัวโดยอัตโนมัติระหว่างการรันแต่ละครั้ง
• NEC4WIN NEC4WIN /VM - โปรแกรมจำลองระบบปฏิบัติการ Windows XP และ Vista ที่ใช้ Mininec 3 เป็นพื้นฐาน
• โปรแกรมยูทิลิตี้เสาอากาศ AC6LA - รวบรวมโปรแกรมยูทิลิตี้เสาอากาศเชิงพาณิชย์ต่างๆ
• Nec-Win plus - ชุดโปรแกรมสร้างแบบจำลองเชิงพาณิชย์
• GAL-ANA - แพ็กเกจจำลองเสาอากาศเชิงพาณิชย์ที่ใช้ NEC2 และ MININEC เป็นพื้นฐาน
• GNEC - ชุดซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ของ NEC ที่มีอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิก
• MMANA-GAL PRO - แพ็กเกจสร้างแบบจำลองเชิงพาณิชย์ รองรับได้สูงสุด 45,000 เซ็กเมนต์

• DF9CY - ชุดไฟล์จำลอง EZNEC - ไฟล์สร้างแบบจำลองเสาอากาศสำหรับ EZnec และ 4nec2
• ไฟล์จำลองเสาอากาศ ARRL - ไฟล์ .NEC, .YAG และ .EZ ที่รวบรวมจากแหล่งต่างๆ
• KK4OBI - เสาอากาศไดโพลแบบโค้งและแบบอื่นๆ - เว็บไซต์นี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นแหล่งข้อมูลสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นโดยเฉพาะ เพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากดัดเสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่น (.NEC ไฟล์สำหรับเสาอากาศไดโพล)
• หนังสือ "การสร้างแบบจำลองเสาอากาศขั้นพื้นฐานและระดับกลาง" โดย LB Cebik - มีแบบจำลองสำหรับฝึกหัดใช้กับ EZnec (ดูเพิ่มเติมที่ " บันทึกการสร้างแบบจำลองเสาอากาศของ Cebik - 7 เล่ม รวมทั้งแบบจำลอง ")
• การจำลองเสาอากาศไดโพลแบบครึ่งคลื่นป้อนปลาย (EFHW)
• VK3IL - เสาอากาศแบบป้อนปลายหลายย่านความถี่ 80-10 เมตร - ไฟล์โมเดล NEC2 ของเสาอากาศหลายย่านความถี่ "MyAntennas EFHW-8010 "
• หนังสือจำหน่ายปลีกเล่มอื่นๆ (เช่น The ARRL Antenna Book, Advanced Antenna Modeling ของ Marcel De Canck และอื่นๆ) ก็มีไฟล์แบบจำลองเสาอากาศรวมอยู่ด้วย
• ซอฟต์แวร์ NEC ส่วนใหญ่ ทั้งแบบฟรีและแบบขายปลีก จะมีโฟลเดอร์ 'ตัวอย่าง' ซึ่งประกอบด้วยไฟล์แบบจำลองเสาอากาศ

• คลังเอกสารของ LB Cebik เกี่ยวกับเสาอากาศและการสร้างแบบจำลองเสาอากาศ ( ลิงก์สำรอง ) - Larry Wolfgang, WR1B, บรรณาธิการ QEX เรียก Cebik ว่า "น่าจะเป็นผู้เขียนบทความเกี่ยวกับเสาอากาศวิทยุสมัครเล่นที่ได้รับการตีพิมพ์และอ่านมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา"
• วิธีเริ่มต้นสร้างแบบจำลองเสาอากาศโดยใช้ EZNEC - การสร้างแบบจำลองเสาอากาศสำหรับผู้เริ่มต้น (W8WWV, พฤษภาคม 2011)
• การจำลองเสาอากาศด้วยคอมพิวเตอร์แบบง่าย - สไลด์โชว์ที่รวบรวมจากอินเทอร์เน็ตสำหรับชมรมวิทยุสมัครเล่น AARA (KE5KJD, 2010)
• ระบบกราวด์แบบรัศมีที่ให้กำลังขยายสูงสุดสำหรับเสาอากาศแนวตั้ง - การวิเคราะห์จำนวนกราวด์แบบรัศมีที่เหมาะสมที่สุดในเชิงทฤษฎีสำหรับเสาอากาศแนวตั้งแบบต่างๆ (จำลองด้วย EZNEC4)
• รหัสแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงตัวเลข (Numerical Electromagnics Code ) - เว็บไซต์เก่าที่รวบรวมเอกสารเกี่ยวกับ NEC2 จากกลุ่มนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรชั้นนำ
• หน้าเว็บเกี่ยวกับการจำลองเสาอากาศของ ARRL - มีลิงก์ไปยังบทความสอนการใช้งาน NEC ของ LB Cebik ที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร QST (สำหรับสมาชิก QST ที่ชำระค่าสมาชิกเท่านั้น - แต่บทความต้นฉบับก็มีให้ดาวน์โหลดฟรีในเว็บไซต์อื่นๆ ด้วย)
• หน้าข้อมูลเพิ่มเติมของ ARRL สำหรับหนังสือ Antenna Modeling for Beginners - ประกอบด้วยงานนำเสนอ ลิงก์ไปยังบทเรียน และเอกสารอ้างอิง
• การติดตั้งและการทำความคุ้นเคยกับ xnec2c ใน Debian Linux

• วิดีโอการสร้างแบบจำลองเสาอากาศของ David Casler (KEØOG)
  • เสาอากาศไดโพลควรสูงแค่ไหน? มาดูแบบจำลองเสาอากาศกัน - บทนำสู่ EZnec
  • แผนภูมิการถอดรหัสแบบจำลองเสาอากาศ
  • การสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงไดโพลทั่วไป
  • การสร้างแบบจำลองเสาอากาศรูปตัววีคว่ำแบบง่าย
  • การจำลองเสาอากาศไดโพลแบบดัดแปลงด้วย EZNEC 6+
  • ไดโพลสองย่านความถี่ 20/40 แบบจำลอง
  • สิ่งที่ผมค้นพบจากการจำลองแบบคานหกเหลี่ยม MFJ-1846
• วิดีโอการจำลองแบบซอฟต์แวร์เสาอากาศของ Callum (M0MCX) - เพลย์ลิสต์ YouTube
• เพลย์ลิสต์ YouTube ของ Karl Schneider (KE0JWK) เรื่องการจำลองเสาอากาศด้วย 4NEC2

• คลังข้อมูลรหัสแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงตัวเลข (NEC) อย่างไม่เป็นทางการ
• สถานีเสาอากาศ W8IO - NEC และ Mininec