中国地质大学（武汉） 学士学位论文
第二章 NEC天线仿真软件
数值电磁码（NEC-2）是一种分析一个任意结构组成的电线和表面的自由空间或接地表面的电磁响应的计算机代码。分析是由诱导电流所形成的积分方程的数值解法而完成的。
§2.1 NEC天线仿真软件简介
数值电磁码（NEC-2）是一个面向用户的计算机代码，用来分析天线和其他金属结构的电磁响应的。它是建立在由源或者入射场在结构上产生的电流的数值解积分方程的基础上的。这种做法避免了许多其他方法所要求的简单的假设，并提供了一个高度精确的和灵活的电磁分析工具[4]。
NEC天线仿真软件主要利用矩量法进行天线的仿真与计算。矩量法（method of moment）在电磁场分析中有着广泛的应用。其概念相当简单，基本上是用未知场的积分方程去计算给定媒质中场的分布。
在静电学中，在由点?x',y'z'?的电荷分布在点?x,y,z?产生的电位分布可以表示为
14??V?x,y,z????v?x',y',z'?dv'R (2-1)
v'这里?v?x',y'z'?实质上是电位分布的源，R是点?x,y,z?和点?x',y'z'?间的距离。然而一般情况下?v?x',y',z'?是未知的，而源区电位的分布是给定的。因此，为了求出空间每个地方的电位分布，我们必须估计源区的电荷分布?v?x',y'z'?。
设?v?x',y'z'?的一个解是
?v?x',y'z'???1?1?x',y'z'???2?2?x',y'z'???????n?n?x',y'z'??
n??i?1i?i?x',y'z'?(2-2)
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这里?i?x',y'z'?是源区一些离散位置上预先选定的电荷分布，?i是待定未知系数，以式（2-2）代入式（2-1）得
nVj?V?xj,yj,zj??14?????1i?1v'i?i?x',y'z'?dv'R (2-3)
nVj???ii?14????i?x',y'z'?dv'iRjivi (2-4)
这里j?1,2,???,n。所以考虑在?i?x',y'z'?位置的电荷，V?x,y,z?可以表示为下述电位的线性组合，即：
Vji?14????i?x',y'z'?dv'iRjivii?1,2,???,n (2-5)
所以
nVj???Vii?1ji (2-6)
由于V?x,y,z?在源区是已知的，所以未知系数?1,?2,???,?n可以由
V1??1V11??2V12??????nV1nV2??1V21??2V22??????nV2n?Vj??1Vj1??2Vj2??????nVjn?Vn??1Vn1??2Vn2??????nVnn (2-7)
确定，或表示成矩阵形式
?V1??V11?????????Vj???Vj1?????????V??Vn1?n??V1j??Vjj??Vnj??V1n???1?????????Vjn???j? (2-8)
??????????Vnn????n? 5
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利用式（2-2），就可以确定源区的电荷分布?i?x',y'z'?。接着就可以用式（2-3）?求出后，
预测空间任意点的电位分布。
§2.2 结构建模准则
NEC进行建模的基本结构有两种，一种是短而直的线模型，另一种是平面模型。保障天线模型的仿真结果精确的关键在于恰当地选取线段