Rudolf Schuba, DA6BOC, publikoval webový simulátor antén Antennenrechner, ktorý sa používa bez registrácie a bez inštalácie. Nástroj je vyvinutý výhradne z open-source komponentov a smie sa používať bezplatne. Aktuálna verzia v čase prípravy článku je 1.8.0-beta z 11. októbra 2026. Autor výslovne upozorňuje, že za správnosť výpočtov neručí: výsledky treba pred stavbou overiť a anténu vyladiť na mieste inštalácie.
Praktická hodnota nástroja spočíva v kratšej ceste od nápadu k výkresu. Namiesto lokálnej inštalácie 4nec2 alebo EZNEC a ručného písania kariet stačí zvoliť typ antény, pásmo a stlačiť tlačidlo Starting values. Výsledkom je aj hotový stavebný plán v PDF.
V článku sa dočítate
Výpočtové jadro a architektúra
Simulácia beží na nec2c, čo je preklad pôvodného kódu NEC-2 z Lawrence Livermore National Laboratory do jazyka C (N. Kyriazis, verzia 1.3.1, GPL-3.0). Ide o metódu momentov, rovnakú ako v dobre známych programoch pre drôtové antény. Podľa záznamu o verzii 1.0.0-beta nec2c beží v kontajneri Docker a zdrojový kód nec2c je súčasťou aplikácie ako samostatný program.
| Komponent | Úloha | Verzia |
|---|---|---|
| nec2c | výpočtové jadro NEC-2 | 1.3.1 |
| Python | server | 3.12.15 |
| Starlette, Uvicorn | webový framework a server | 1.7.0, 0.54.0 |
| NumPy, SciPy | numerika, optimalizátor, interpolácia | 2.5.4, 1.18.1 |
| three.js | 3D zobrazenie v prehliadači | r170 |
| Matplotlib, ReportLab | grafy a generovanie PDF | 3.11.2, 5.0.1 |
Z hľadiska prevádzky je zaujímavé, že všetky knižnice a fonty sa poskytujú z vlastného servera, bez externých služieb. Od verzie 1.2.0 má aplikácia bezpečnostné hlavičky vrátane Content-Security-Policy, obmedzenie počtu požiadaviek na IP adresu a je určená na prevádzku za reverzným proxy. Limit jedného výpočtu je 120 s a maximálna veľkosť modelu 1500 segmentov. Pri veľkých anténach s mnohými prídavnými pásmami alebo vysokými frekvenciami preto treba počítať s dlhším časom výpočtu.
Podporované typy antén a frekvenčný rozsah
Na výber je dipól (vrátane inverted V a Windom), EFHW a long wire, ground plane, yagi, Moxon, Delta loop, quad a voľná geometria z ľubovoľných drôtov. Modely z iných programov (Help uvádza 4nec2 a EZNEC) sa importujú zo súborov .nec a aktuálny model sa tak isto exportuje. Projekt sa ukladá ako súbor *.antenne.json na lokálny disk; na serveri sa nič neukladá.
Od verzie 1.6.0 pribudli mikrovlnné pásma 13 cm, 9 cm, 6 cm, 3 cm a 1,2 cm a frekvencie do 30 GHz. Od 1 GHz uvádza stavebný plán rozmery v milimetroch s rozlíšením 0,01 mm. Na týchto frekvenciách sa namiesto feritových transformátorov používa plášťový balun (Sleeve balun) alebo priame napájanie koaxiálom.
Parabolická anténa (verzia 1.7.0) sa nepočíta v NEC-2, ale podľa teórie apertúry, pretože reflektor má mnoho vlnových dĺžok v priemere. Zadáva sa priemer a pomer f/D, alebo pri existujúcej parabole nameraná hĺbka v strede od roviny okraja, z ktorej sa f/D dopočíta. To je praktické pri úprave satelitnej paraboly. Ako ožarovač je možné zvoliť can (kruhový vlnovod), patch alebo helix pre kruhovú polarizáciu. Výstupom je zisk, šírka lúča, prvý bočný lalok, rozpis účinnosti a edge taper. Offsetové paraboly sa zatiaľ aproximujú rotačne symetrickou parabolou rovnakej apertúry, takže pri nich ide len o odhad.
Dostrihnutie a optimalizácia
Po výpočte sa dĺžka dolaďuje funkciou Trim to resonance, ktorá upraví dĺžku alebo obvod do rezonancie; pri Yagi do prispôsobenia hairpinom. Pre Yagi, Moxon a quad je k dispozícii aj Optimise, ktorá zlepšuje zisk a predozadný pomer. Beží vo voľnom priestore a trvá až približne 30 s. Optimalizácia bez vplyvu zeme je kompromis: výsledok pre anténu v malej výške nad zemou sa môže líši a po optimalizácii je vhodné urobiť nový výpočet s reálnym modelom zeme.
Model zeme sa volí automaticky. Náročný Sommerfeldov výpočet sa používa len pre antény nižšie ako 0,2 λ, nad touto výškou sa použije aproximácia cez koeficient odrazu, pričom rozdiel je podľa autora menší ako 1,5 Ω.
Záložka Resonances
Širokopásmový sweep, predvolene od 0,4 do 3,5-násobku strednej frekvencie, zobrazuje krivky SWR a impedancie so zvýraznenými amatérskymi pásmami. Sériové rezonancie (X = 0, nízka impedancia) sú označené plným trojuholníkom, paralelné (X = 0, vysoká impedancia, typické pre EFHW) prázdnym. Nálezy sú v tabuľke a v PDF. Help uvádza príklad, kedy sa to hodí: či je dipól pre 10 m použiteľný aj na 6 m alebo 4 m.
Prispôsobenie a baluny
Pri režime Automatic program vyberie variant s najlepším SWR: priame napájanie, balun alebo Unun, vedenie λ/4 alebo hairpin. Rozsah transformácií je 1:1 až 64:1. Záložka Matching uvádza SWR pre každú možnosť a údaje pre navinutie alebo dĺžku vedenia. Autor uvádza, že údaje pre navíjanie balunov a ununov sú bežné praktické hodnoty z rádioamatérskej praxe. Pri multibandových anténach (EFHW, long wire, Windom) možno cez tlačidlá pásiem vyhodnotiť prídavné pásma. Každé prídavné pásmo sa počíta ako samostatný, primerane segmentovaný model.
Východiskové rozmery Moxonu vychádzajú z aproximačných vzorcov L. B. Cebika, W4RNL, a korekcia dĺžky výložníka Yagi z aproximácie podľa DL6WU.
Rozhranie
Vzhľad pripomína merací prístroj: panel s 3D zobrazením, grafmi a údajmi, tlačidlá pásiem s kontrolkami a písmo B612, ktoré Airbus a Intactile navrhli pre kokpitové displeje. Rozhranie, stránky Info aj PDF sa prepínajú medzi nemčinou a angličtinou. Pojmy s bodkovaným podčiarknutím vysvetľuje tooltip (na dotykových displejoch ťuknutie) a rovnaký výklad je v záložke Legend.
V 3D zobrazení sa otáča ľavým tlačidlom myši, posúva pravým a približuje kolieskom. Vyžarovací diagram má farebnú škálu od −30 dB (modrá) po maximum (červená), voliteľne aj zafarbenie drôtov podľa prúdu. Práve rozloženie prúdu na prvkoch je užitočné pri diagnostike, prečo sa Yagi alebo quad správa inak, než sa čakalo. SWR do 1,5 je zelené, použiteľné žlté a vysoké červené. Okrem toho program udáva zisk v dBi aj dBd, elevačný uhol maxima (nízky pre DX, strmý pre NVIS), predozadný pomer, šírku lúča v −3 dB a rozsah frekvencií so SWR pod 2.
Stavebný plán v PDF
Tlačidlo Build plan PDF vytvorí dokument s kľúčovými údajmi simulácie, snímkou 3D pohľadu v práve nastavenom uhle, rozmerovým náčrtom, tabuľkami modelových a rezných dĺžok (pri Yagi dĺžky a rozstupy všetkých prvkov), zoznamom materiálu a stavebnými poznámkami. Obsahuje aj odporúčané prispôsobenie, krivky SWR a impedancie, diagramy a prípadne prehľad pásiem a tabuľku rezonancií. Pri parabole pribudne profil ako šablóna rebier a rozmery ožarovača. Voľba izolácie vodiča ovplyvňuje len rezné dĺžky: izolovaný drôt sa strihá o niečo kratší. Ak sa vstupy od posledného výpočtu zmenili, PDF sa pred vytvorením prepočíta automaticky.
Obmedzenia a odporúčania
Simulácia predpokladá voľné okolie. Stožiare, budovy, stromy, napájací kábel a skutočná zem posúvajú rezonanciu a impedanciu. Autor odporúča stavať antény o 2 až 5 % dlhšie a ladiť ich na výslednom mieste na minimum SWR. Help ďalej upozorňuje, že po každej zmene frekvencie treba znova stlačiť Starting values.
Z histórie zmien vidno aj praktický prínos spätnej väzby: verzia 1.5.1 opravila chybu, pri ktorej bol napájací bod EFHW a long wire v modeli až o 1,25 m pod zadanou výškou (8,75 namiesto 10 m na 80 m); chybu nahlásil DL2HXA. Pri dlhých drôtoch teda pri starších výpočtoch zvážte prepočet.
Pri dôležitom projekte má zmysel exportovať model do súboru .nec a porovnať výsledok v inom programe, ktorý tento formát číta, napríklad v 4nec2.