home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Ham Radio 2000 / Ham Radio 2000.iso / ham2000 / antenna / yagim311 / read.me < prev    next >
Text File  |  1991-08-16  |  14KB  |  255 lines
  1. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  2.  
  3.               YAGIMAX 3.0                      8/91
  4.  
  5.                      By Lew Gordon, K4VX
  6.  
  7. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  8. Version 3.0 represents a complete revision of YAGIMAX from previous
  9. versions. YAGIMAX has now been available for about one year and was due
  10. for a "facelift". This new version allows the use of a mouse as well 
  11. as <ALT> and "hot keys" for pull down menus such as are used in 
  12. Microsoft's Word. Pull down help screens are available to assist the 
  13. new user. Version 3.0 is approximately 60 percent faster than all 
  14. previous versions due to the use of the Microsoft (R) Pro-Dev BASIC 
  15. compiler. The use of a Microsoft (R) Mouse (or compatible) is 
  16. recommended with version 3.0. Algorithms remain unchanged from 
  17. versions 2.16 to 3.10.
  18. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  19. The YAGIMAX program represents my latest attempt at antenna modeling 
  20. software. It is based upon the assumption that the antenna is 
  21. monotapered. The algorithm used for YAGIMAX is not derived from MININEC
  22. as was the case with all versions of YAGINEC, but is based upon the
  23. sumption that correctly designed Yagi antennas have a sinusodial 
  24. current distribution which is well behaved. For correct results this 
  25. requires that the user input realistic dimensions when using YAGIMAX.
  26.  
  27. If you are a previous user of YAGINEC, the first thing you will 
  28. observe is that YAGIMAX is exceedingly fast compared to YAGINEC.
  29. This is a result that the elements are not segmentized and
  30. massaged through Gaussian elimination with partial pivioting matrix 
  31. inversion techniques (the real time consumer in YAGINEC/MININEC), 
  32. but derived from the sinusodial current assumption mentioned above.
  33.  
  34. To calculate the performance of an antenna using tapered element 
  35. construction, the TAPER program must be used to determine the
  36. monotaper equivalent lengths of each element. A file can be created
  37. by TAPER to transport the dimensions to YAGIMAX. The latest version
  38. of TAPER is 7.07 which is a complete revision from previous versions.
  39. TAPER 7.07 allows importing Yagi Optimizer files (YO) as well as
  40. YAGIMAX files. Both the original W2PV algorithm and the modified
  41. W2PV algorithm are available as well as the W6QHS mounting plate
  42. compensation algorithm. YAGIMAX files can be used to create a YO
  43. tapered file and conversely.
  44.  
  45. Where YAGINEC will allow the user to model interlaced elements for
  46. several bands (up to a maximum of ten elements), YAGIMAX will not 
  47. provide as accurate results. This is because the current distribution 
  48. on an element somewhat longer, or shorter, than one half wavelength 
  49. will not have exact sinusoidal current distribution. With this in mind, 
  50. the computed performance of a Yagi over +/- 20 percent from its resonant 
  51. frequency may be inaccurate using YAGIMAX.
  52.  
  53. The maximizing feature is not perfect, but can be used on an element
  54. by element basis to maximize either forward gain, or front to back.
  55. Each element change is cycled through the algorithm three times to
  56. provide a glimpse of what the VSWR is doing at preselected low and
  57. high frequencies. Each change is displayed on the screen for the user
  58. to observe. In many cases the user may want to check the list and
  59. manually re-enter a chosen dimension rather than accept the maximizing
  60. output. There will be some cases where a "runaway" optimization will
  61. occur. This can be halted by pressing the escape key. This can occur
  62. with two or three element designs.
  63.  
  64. Although it is included as a choice for maximizing, the driven element's 
  65. length should never be used for optimization as it really has very little 
  66. effect upon a Yagis performance except for feedpoint impedance. Also 
  67. 2 and 3 element Yagis can display some rather unusual (and unusable) 
  68. results when optimizing for forward gain using spacing adjustments. The 
  69. feedpoint impedance can proceed to values less than one ohm! YAGIMAX only
  70. calculates directivity, not true gain which must include losses. The 
  71. efficiencies of these very low feedpoint designs becomes very low.
  72.  
  73. The results of YAGIMAX appear to be within 0.3 percent of those 
  74. obtained with NEC2 using ten segments or more for calculation. 
  75. The speed of YAGIMAX is about 50 times faster than YAGINEC using
  76. 8 segments per element. As with YAGINEC the more elements in the 
  77. antenna, the slower the calculations.
  78.  
  79. YAGIMAX will run in systems without a math co-processor but as with
  80. any math intensive program, much slower. A 33 element Yagi requires
  81. several minutes per frequency step using an 8 mHz machine with no 
  82. co-processor. The same antenna on a 20 mHz 80386 Gateway 2000 with
  83. an Intel 80387 co-processor performs 21 steps in 78 seconds. It even
  84. runs 2.5 times faster on machines using the new Cyrix FastMath 
  85. co-processor. 
  86.  
  87. YAGIMAX 1.03 was the first general release of this program. As with 
  88. all my programming efforts, YAGIMAX is placed in the public domain. 
  89. It is not to be sold or used for commercial gain. While I have made 
  90. every effort to reduce bugs or other problems, I will not be 
  91. responsible for any problems encountered from using YAGIMAX. 
  92.  
  93. VSWR plot will allow the user to move a frequency flag over the 
  94. plotted curve by using the UP/DN cursor keys. The frequency 
  95. represented by the cursor is displayed in the upper right
  96. hand corner.
  97.  
  98. The "VIEW" of the Yagi shows the center of gravity (CG) of the 
  99. antenna.It assumes that all elements weigh the same and the boom 
  100. is uniform along it's length. The CG dimension is measured from
  101. the reflector end.
  102.  
  103. Linear plotting of the results of Gain, F/B, and VSWR vs. frequency
  104. is provided. Those not familiar with the Smith Chart may find this 
  105. display more conventional and  understandable. However, if "off the
  106. wall"  frequency steps are selected, you may get an "off the wall"
  107. display! 
  108.  
  109. E and H plane plotting in both free space and over perfect
  110. ground is provided. The algorithm used does not calculate the effect 
  111. of mutual coupling between the stacked antennas, but assumes they 
  112. are stacked sufficiently far apart to have minimal aperature overlap 
  113. and mutual interreaction. The high angle lobes will be much lower in 
  114. magnitude in actual practice over real earth as the reflection
  115. coefficient over real ground at the high angles drops drastically.
  116.  
  117. Free space plotting of stacked Yagis in both polar and linear forms 
  118. uses array factor for the antenna based upon uniform spacing. 
  119. This feature allows inspection of the sidelobe levels of stacked 
  120. arrays for VHF/UHF applications in moonbounce, or where reduction 
  121. in the noise pickup from the sidelobes is critical. When using free 
  122. space H-plane stacking to examine the the sidelobe levels, a -13 dB 
  123. line may be toggled on and off by pressing <Z>. The -13 dB level 
  124. is the accepted point at which maximum stacking gain can be 
  125. achieved commensurate with sidelobe reduction. 
  126.  
  127. The LINEAR plotting screen can be redimensioned to plot +/-  30 
  128. degrees to provide close-in examination of the immediate sidelobe 
  129. level. This feature is useful when plotting many element stacked 
  130. arrays in free space. Simply press <S> to toggle the scale from 
  131. +/- 180 to +/- 30 degrees scale.
  132.  
  133. With version 3.08 a "quasi" three dimensional plot is provided
  134. to EGA and VGA users. This feature allows a simultaneous view
  135. of both the E and H planes to inspect for "rabbit ear" side and 
  136. back lobes in the pattern at angles other than zero and 90 degrees.
  137.  
  138. The Design Scale radius scaling algorithm described in Lawson's 
  139. Yagi Antenna Design pages 7-3 to 7-5 is used to provide an accurate 
  140. method of transferring the design of Yagi from one frequency to 
  141. another. 
  142.  
  143. Versions beginning with 2.16 incorporate an empirically derived 
  144. algorithm to compensate for the frequency descrepancy between 
  145. NEC2 and YAGIMAX which occurs for large diameter/wavelength elements 
  146. such as are used in VHF/UHF Yagis. Actual NEC runs of several antennas 
  147. with varying element diameters were made and compared to YAGIMAX. 
  148. A second order correction to the self-impedance algorithm in YAGIMAX 
  149. was then made to compensate for the descrepancy. YAGIMAX now tracks
  150. NEC2 results very closely. 
  151. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  152. The included .INP files SUPER10, SUPER15, and SUPER20 are the result 
  153. of stumbling on to an almost perfect Yagi design by continually 
  154. playing with the maximizing feature of YAGIMAX. I wish I had recorded 
  155. each step so a proceedure could be developed, but by the time I arrived 
  156. at the design I had no idea which order of maximizing I had used. I 
  157. plan to revise my current 6 element 15M Yagi which is at 170 feet to 
  158. this design this fall (1991). Try it you'll like it!
  159. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  160. I have written a program NECPLOT which creates NEC input files from 
  161. YAGIMAX .INP files. In addition, the program plots graphically the 
  162. resulting output files from NEC. For those who have access to NEC2 
  163. and wish a copy of NECPLOT send $5 to address below to cover my
  164. expense in mailing.
  165. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  166. All programs on this disk(s) were compiled by Microsoft (R) Basic 
  167. Professional Development System Version 7.0. This compiler generates 
  168. code that runs about 60 percent faster and is 25 percent smaller than 
  169. QuickBASIC 4.5. The programs were written on a Gateway 2000 80386/387 
  170. with color VGA and 8MB of RAM operating under MS-DOS 5.0.
  171. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  172. General tips:
  173.  
  174. To generate data for a 2 element Yagi where a director is used, simply
  175. enter the director length as a reflector and then place the driven
  176. element behind the director by entering the spacing as a negative number
  177. as in the example below:
  178.  
  179.   Reflector             31.000                0             0.8750
  180.   Driven element        33.000          -9.5000             0.8750    
  181.  
  182. The numbers will come out correctly.
  183.  
  184. For a reliable <PRT SCREEN> copy of graphics data insure that the 
  185. transient and stay resident (TSR) program GRAPHICS.COM, which should be
  186. located either in your DOS sub-directory, or on one of your original 
  187. MS-DOS system floppy disks, has been loaded prior to loading YAGIMAX. 
  188. I load it from my AUTOEXEC.BAT file at startup.
  189.  
  190. EGA/VGA monitors will probably require the monochrome graphics to allow
  191. <PRT SCREEN> to operate correctly. The color versions are much
  192. nicer to look at on the CRT, however. Changing from color to monochrome
  193. can be done at anytime by selecting the menu "Monitor".
  194.  
  195. As of March 1, 1991, I have some new hope for Hercules Graphic
  196. users. The utilities on this disk SIMCGA.COM, SETCGA.COM, and 
  197. GRABBER.COM were sent to me by my good friend and antenna expert 
  198. Dick Bird, G4ZU/F6IDC. If you are using the HGA card type START and 
  199. the START batch file will load all of the necessary files into 
  200. memory for simulating CGA on almost any machine (even those with no 
  201. graphics card I am told!). Graphics hard copy can be helped by using 
  202. GRABBER.COM. If you read French, the documentation is on the 
  203. disk. As I do not have access to a Hercules graphics computer
  204. I cannot directly verify the above. You are on your own!
  205.  
  206. Some users of EGA have encountered problems using <PRT SCR> to
  207. make a hard copy. It appears that placing the file EGAGRAF.COM 
  208. (included on this disk) in your AUTOEXEC.BAT file may clear up 
  209. this anomaly. The circles may come out somewhat eliptical, but 
  210. this also can usually be corrected in most modern printers using 
  211. a macro to reduce/increase line spacing prior to printing.
  212. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  213. I have included the Yagi design program DL6WU-2 with my programs. 
  214. This program is based upon the results obtained by DL6WU
  215. from actual antenna range testing of Yagis. Although it is empirically
  216. derived, the results are quite close to those obtained by using
  217. mathematical modelling such as YAGIMAX. It is particularly useful 
  218. for VHF/UHF long boom designs. The algorithms and original interpretive 
  219. BASIC program DL6WU-1.BAS were produced by KY4Z and W6NBI. The version
  220. DL6WU-2 is my compiled version of the same program.
  221. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  222. As of July 1, 1991, the programs HAIRPIN, GAMMA, and GAMMA2, are
  223. no longer included with YAGIMAX. Instead I have combined all three
  224. programs into a single program MATCH. In addition, MATCH contains 
  225. an algorithm for calculating the feed point impedance for folded 
  226. dipoles with unequal element diameters for VHFers.
  227. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  228. Ken Wolff, K1EA, encloses following humorous paragraph with his CT 
  229. contest program which says it all! I share it with the user.
  230.  
  231.    "Engineering (me) is very upset with Quality Assurance (me). Marketing
  232. has demanded a corporate Quality Awareness Program and sales is out in a
  233. bar drinking somewhere. Our CEO (me) has appointed a new Director of
  234. Corporate Quality and Customer Relations (me). We will be holding the
  235. first of our Quality Tiger Team meetings next week in preparation for
  236. a Quality Audit Week. Each of the developers and code auditors will be
  237. asked to prepare a Quality Improvement Plan. After all this important
  238. stuff is out of the way, I hope to have time to look at the code a
  239. little more carefully."
  240.  
  241. Thanks Ken, I needed that! 
  242. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  243. If you received your copy of YAGIMAX from a shareware dealer, or 
  244. someone else other than me, or via a BBS, you must send your $8.00 
  245. donation to the address below or your concience will bother you forever!
  246.  
  247. If you enjoy these programs don't hesitate to send your cards and letters
  248. (& donations!) to the following address:
  249.  
  250. Lew Gordon, K4VX
  251. P.O. Box 105
  252. Hannibal, MO 63401
  253. (314) 221-7730
  254. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────
  255.