home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Ham Radio 2000 / Ham Radio 2000.iso / ham2000 / qex / hdlant21 / hdlant21.txt < prev    next >
Text File  |  1996-04-02  |  7KB  |  180 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.              ***************** 
  6.              *               * 
  7.              *    HDL_ANT    * 
  8.              *  version 2.1  * 
  9.              *               * 
  10.              ***************** 
  11.  
  12.        copyright 1994,1995,1996 Paul Wade N1BWT 
  13.  
  14.       Version 2.1 with option for the metric-impaired
  15.       -> fixes roundoff error problem with Version 2.0.
  16.  
  17.       Any licensed radio amateur may use this program without 
  18.       charge; all other persons must send $73 to the 
  19.       ARRL Foundation, 225 Main St., Newington, CT 06111
  20.  
  21. HDL_ANT does the calculations needed to successfully implement
  22. several microwave antennas: horns, parabolic dishes, and 
  23. metal-plate lenses.  It also does the calculations involved in
  24. setting up an antenna range for antenna gain measurement.  More
  25. detailed explanations of the antennas and measurements may be
  26. found in the series of QEX articles entitled 'Practical Microwave
  27. Antennas,' in the September, October, and November 1994 issues.
  28.  
  29. An additional article, 'More on Parabolic Dish Antennas,' in the
  30. December 1995 issue of QEX, gave the descriptions for Offset 
  31. dishes, Penny feeds, and the use of sun noise to measure antenna
  32. performance and receiver noise figure.
  33.  
  34. All dimensions are in millimeters, since one mm. is about the 
  35. accuracy required for antennas to work well at 10 GHz.
  36. However, there is an option for dimensions in inches, for the
  37. metric-impaired.
  38.  
  39. MENU CHOICES:
  40.  
  41.   H
  42.  
  43. For horn antennas, HDL_ANT will design an 'optimum' horn with 
  44. a specified gain (between 10 and 25 dB) for any frequency - use 
  45. menu entry 'H' for this option.  It will then create a PostScript
  46. template file which may be used to print a paper template for
  47. horn construction.  The paper template is attached to a sheet of
  48. copper or brass which is cut and folded on the template lines,
  49. then soldered together and soldered to a waveguide.
  50.  
  51. See menu entry 'P' for more details on printing a PostScript file.
  52.  
  53.   E
  54.  
  55. Menu entry 'E' is used to calculate the gain and other parameters
  56. for an existing horn - perhaps one you found at a hamfest.  It 
  57. can also create a template, to duplicate a horn known to have
  58. good dimensions.
  59.  
  60.   D
  61.  
  62. Parabolic dish calculations are under menu entry 'D'.  The most
  63. important dish dimension is the focal length, and the easiest way
  64. to find it is to measure the depth of the dish in the center,
  65. measured from a straightedge across the rim of the dish.  HDL_ANT
  66. then calculates the focal length and f/D ratio, to allow
  67. selection of the best feed antenna - see the QEX series for
  68. details on feedhorn selection.  For smaller dishes, HDL_ANT can
  69. also generate a PostScript template file;  the printed template
  70. is used to check the accuracy of the parabolic curve of the dish.
  71. If it is not a good fit, sometimes a template for a slightly
  72. larger or smaller f/D ratio gives a better fit, since dishes
  73. sometimes have a flat area or large hole in the center which
  74. yields a misleading depth measurement.
  75.  
  76.   L
  77.  
  78. Menu entry 'L' is used to design metal-plate lens antennas.
  79. These are normally fed by a horn; if an appropriate horn is not
  80. already available, then the 'H' entry may be used to design the
  81. horn.  It may take a few trials to find a good combination of
  82. horn and lens.  Note that the 'optimum' horns designed under the
  83. 'H' entry of the HDL_ANT program do not usually have the matched
  84. E-plane and H-plane phase centers needed for good lens
  85. performance; some adjustment of horn dimensions can improve the
  86. phase center matching.  The lens design does not create templates
  87. since the lens curves are all simple circles which can be drawn
  88. more accurately with a compass.
  89.  
  90.   R
  91.  
  92. Antenna range design is selected by menu entry 'R'.  HDL_ANT
  93. calculates the minimum length and measurement height required for
  94. a specified maximum antenna aperture, and then calculates the
  95. height of the source antenna needed to have the RF field peak at
  96. the measurement height.
  97.  
  98.   C
  99.  
  100. If a noise figure meter is used to measure antenna gain as
  101. described in the November 1994 QEX article, then it is necessary
  102. to convert noise figure readings into antenna gain.  
  103. Menu entry 'C' makes these calculations.
  104.  
  105.   P
  106.  
  107. Menu entry 'P' is a short explanation of how to print PostScript
  108. files.
  109.  
  110.   I
  111.  
  112. Menu entry 'I' is this summary of information about HDL_ANT.
  113.  
  114.   U
  115.  
  116. Menu entry 'U' allows you to select dimensions in either
  117. millimeters or inches.  HDL_ANT defaults to millimeters.
  118.  
  119.   O
  120.  
  121. Menu entry 'O' is a new feature for version 2.0 which does
  122. calculations for oval-shaped offset-fed parabolic reflectors.
  123. This routine uses a curve-fitting algorithm to find the focal
  124. point and tilt angle for aiming the dish.  Required input data
  125. are the dimensions of the large and small axis of the oval, and
  126. the depth and location of the deepest point in the reflector,
  127. measured along a straightedge placed across the rim on the large
  128. axis.
  129.  
  130. For offset reflectors that are not oval shaped, please read my
  131. article in QEX, December, 1995 on offset dishes for suggestions.
  132.  
  133. There is an option to design a rectangular feedhorn as descibed
  134. in Menu entry 'F'.
  135.  
  136.   F
  137.  
  138. Menu entry 'F' is a new feature for version 2.0 which will
  139. design a rectangular feedhorn for a dish with a specified f/D
  140. using a straightline approximation to the G3RPE curves.  The
  141. approximation is accurate to about 2% for f/D < 0.8, and about
  142. 6% for larger f/D. It will then create a PostScript
  143. template file which may be used to print a paper template for
  144. horn construction as described for Menu Entry 'H'.  
  145.  
  146. The feedhorn dimensions generated by the approximation do not
  147. necessarily have equal E- and H-plane phase centers, so you may
  148. need to adjust the axial length of the horn to find a length that
  149. matches the phase centers to within 0.1 wavelengths without 
  150. reporting any errors in the phase center routines.
  151.  
  152. Also, the feedhorn dimensions assume a reflector which has
  153. symmetrical illumination angles in both planes.  For reflectors
  154. requiring assymetrical illumination, run this option once for each
  155. illumination angle ( or equivalent f/D ), note the dimensions, 
  156. and adjust the horn dimensions to use the appropriate one in each 
  157. plane.  Make sure the E-plane matches the normal polarization,
  158. i.e., E-plane horizontal for horizontal polarization, or E-plane
  159. vertical for vertical polarization.
  160.  
  161.   N
  162.  
  163. Menu entry 'N' is a new feature for version 2.0 which calculates
  164. receiver noise figure by comparing noise received from 
  165. cold sky and warm ground.
  166.  
  167. :  Q
  168.  
  169. 'Q' for Quit ends the program.
  170.  
  171.  
  172. The source file, HDLANT21.CPP, was compiled using Borland C++ 
  173. version 4.0.  Any part of it may be modified or used as part
  174. of another program by any amateur radio operator, provided
  175. that credit is given and provided there is no charge for
  176. its use.
  177.  
  178. Send problems, suggestions, and comments to Paul Wade, N1BWT.
  179. Expect support commensurate with the cost of the program!
  180.