home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Cream of the Crop 20 / Cream of the Crop 20 (Terry Blount) (1996).iso / math / vhfprp11.zip / VHFPROP.DOC < prev    next >
Text File  |  1996-06-21  |  11KB  |  204 lines
  1.                              Documentation for
  2.               VHFProp -- An interactive Signal Analysis Program
  3.                  for the 6 Meters through 23 CM Amateur Bands
  4.  
  5. VHFProp is a computer program to implement the procedures of the QST article
  6. 'A Method for Determining V.H.F. Station Capabilities' published in November
  7. 1961 by D. W. Bray, K2LMG, and reprinted in most ARRL VHF and Antenna Handbooks
  8. since that date.  K2LMG is also the author of VHFProp.
  9.  
  10. The program allows the user to estimate received signal strength from a distant
  11. VHF/UHF amateur radio station in the 6 meter to 23 cm bands.  The estimate is
  12. based on distance between stations, transmitted power, antenna gain of both the
  13. transmitting and receiving stations, line losses, antenna heights, station site
  14. heights above average terrain, and other factors.
  15.  
  16. The program is 'window oriented' and as such need little explanation about its
  17. operation.  Some help about the technical aspects are a given below, however.
  18.  
  19. There is one addition to this program which does not appear in the QST article.
  20. This is determining the station capabilities when using a repeater for one or
  21. both of the stations.  There is no difference between a base station and a
  22. repeater in their propagation characteristics except a repeater is usually
  23. located at a site which is far above the average terrain in the local area.  It
  24. is this situation which has been added to the calculation.
  25.  
  26. PROGRAM USAGE
  27.  
  28. In order for two station to communicate it is necessary that the Signal-to-
  29. Noise Ratio (S/N) of the received signal is greater than 0db.  The greater the
  30. S/N ratio the better the signal. The desired S/N is usually considerably
  31. greater than 0db.  Typical program usage is to enter values for both stations
  32. and then decide if the S/N is great enough. If the program indicates a S/N
  33. which is not satisfactory, then you can explore changes to your station by
  34. adjusting the transmitted power, antenna gain, antenna height, etc. until a
  35. satisfactory value is obtained.
  36.  
  37. When the predicted S/N value is 0db or greater the received signal should be
  38. readable under the assumed conditions. As you know propagation conditions vary
  39. from hour to hour.  If you have set the Mode Reliability value to '50%', then
  40. 50% of the time (averaged over many days) the signal should be readable.  Also
  41. if the Mode Fading is set to 'No' then at 0db S/N you should hear the signal
  42. fade in and out over a period of minutes. If you have a station setup, you can
  43. check out the program and the values you have entered by observing the
  44. receiver's S meter.  S meters usually read about 6db per S unit, so you can get
  45. a rough check of the S/N ratio by dividing the predicted S/N value by 6 and
  46. then checking it out on your receiver's S meter.
  47.  
  48. When the program starts up you will find that most of the parameters are set to
  49. zero and the cursor is located at the parameter for distance between the
  50. stations.  The distance value is pre-set to 10 miles.  First change the
  51. distance for the value between the two stations of interest.  You will see the
  52. resulting Signal-to-Noise value, Path Loss, and Station Gain for the initial
  53. values.  As you continue to change the parameters new results are calculated.
  54.  
  55. The values are changed by entering the desired numbers and then pressing the
  56. Enter (or Return) key, or pressing an arrow key.  If Enter is pressed the value
  57. is entered and the cursor remains at the same parameter. If an arrow key is
  58. pressed the value is entered and the cursor is moved to the parameter in the
  59. direction of the arrow.
  60.  
  61. Please refer to the sample VHFProp display screen:
  62.  
  63.               VHFProp -- An interactive Signal Analysis Program
  64.  
  65.     Transmitting Station Parameters    |    Receiving Station Parameters
  66. ---------------------------------------+-------------------------------------
  67.  Power (watts):                 50.0   | Noise Figure (db):             1.0
  68.  Line Loss (db):                 3.0   | Line Loss (db):                2.0
  69.  Antenna Gain (db):             11.0   | Antenna Gain (db):            14.0
  70.  Antenna Height (feet):         80.0   | Antenna Height (feet):        30.0
  71.  Site Height (feet):          1500.0   | Site Height (feet):            0.0
  72.  Horizon Angle (degrees):        0.0   | Horizon Angle (degrees):       0.0
  73.                                        | Bandwidth (KHz):               5.0
  74.  
  75.  Distance (miles):             100.0       Modes - Select with Enter Key
  76.                                          ----------------------------------
  77.  Line of sight distance:        47.4     Frequency Band:                 2m
  78.  Eff. scatter distance:         52.6     Modulation:                     fm
  79.                                          Reliability:                   99%
  80.              Results                     Include Fading:                Yes
  81.  -----------------------------------
  82.  Signal to Noise Ratio (db):    10.5
  83.  Path Loss (db):               185.6
  84.  Receiver Sensitivity (db):   -163.4
  85.  Station Gain (db):            196.1
  86.                                                                 Use ESC to Quit
  87.  
  88. The display is divided into three areas: Parameters, Modes and Results. The
  89. Parameter area is that part of the display where the parameters are shown and
  90. may be edited. This area is basically the top part of the screen down to and
  91. including the Distance parameter. The arrow keys allow you to move over the
  92. various parameters and change them by entering numbers as described above.  The
  93. Modes area is the four lines below the title: 'Modes - Select with Enter Key'.
  94. The arrow keys allow you to move into this area also, but these parameters are
  95. changed by pressing the Enter key repeatedly until the desired value is shown.
  96. The possible values of the modes are:
  97.  
  98. Frequency Band:   6m, 2m, 1.25m, 70cm, 33cm, 23cm
  99. Modulation:       fm, ssb, cw, am
  100. Reliability:      50%, 99%
  101. Include Fading:   No, Yes
  102.  
  103. The Results area displays the four results of the calculations.
  104.  
  105. If as you enter data the computer beeps the data entered is out of range. The
  106. distance must not be greater than 500 miles. The transmitter power must not
  107. be less than 0.01 watts.  The antenna and site height must be positive.  The
  108. horizon angle must be such that the effective distance is greater than 0 and
  109. not greater than 500 miles.
  110.  
  111.  
  112. TECHNICAL HELP and HINTS
  113.  
  114. Each of the parameters and modes is discussed next.
  115.  
  116. TRANSMITTER POWER.  This is simply the transmitter output power in watts.
  117.  
  118. NOISE FIGURE.  This parameter is a measure of the noise introduced by the front
  119. end of your receiver.  Most receiver manuals will give you this figure.  If
  120. not, these days 1db is a good value unless you have a special preamp.  In that
  121. case the preamp manual will tell you its noise figure.  If you have an old or
  122. inexpensive receiver you might want to use 2 to 3 db for the noise figure.
  123.  
  124. LINE LOSS.  Refer to almost any ARRL handbook.  Measure the length of your coax
  125. and multiply by the loss per foot for your type of coax.
  126.  
  127. ANTENNA GAIN.  The antenna gain parameter is more than just the gain of your
  128. antenna. In addition to the gain of the antenna itself you should add about 4db
  129. for earth reflection. If your antenna is more than a wavelength above the
  130. ground, and the soil is a good conductor (that is, has a fair amount of
  131. moisture etc.) the earth acts as a mirror, providing a reflection of your
  132. antenna "under the ground".  Under perfect conditions this would give you a 6db
  133. additional antenna gain.  4db is probably a good value unless the soil is dry
  134. or rocky; in that case reduce the value below 4db.
  135.  
  136. If you don't know the gain of your antenna you can estimate it as follows:
  137.  
  138. A 1/4 wave Ground Plane: 0 db
  139. A 1/2 wave dipole: 1.2 db
  140. A yagi beam: 10 * log(L * F * N / 98) where: log is the base 10 logarithm, L
  141.      is the length in feet, F is the frequency in MHz, and N is the number of
  142.      yagi's stacked widely apart.
  143.  
  144. ANTENNA HEIGHT:  This is simply the height of the antenna above the base of the
  145. mast, in feet.
  146.  
  147. SITE HEIGHT:  This is to be used when one of the stations is located high ab