home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ World of Ham Radio 1997 / WOHR97_AmSoft_(1997-02-01).iso / antenna / ant_15 / amsoft.iii next >
Text File  |  1997-02-01  |  22KB  |  407 lines

  1.                            U s e r ' s   M a n u a l 
  2.          
  3.          
  4.                 Y A G I - U D A   D E S I G N   P R O G R A M S 
  5.          
  6.                   (C) 1991-1994 Phadean Engineering Co., Inc.
  7.                               Post Office Box 611
  8.                        Shrewsbury, MA  01545-8611  U.S.A.
  9.                                  (508) 869-6077
  10.          
  11.               All Rights Reserved Worldwide.  Unauthorized Copying
  12.               or Distribution of Software, Data Files, Text Files,
  13.               Printed Material, or Other Material Copyrighted by
  14.               Phadean is Strictly Prohibited Without Prior Written
  15.               Authorization.
  16.          
  17.          
  18.               INTRODUCTION
  19.          
  20.               Phadean's  Yagi-Uda  program disk contains the following 
  21.          executable     programs:      YAGI_UDA.EXE,     NBS_YAGI.EXE, 
  22.          YAGIDATA.EXE,  and XYPLOT6.EXE.  Also on the disk are several 
  23.          video  set-up files (CFG extension), sample output files (SMP 
  24.          extension),  and  ASCII text files (TXT extension).  The EXEs 
  25.          will  not  run  unless  you follow the installation procedure 
  26.          described  below.   Please  read  this  entire  manual before 
  27.          using these programs.  On Shareware disks, YAGI_UDA.EXE is
  28.      replaced by YAGISHWR.EXE, and not all of the other programs 
  29.      will necessarily be included.
  30.          
  31.               YAGI_UDA  computes  the  radiation pattern (elevation or 
  32.          azimuth)  for  the  Yagi  array  defined  in a user-specified 
  33.          input  data file.  When you enter the data file name, be sure 
  34.          to  include  the  file extension (if any).  NBS_YAGI computes 
  35.          the  dimensions  (element  lengths,  diameters, and spacings) 
  36.          for  the  six optimized Yagis described in the well-known NBS 
  37.          Tech  Note  688.   YAGIDATA  is a program that creates a data 
  38.          file  in  the  format  required  by YAGI_UDA.  The input data 
  39.          file  for  YAGI_UDA  can be created by YAGIDATA or by using a 
  40.          text  editor.  And files created by YAGIDATA can be edited to 
  41.          make  changes.   The  programs  prompt you for required input 
  42.          data,  and  out-of-range  values  will  not be accepted.  The 
  43.          diagram  accompanying  your  program  disk  defines  required 
  44.          input  parameters.   Refer  to  that  diagram  until  you are 
  45.          familiar with each program's input.
  46.          
  47.               The  required format for the YAGI_UDA input data file is 
  48.          as follows:
  49.          
  50.               LINE 1 - Frequency  (Mhz),  Soil  Conductivity (mhos/m), 
  51.          Soil   Dielectric   Constant  (dimensionless),  Height  Above 
  52.          Ground (meters), Total Number of Elements in Array
  53.          
  54.               LINE 2 - Spacing  of each element (meters) measured from 
  55.          the  Reflector,  which  must  be at zero.  The first entry on 
  56.          LINE 2 must be zero.
  57.          
  58.               LINE 3 - Element  lengths  (end-to-end,  in  meters), in 
  59.          order, from Reflector to last Director.
  60.          
  61.               LINE 4 - Element  diameters  (in centimeters), in order, 
  62.          from Reflector to last Director.
  63.          
  64.               Each  entry  must be separated from the others by either 
  65.          a   comma  or  a  blank  (space).   But  each  line  must  be 
  66.          terminated  only  by  a  carriage  return  (NO  COMMA).   The 
  67.          distribution  diskette  contains several sample files (*.SMP) 
  68.          that  you  can examine for the required input format.  If you 
  69.          use  YAGIDATA.EXE to create an input file, it will conform to
  70.          the required format.
  71.          
  72.               YAGI_UDA  always  creates  the  same  output  data file, 
  73.          XYPLOT6.DAT,  while the other two Yagi programs create output 
  74.          with  a user-specified name.  XYPLOT6.DAT is used as input by 
  75.          XYPLOT6.EXE  to  generate  screen  plots.  Every execution of 
  76.          YAGI_UDA  overwrites this data file.  If you want to save the 
  77.          data  in  XYPLOT6.DAT,  be  sure to copy or rename it to some 
  78.          other filename.
  79.          
  80.               XYPLOT6.EXE  uses  a  standard  format  ASCII  data file 
  81.          whose  format is described below.  All run parameters for the 
  82.          Yagi  antenna  program are contained in XYPLOT6.DAT's header.  
  83.          By  editing  the  data file, you can change the screen plot's 
  84.          appearance  (titles,  number  of  grid lines, and so on - see 
  85.          below).   You  can  run  XYPLOT6.EXE  by itself to plot other 
  86.          data  contained  XYPLOT6.DAT,  and you can create XYPLOT6.DAT 
  87.          to  contain  any  data  you wish.  Just be sure to follow the 
  88.          prescribed   format   if  you  create  your  own  version  of 
  89.          XYPLOT6.DAT.   Up  to six curves can be plotted on the screen 
  90.          at one time.
  91.          
  92.          
  93.          
  94.                                       -2-
  95.               INSTALLATION
  96.          
  97.               The  Yagi-Uda programs are contained on one 5.25" 360 KB 
  98.          IBM-compatible   floppy   diskette.    The  programs  may  be 
  99.          executed  from  a  hard  disk or from the floppy.  Installing 
  100.          the  programs  on  a hard disk system, which is the preferred 
  101.          approach,  is  straightforward.   Just  copy the distribution 
  102.          diskette onto the hard disk.
  103.          
  104.               To  use  the  Yagi  programs, there is one file that you 
  105.          must  create, and there are a few recommended procedures that 
  106.          you  should  follow.   Before  installing  the Yagi programs, 
  107.          please  read  these  instructions carefully.  The few minutes 
  108.          you spend now will save time and frustration later.
  109.          
  110.               (a)  Create  the  working  directory  where  you want to 
  111.          install  the  vee  programs using the DOS MD (make directory) 
  112.          command.   The  recommended  directory  is YAGI created using 
  113.          the command line MD \YAGI.
  114.          
  115.               (b)  Copy  all files from the Yagi program diskette into 
  116.          the  working  directory  using  the  DOS  COPY  command.  For 
  117.          example,  the  command  line  COPY A:\*.* \YAGI will copy all 
  118.          the required files.
  119.          
  120.               (c)  You  must  select the type of graphics supported on 
  121.          your  computer  and  create the file HDWRE.CFG by copying one 
  122.          of the graphics file from the following list into HDWRE.CFG:
  123.          
  124.          
  125.          
  126.                                       -3-
  127.          
  128.          
  129.                PC Video Mode              File to Copy into HDWRE.CFG
  130.          
  131.          Text mode                                 VIDEO0.CFG
  132.          
  133.          320x200 medium resolution CGA,
  134.          4 colors; text width 40.                  VIDEO1.CFG
  135.          
  136.          640x200 high resolution CGA, 2
  137.          colors text width 80.  720x348
  138.          HGC monochrome graphics.                  VIDEO2.CFG
  139.          
  140.          720x348 HGC monochrome graphics.          VIDEO3.CFG
  141.          
  142.          320x200 EGA medium resolution,
  143.          16 colors.                                VIDEO7.CFG
  144.          
  145.          640x200 EGA high resolution,
  146.          16 colors.                                VIDEO8.CFG
  147.          
  148.          640x350 EGA enhanced resolution
  149.          with enhanced display (4 or 16
  150.          colors, depending on memory).             VIDEO9.CFG
  151.          
  152.          640x350 EGA high resolution using
  153.          monochrome monitor.                       VIDEO10.CFG
  154.          
  155.          640x480 VGA or MCGA high resolution,
  156.          80x30 text, monochrome mode.  Use for
  157.          black/white on IBM PS/2 systems.          VIDEO11.CFG
  158.          
  159.          640x480 VGA high resolution, 80x30
  160.          text, 16 colors.  Use on IBM PS/2
  161.          models 50, 60 and 80.                     VIDEO12.CFG
  162.          
  163.          HGC - Hercules Graphics; CGA - Color Graphics Adapter;
  164.          EGA - Enhanced Graphics Adapter; VGA - Video Graphics Array
  165.          MCGA - Multicolor Graphics Array
  166.          
  167.          
  168.               After  selecting  the  appropriate  VIDEO*.CFG file from 
  169.          the  list,  create  the  file  HDWRE.CFG  using  the DOS COPY 
  170.          command;  for  example,  COPY  VIDEO3.CFG  HDWRE.CFG  sets up 
  171.          Hercules  monochrome  graphics.   If you encounter a problem, 
  172.          it  is almost certain that you selected the wrong video mode, 
  173.          in  which case you should try copying another VIDEO*.CFG file 
  174.          into  HDWRE.CFG.   Whenever  you change video modes, you must 
  175.          recreate HDWRE.CFG using this procedure.
  176.          
  177.          
  178.          
  179.                                       -4-
  180.               Be  sure  that  HDWRE.CFG is located in the same working 
  181.          directory  as  the  Vee  programs.  The programs will not run 
  182.          unless  HDWRE.CFG  is  contained in the working directory and 
  183.          is  properly  configured  for  your system.  If your computer 
  184.          supports  only  monochrome  text,  the  program YAGI_UDA will 
  185.          terminate  execution  with  an  error  condition, but it will 
  186.          create  the  ASCII  output  file  XYPLOT6.DAT  that  contains 
  187.          tabulated results.
  188.          
  189.               (d)  Files  on  the  Yagi  distribution diskette are not 
  190.          write  protected.   If  you  delete  one  or  more  of  them, 
  191.          accidentally  or  otherwise,  then  the file can be recovered 
  192.          only  by using a file recovery program.  However, there is no 
  193.          guaranty  that you will succeed in recovering a deleted file; 
  194.          so  be  careful!   It  is  advisable  to  write  protect  the 
  195.          executables    (EXE    extension)    and    HDWRE.CFG   after 
  196.          installation.    This  prevents  accidental  deletion  of  an 
  197.          important  file.   You  can do this by using the external DOS 
  198.          command  ATTRIB  to  set  the  file  attribute to +R.  Do NOT 
  199.          write protect XYPLOT6.DAT!
  200.          
  201.               If  you  wish to execute the Yagi programs from a floppy 
  202.          diskette,  be  sure  that  the diskette contains HDWRE.CFG in 
  203.          the  working  directory.   As  a general rule, 50 to 75 KB of 
  204.          space   is  more  than  adequate  to  create  the  data  file 
  205.          XYPLOT6.DAT;  but, depending on the specific case, more space 
  206.          may  be  needed.  If you encounter errors from from diskette, 
  207.          check  all  file  sizes  to  be  sure  that enough storage is 
  208.          available.
  209.          
  210.               HINTS AND TIPS
  211.          
  212.               Input Data
  213.          
  214.               The  Yagi  programs  prompt  you  for all required input 
  215.          data.   If you enter an illegal value, for example, zero in a 
  216.          calculation  that  will  be  singular  (divide  by zero), the 
  217.          program  flags  the  incorrect  data by beeping and repeating 
  218.          the   prompt.    Just  reenter  correct  data.   If  you  are 
  219.          interested  in  values  close  to  an  illegal input, enter a 
  220.          slightly  different number.  For example, instead of entering 
  221.          "0",  try  something  very  small, such as "0.000001".  Also, 
  222.          note  that  these  programs  use  299.8 megameters/sec as the 
  223.          velocity   of   light,   which  is  more  accurate  than  300 
  224.          megameters/sec which is commonly used.
  225.          
  226.               When  several  numbers are requested, each one should be 
  227.          separated  by  a space or a comma.  Enter the entire sequence 
  228.          of  requested  data  before pressing RETURN, which terminates 
  229.          data entry.
  230.          
  231.          
  232.          
  233.                                       -5-
  234.               The  Yagi_Uda  dipole  array  consists of one reflector, 
  235.          one  driven  element,  and  directors.   These  elements  are 
  236.          identified,  respectively,  as  "REFL", "DE", and "D1", "D2", 
  237.          etc.,   in  the  Yagi  schematic  diagram  accompanying  your 
  238.          diskette.   For each element, you must specify its end-to-end 
  239.          length  (in  meters),  its diameter (in centimeters), and its 
  240.          distance  from  the  reflector (in meters).  The reflector is 
  241.          always  at  zero  distance, and the program YAGIDATA will not 
  242.          allow  you  to  enter  any  other  value.  This convention is 
  243.          important, and it must be followed.
  244.          
  245.               There  are  some other restrictions in YAGI_UDA as well.  
  246.          The  frequency  must  be between 1.5 and 9999 Mhz.  The earth 
  247.          dielectric  constant  must  be  less  than  100.  The antenna 
  248.          height  must  be  between  1/8 and 5 wavelengths (unless free 
  249.          space).  For  antennas  more than 5 wavelengths above ground, 
  250.          use  the  free space option (press RETURN instead of entering 
  251.          conductivity,  dielectric constant, and height).  The antenna 
  252.          elements  must  be  between  1/8  and  7/8  wavelength  total 
  253.          length.   The smallest element diameter is the length divided 
  254.          by  10^8,  and  the  largest  is  1/4  of  the length.  These 
  255.          limits,  by  the  way,  are largely arbitrary and reflect the 
  256.          typical  range  of values.  There's no fundamental limitation 
  257.          in  YAGI_UDA that imposes these restrictions.  If any user of 
  258.          this  program  requires  out-of-range  values, please contact 
  259.          Phadean directly (508/869-6077).
  260.          
  261.               The  azimuth  angle  is measured counterclockwise on the 
  262.          earth's  surface  (viewed  from  above)  from the Yagi's axis 
  263.          (boom).   Zero  azimuth  is along the boom from the reflector 
  264.          toward  the  directors;  +/-  90 deg are perpendicular to the 
  265.          boom  off  to  the  sides.  The take-off angle is measured up 
  266.          from  the  earth's  surface  to  the  ray direction, which is 
  267.          specified   using  the  two  standard  angles  (take-off  and 
  268.          azimuth).   The  antenna  is parallel to the earth's surface.  
  269.          Azimuth  angles  greater  (less)  than  +90 (-90) deg are not 
  270.          allowed, nor are take-off angles greater than 89 deg.
  271.          
  272.               The  program  YAGI_UDA allows you to specify any type of 
  273.          finite   ("lossy")   earth   by  inputting  its  conductivity 
  274.          (mhos/meter)   and   dielectric   constant   (dimensionless).  
  275.          Typical  values are 0.001 mho/m and 4 for poor ground; 0.005-
  276.          0.01  mho/m  and 8-12 for average ground; and 5 mhos/m and 81 
  277.          for   sea   water.    A   perfect   conductor   has  infinite 
  278.          conductivity   and  a  dielectric  constant  of  unity.   The 
  279.          conductivity  of  copper  is  about  5.8x10^8 mhos/m.  If you 
  280.          want  to compute a free-space pattern, the ground can be made 
  281.          electrically  "transparent" by setting the conductivity equal 
  282.          to  zero  and  the  dielectric  constant to one.  The antenna 
  283.          height  in  that case is irrelevant, but as a reminder of the 
  284.          "free  space"  condition,  you might want to specify a large, 
  285.          eye-catching value (9999 meters, say).
  286.          
  287.          
  288.          
  289.                                       -6-
  290.               One  final word about using YAGI_UDA.  The program looks 
  291.          for  a  file  called  "CHECKMOD.TXT",  which  must  be in the 
  292.          default  directory.   Execution  will  terminate  in an error 
  293.          condition   if   this   file   isn't  present.   CHECKMOD.TXT 
  294.          containsone  of  two  keywords,  either "OFF" or "ON", on the 
  295.          first  line.  These keywords turn module checking off and on, 
  296.          respectively,  at  run time.  It's sometimes annoying to wait 
  297.          for  the program to run through its self-diagnostic mode, and 
  298.          you  can  defeat  it by turning the check function off.  It's 
  299.          recommended,  however,  that every so often you run the check 
  300.          mode  to  be  sure  that  no  data  on  your  disk  has  been 
  301.          corrupted.   You  can  create  and edit CHECKMOD.TXT with any 
  302.          text  editor,  or  keep  two  copies  around  and  rename the 
  303.          appropriate one as required.
  304.          
  305.          
  306.          
  307.                                       -7-
  308.               Screen Plots
  309.          
  310.               The  Yagi programs plot computed results directly on the 
  311.          screen,   in  addition  to  creating  the  output  data  file 
  312.          XYPLOT6.DAT.    Immediate   screen  plotting  allows  you  to 
  313.          quickly  see  how  antenna  performance  varies  as different 
  314.          parameters  are  changed  and  helps you develop insight into 
  315.          its  behavior.   Intelligent antenna design is as much art as 
  316.          engineering.    A   good   designer  develops  intuition  and 
  317.          judgement  based  on  experience,  which, in turn, give him a 
  318.          feel  for how different parameters (element length, diameter, 
  319.          or spacing, for example) influence performance.
  320.          
  321.               XYPLOT6.DAT Required Format
  322.          
  323.               The  first  line  of  data  in the file XYPLOT6.DAT must 
  324.          contain   numerical   setup   parameters   for  the  plotting 
  325.          routine.   The  sample  file  on  the  distribution  diskette 
  326.          illustrates  the  format.   Note  that  commas  are  used  as 
  327.          delimiters  on  this  line  only.   Commas on the other lines 
  328.          will  result in run time errors, since they mark the end of a 
  329.          data block.
  330.          
  331.               The  numbers  on  LINE 1 have the following significance 
  332.          (in order):
  333.          
  334.               Fraction of the screen used in the Y direction
  335.               Fraction of the screen used in the X direction
  336.               Number of vertical grid lines on the plot
  337.               Number of horizontal grid lines on the plot
  338.               Size of the X-axis label
  339.               Size of the Y-axis label
  340.               Number of decimal points for X-axis values
  341.               Number of decimal points for Y-axis values
  342.               Number of curves to be plotted (1-6)
  343.               Size of the first line of the plot title
  344.               Size of the second line of the plot title
  345.               Size of the X-axis label
  346.               Size of the Y-axis label
  347.               "Any key..." message ON or OFF after plot is complete
  348.          
  349.               These  parameters  can  only  take  on certain ranges of 
  350.          values.   If  XYPLOT6.EXE receives out-of-range data, it will 
  351.          be corrected.
  352.          
  353.          LINE  2  must  contain the first line of the plot title.  The 
  354.          second  title  line appears on LINE 3.  These lines should be 
  355.          left blank if you not want titles.
  356.          
  357.          LINE  4  contains  the  X-axis  label,  and LINE 5 the Y-axis 
  358.          label.   LINE  6  is  reserved for comments, such as headings 
  359.          for the tabulated data.
  360.          
  361.          
  362.          
  363.                                       -8-
  364.               Data  are  entered starting on LINE 7.  The first column 
  365.          must  contain  the independent variable values, monotonically 
  366.          increasing  from  smallest  to  largest.  In the columns that 
  367.          follow  (1 through 6) are the pairwise data for each curve to 
  368.          be  plotted.  You must include a Y value for each X value for 
  369.          each  curve.  If you are plotting measured data for which you 
  370.          have  only  incomplete  pairs  of  data, for example (X1,Y1), 
  371.          (X1,Y2),(X1,Y4)  but  not  (X1,Y3)  for four curves, you must 
  372.          insert  some value for Y3.  Otherwise, the input data will be 
  373.          read out of sequence and a run time error will occur.
  374.          
  375.               Plotting Curves
  376.          
  377.               You  can  plot  screen  plots  on your printer using the 
  378.          SHIFT  PrtSc  keys.   Before  printing, you must load the DOS 
  379.          GRAPHICS.COM  external  command file to set up the screen for 
  380.          printing.   Refer to your DOS Reference Manual for details on 
  381.          using  GRAPHICS.COM.  If you encounter difficulty in printing 
  382.          a  plot, the problem is almost certainly an incorrect printer 
  383.          mode  (in  which case you should carefully set up the printer 
  384.          while referring to its User's Manual).
  385.          
  386.               An  flexible alternative approach to generating plots is 
  387.          using  a spreadsheet.  YAGI_UDA always creates the same ASCII 
  388.          output  file  using  a  consistent format.  Data is tabulated 
  389.          with  run  parameters  in  the  header  at  the  beginning of 
  390.          XYPLOT6.DAT.    By   using   the  "File-Import-Value"  option 
  391.          available  on  most  spreadsheets,  you  can  read  an entire 
  392.          Yagi_Uda  data file, including header data, into numerical or 
  393.          ASCII  values,  as  appropriate, in a spreadsheet.  Yagi data 
  394.          can   then  be  plotted  in  a  variety  of  ways  using  the 
  395.          spreadsheet's plotting utilities.
  396.          
  397.               Users  who  don't have a spreadsheet program may wish to 
  398.          contact  TRIUS,  Inc.,  231  Sutton Street, Suite 2D-3, P. O. 
  399.          Box  249,  North  Andover,  MA    01845-0249 Voice (508) 794-
  400.          9377,    FAX    (508)    688-6312,    BBS   (508)   794-0762, 
  401.          1200/2400,N,8,1.   TRIUS  supplies  an  inexpensive shareware 
  402.          spreadsheet  with excellent capabilities (AS-EASY-AS).  TRIUS 
  403.          also  supplies  a  useful  CAD  program  called DRAFT CHOICE.  
  404.          Please  note  that  there  is no relationship between Phadean 
  405.          and  TRIUS  and  that  this  information is provided only for 
  406.          your convenience.
  407.