Bauteile messen mit dem VNA – SV4401A

Mit dem Vektoriellen Netzwerkanalyser können nicht nur Antennen und Dämpfungsglieder usw. gemessen werden, sondern auch einfache Bauteile. So ist das messen von Spulen, Kondensatoren und Widerstände recht einfach. Als ein Hindernis ist der Anschluss der Bauteile herzustellen. Ich verwende ein Adapterkabel mit Krokodilklemmen. Natürlich muss dieses Kabel mit in die Kalibrierung einbezogen werden.

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Kabellänge messen mit dem Nano VNA V2 und SV4401A

Ergänzung März 2024 – Messung mit dem VNA SV4401A – siehe Text unten.

Inspiriert von DL2YMR und der Notwendigkeit zu wissen wie lang das vorhandenen Kabel ist, habe ich mein Nano VNA V2 eingestellt und angeschlossen. Das Ergebnis ist schon richtig gut. Ich wiederhole die im Video vorgestellte Messung von Michael. Das Kabel muss am anderen Ende „offen“ sein. Wenn ihr also das verlegte Kabel bis zu Antenne messen wollt, müsst ihr die Antenne oben abziehen.

Startfrequenz
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Kabelimpedanz messen mit dem VNA SV4401A

Die Impedanz unserer Antennenkabel wird in Ohm angegeben. Bekannt sind die 50 Ohm Antennenkabel im Amateurfunk. Im TV-Bereich und im Videobereich werden 75 Ohm-Kabel verwendet.

Wenn nun die Beschriftung auf dem Kabel fehlt dann kann man dieses Kabel mit einem Vektorieller Netzwerk Analyser z.B. VNA SV4401A messen.

Antennenkabel werden mit einem Ende an S11 am VNA angeschlossen und das andere Ende entweder Offen oder Kurzgeschlossen. Die jeweilige Messung ist dann entweder Induktiv (Linie oben im Smith-Diagramm) oder Kapazitiv (Linie unten im Smith-Diagramm).

Der VNA zeichnet im Smith-Diagramm die Induktivität im oberen Halbkreis und die Kapazität im unteren Halbkreis. Zusätzlich wird die Anzeige der Phase benötigt. Dies müssen wir im VNA auch einblenden. Wie wir wissen ist bei 90 Grad Phase die größte Spannung auf der Leitung. Den Marker müssen wir jeweils auf 90 Grad Phase stellen und dann können wir die jeweiligen Werte, Kapazität in Farhad und die Induktivität in Henry ablesen.

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Grundlagen VNA Messgerät (SV4401A)

Messbeispiele aus dem Amateurfunkbereich z.B.

  • Groundplaneantenne (X200)
  • Bandpassfilter
  • Mantelwellensperre
  • Dämpfungsglieder mit feste Werte (kommerzielle)
  • Schaltbares Dämpfungsglied

Die Funktionsweise eines Netzwerk Analyser ist eigentlich sehr einfach.

Stellt euch vor, ihr stellt eine Frequenz ein und lest den Messwert ab und zeichnet ihn in ein Diagramm ein. Dann stellt ihr eine neue Frequenz ein und wiederholt diese Messung immer wieder. Und dies wiederholt ihr so lange bis ihr die Endfrequenz erreicht habt. Nun kann ein Analyser die einzelnen Schritte selbst durchführen. Wichtig ist die Start- und die Endfrequenz. Zusätzlich könnt ihr noch die Anzahl der Messpunkt pro Frequenz einstellen. Damit wird die Kurve in einer eleganteren Linie gezeichnet.

Die Netzwerk Analyser haben ein oder mehrere Anschlüsse. Diese werden mit CH0 oder Port 0, Port 1, oder Port a bezeichnet. An diesem Anschluss (Port 1) werden folgende Messungen durchgeführt:

  • Reflektion (SWR / VSWR)
  • Abschlusswiderstände
  • Dämpfungsglieder
  • Bauteile (Kondensatoren, Spulen, Widerstände und Schaltungen)
  • usw.

Messung S11 (Es wird nicht S-Elf sondern S-Eins-Eins gesagt) weil die Messung vom Port 1 zum Port 1 zurück geht.

Aus dem Port 1 wird von der Start-Frequenz bis zur End-Frequenz ein Signal (Schrittweite rote Zahl links unten) geschickt und die rücklaufende Werte jeweils dargestellt.

Dieser kleine Pfeil vom Port 1 der wieder zurück zeigt, bedeutet dass die Werte an Port 1 zurückgesendet werden.

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Bandpassfilter 2m mit dem VNA SV4401A messen

Das Bandpassfilter nach Mile Kokotov habe ich aus Kupferkaschierte Platten zusammengelötet. Die Spulen habe ich über ein Kupferrohr gebogen. Die Spulen müssen einmal rechts- und einmal linksherum gewickelt werden. In meinem Beispiel habe ich nur 4 Windungen verwendet. In der Originalbeschreibung wird von 6 Windungen geschrieben. Aber ich bekommen das Filter auf die 2m Frequenz eingestellt. Bei 5 Windungen hatte ich kein Erfolg. Vieleicht müssen es wirklich 6 Windungen sein. Die beiden Kondensatorplatten sind ganz schön dicht zusammen. Darum müssen sie auch parallel angelötet werden.

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Messen mit dem Vektoriellen Netzwerkanalyser SV4401A

Das VNA Messgerät SV4401A ist ein Nachfolger vom NanoVNA. Dieses Messgerät erweitert den Messbereich bis zu 4GHz. Das schöne an diesem Gerät ist, dass die Menüführung fast Identisch ist mit dem NanoVNA. Wer den kleinen Bruder kennt kann sich schnell einarbeiten. Mit dem großen Touchscreendisplay macht das messen viel mehr Spaß.

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