Aktualizováno v říjnu 2019

      
 

   Nano VNA Saver
 
Úvod

Program Nano VNA Saver je vynikající SW aplikací pro obsluhu nano VNA, tedy maličkého (85 x 54 x 16 mm, velikost kreditky) vektorového analyzátoru s rozsahem rozmítání od cca 50 kHz do 900 MHz. NanoVNA analyzátor popíšu v jiné publikaci (až bude víc času), zde pouze zmíním základní HW rozměry.

Popis HW

Velikost displeje je cca 46 x 60 mm, displej je barevný a dotykový. Displej zobrazuje jednotlivé grafy měřených veličin. Nano VNA lze nastavovat z displeje. No, je to, vzhledem k malým rozměrům, velké utrpení. Kromě dotykového displeje má VNA jakýsi frajtřík, kterým se lze pohybovat v menu. Odezvy jsou pomalé, nápisy na displeji sice přečtu s brýlemi. K vážné práci to však není. Nicméně, rozměry kreditky a nízká váha (80 gramů) jsou nesporné výhody pro měření v terénu.

Konektory

TX konektor typu SMA, pro (CH0), používá se hlavně k měření S11 charakteristik, tj. Return Loss (VSWR), impedancí antén (R+jX), zobrazení Smithova diagramu, atd.
RX konektor typu SMA, pro (CH1), používá se k měření tzv. S21 charakteristik, tj. např. útlumu, zisku, atd.
micro USB-C, přes tento konektor lze připojit VNA k nabíječce vnitřního akumulátoru.

Další prvky

Vypínač, signalizační LED, ovládací frajtřík

Software

Používám a zkoušel jsem pouze soft Nano VNA Saver, který jsem stáhnul zde: https://github.com/mihtjel/nanovna-saver/releases
Software jsem stáhnul pro Windows 10 (exe), uložil do adresáře, kde mám samostatně stojící spustitelné soubory a tam jsem ho spouštěl.

Výhody popsaného SW:

1. Přehledné ovládání, hned víte, co máte dělat, pokud umíte dělat s VNA.

2. Vše vidíte na obrazovce velkého monitoru.

3. S nanoVNA HW to komunikuje přes sériový port. Ten samozřejmě na počítači nemáte. Můžete však použít dodaný kabel USB / USB-C. Důležité však je, že to komunikuje přes sériový port, kterému jsem věnoval několik článků v této publikaci, naštaval pracovníka (guru Microsoftu), který je jinak velice chytrý, obětavý, ale nějak nechápal, že virtuální sériový port je super užitečná služba operačního systému, stejně tak, jakože k čemu to potřebuju. Ale to je Microsoft. Mají svůj management, své vize a zpětnou vazbu od zákazníků nepotřebují. Zejména, když jim netleskají. Jenže tento skvělý SW není od Microsoftu, komunikuje s VNA pomocí nesmrtelného sériového portu, což je standardní věc od roku 1969, tedy možná dříve, než tu byl Microsoft. Proč o tom píšu? Jsem starší pán. Mám rád užitečné věci a při měření strašně rád sedím na prdeli ve své kanceláři, v obýváku se svou rodinou nebo v hamovně. Nemám rád, když zrovna měřím a prší mi do kožichu. Takže mám poblíž antén WiFi access point, v přístrojové skříni několik dálkově ovládaných anténních přepínačů, které mi umožňují připojit dost a dost antén k jinému přepínači, který má pro změnu několik výstupů a jeden z nich je do portu CH0 (TX) nano VNA. Nano VNA je s těmi přepínači v té jejich kisně a pomocí USB / USB-C kabelu je připojen ke směrovači povelů, který nedělá nic jiného, než že naslouchá pomocí TCP Socketu na své IP adrese a portu. A čeká, až se na svém PC v práci, v obýváku, v hamovně připojím k virtuálnímu portu. Když se připojím, tak výsledkem je, že zde popisovaný program komunikuje s mým nanoVNA. Virtuální port nedělá nic, než, že posílá bajt po bajtu na IP adresu a port. A můj směrovač, který popíšu v některém dalším článku ve finální verzi, nedělá nic jiného, než, že šoupe bajt po bajtu do USB seriového portu (a taky obráceně).

4. Hlavní obrazovka programu vypadá takto:

VNA_screen
Nemá smysl popisovat detaily. Vlevo se nastavují vlastnosti. Jako první musíte připojit aplikaci k sériovému portu, aby komunikovala s nanoVNA. Dále je dobré nastavit si rozsah rozmítání. Běžně šílím, když mě občas hamové požádají, abych se jim podíval na charakteristiku antény, ale nechají nastavené rozmítání od 50 kHz do 900 MHz, s malým množstvím segmentů. Pak se stane, že v grafech jsou vidět body, ale klidně 10 MHz před pásmem a za pásmem je jich dost, ale mezi tímto ani jeden!
Takže, základem je naučit se dělat s VNA, tedy nezapomenout nastavit frekvenční rozsah rozmítání a počet segmentů, aby např. ty rozhodující body byly 1 kHz od sebe, v pásmu a kolem pásma u širokopásmových antén. Základní měření s VNA budou popsána v nově připravovaných článcích o radiotechnice.
Dále je velice důležité nastavit si položky z menu Display setup. Tam hlavně vybíráme grafy s charakteristikami, které chceme měřit na svorkách antény.

Z obrázku vpravo vidíte, že jsem si vybral jen 4 základní grafy, Smith Chart. Z toho během rozmítání okamžitě vidím, že jsem např. připojen ke správné anténě, že se mi anténa neodladila např. vlivem námrazy, silného deště nebo z jiných důvodů. Dalším grafem je průběh R+jX, velikost celkové impedance Z a Return Loss (VSWR).

V tomto okně se nastavuje celá řada parametrů, které určují vzhled hlavního okna. Příliš toho nevyužívám, nastavení, se kterým autor dal aplikaci k dispozici, mi vyhovuje.

V tomto menu lze ještě dělat management radioamatérských pásem. Původní nastavení autora mi nevyhovovalo. V ukázce používám měření na anténě (vertikál GAP-TITAN DX) v pásmu 40 metrů. Abych viděl okolí, rozmítám od 5 do 8 MHz a segmenty jsem nastavil tak, aby vzdálenost mezi body byla menší, než 1kHz (zde 990 Hz). Měření sice trvá déle, ale grafy charakteristik jsou dost husté, vypadají jako spojité.

Ještě se vrátím k předchozímu hlavnímu oknu. Máme nastavené druhy zobrazovaných grafů. V předchozím jsme si nastavili pásmo a můžeme spustit rozmítání (kliknout na Sweep).

Program spustí rozmítání. Průběh rozmítání je zobrazován zeleným stavovým pruhem. Moje rozmítání už proběhlo (pruh je na konci, ukazuje 100%). Na obrázcích dole vidíte, jak vypadají uložené grafy charakteristik (3 základní grafy z měření S11 charakteristik, s využíváním pouze jediného portu (CH0).		 Setup
  
R+jX   RL Smith
  
U grafů lze ručně nastavovat zobrazované rozsahy na jednotlivých osách. Takže si můžeme uložit grafy charakteristik, které jsou přehledné např. pro publikování. Aniž bych něco měnil, ukládaly se mi grafy jako obrázky formátu png.

Znovu se vrátím k hlavním obrazovce. Velkou část zabírají tzv. márkry (Markers). V menu Diplej Setup si je editujeme. Mám v ukázce 3 markery. Marker č. 1 a č. 3 jsem nastavil na začátek a konec pásma 40 metrů. Marker č. 2 jsem nastavil na kmitočet 7074 kHz, kde se jezdí jeden z digitálních druhů provozu. Markery mi ukazují kmitočtovou polohu na křivkách grafů.

Hlavní obrazovka má ještě další menu, která slouží ke konkrétním pracem se soubory, s postupy při kalibraci zařízení, s postupy analytických nástrojů (pro analýzy dolních propustí, pásmových propustí, horních propustí, atd.). Ale to už se jedná o jiná témata.

Na hlavní obrazovce si ještě možná všimnete tzv. S21 parametrů. Vstup CH1 (RX) jsem však měl zakončený při této ukázce zakončovacím rezistorem (byl dodán v sadě nano VNA). Proto se na obrazovce zobrazují jen nesmyslné hodnoty přeslechů v rozmezí od cca -82 dB do cca -128 dB.

Závěry

1. Ovládání z desktopu v hamovně (z notebooku) je přímo komfortní, jednoduché, rychlé, bez viditelných prodlev. Prostě grafické prostředí na velikém monitoru, nikoliv koukání do tzv. ... (v pánské společnosti říkám do vulvy). Takovým termínem nazývám práci z obrazovky mobilu nebo práci z displeje přístroje. Ano, možná namítnete, že to jde. Jde to, ale není to práce. Prostě už tak dobře nevidím a nesnáším displeje velikosti vagíny. Takové displeje jsou pro děcka.

2. Při měření antén na pásmech KV, VHF 2m a UHF 70 cm jsem byl překvapen malým rozptylem naměřených hodnot a jejich opakovatelností. Pravda, občas jsem využíval tzv. averiging (průměrování) z více naměřených hodnot. Nicméně, od přístroje v ceně několika stokorun (ebay) jsem neočekával až tak dobré výsledky. Takže jsem si musel vypůjčit profesionální VNA a alespoň orientačně ověřit, jaká je skutečnost. Pro měření, která dělám, se výsledky až tak nelišily. Prostě milé překvapení.

3. Největší radost jsem měl z toho, že s přístrojem bylo možné komunikovat přes virtuální sériový port. O virtuálním seriovém portu jsem psal též tento článek. Byl sice zaměřen na řízení jiných přístrojů se sériovým portem (se směrovačem Elfin), ale princip je stejný, pouze směrovač není Elfin EW-10, ten má jen fyzický sériový port, ale Lenovo PC Stick 300 s USB hubem, s naslouchajícím TCP serverem a směrovačem povelů).
  
 

  

 		 
   
TU 73, Mira, ok1ufc