Úvod
Použité přístroje:
1. Vektorový analyzátor
(v příkladech použit nano VNA).
Použitý konektor:
CH0 (TX)
Použité
adaptéry: SMA konektor s "krokodýlky".
Zobrazované
typy grafů: charakteristiky S11, Smith, průběh impedancí,
koeficient odrazu
Měřené
veličiny: průběh R+jX měřený na fixním odporu v
závislosti na kmitočtu
Software:
https://github.com/mihtjel/nanovna-saver/releases
Základní zásady při práci a základní nastavení
1. S nanoVNA HW komunikujeme přes sériový port.
2. Měřený
rezistor připojujeme vždy pomocí stejného přípravku na
port CH0
Použitý přípravek byl navržen tak, aby v zapojení bylo
co nejkratší vedení s impedancí Z = 50 Ohmů, protože kvůli
takovému úseku (pokud je delší) jsou zbytečně a nevhodně transformovány
impedance měřeného zařízení. Délky přes konektor SMA a
vedení na PCB analyzátoru se však nezbavíme. V pásmu
krátkých vln reprezentuje parazitní kapacitu, jejíhož
vlivu na výsledek se zbavujeme dopočtem ve Smithově
diagramu.
|
 |
Princip měření
Měřenou impedanci (např. svorky drátové antény)
připojíme krokodýlky a změříme impedanci pomocí VNA. Na
kmitočet, který nás zajímá, vložíme marker. V této úloze
je to na frekvenci 28 MHz.
Následně provedeme
dopočet impedance ve Smithově diagramu. Pro dopočet jsem v
této metodě použil hodnotu paralelní kapacity, kterou má
krátké koaxiální vedení (konektory SMA). Délky vodičů s krokodýlky
zanedbávám. Že to lze, jsem ukázal na jejich vlivu při
měření v této úloze. Logickou úvahou rovněž dospějeme k
tomu, že 10 cm kousek u 10 metrů dlouhé antény nemá
rozhodující vliv. Dopočet s ohledem na tu paralelní
kapacitu má však zásadní vliv na měřené hodnoty.
Měření a dopočet
Měření
jsem provedl pro tyto hodnoty impedancí: 3 900; 2 200; 1 000
a 390 Ohmů. Naměřená hodnota je vidět u markeru č. 2, v
diagramech jsou vidět průběhy impedancí v závislosti na
frekvenci. V praxi měření provádíme vždy jen kolem
pracovního kmitočtu. Pod naměřeným diagramem je obrázek s
dopočtem impedance.
|
 |
 |
| |
 |
 |
|
|
 |
 |
|
|
 |
 |
|
|
Zhodnocení výsledků
1.
Dopočítané hodnoty jsou nepatrně nižší, než skutečné.
Přesnost metody je však dostačující pro práci s
drátovými anténami s vyššími impedancemi na žebříčcích
(Single Zeppelin, Double Zepppelin, G5RV, atd.). U
přesnosti si uvědomme, že je analyzátorem počítána poměrně
vysoká hodnota impedance v paralelním řazení rezistorů
(druhá hodnota je Z = 50 Ohmů).
2. Z tabulek
u Smithových diagramů si všimněte, že dopočet na paralelní
parazitní kapacitu je třeba dělat. Naměřené hodnoty po
transformaci (na CH0 VNA) jsou přeci jenom hodně, hodně
odlišné od skutečných hodnot na krokodýlkách (tedy na
anténě).
3. Kapacity pro dopočet impedancí jsem si
změřil pro několik hodnot vyšších impedancí měřením
známého reálného odporu R. S těmito hodnotami a stejným
způsobem dopočítávám impedanci na krokodýlkách z
komplexních hodnot po transformaci u reálné antény. |
|
|
|
|
|
|
|
|
