Úvod
Použité přístroje:
1. Vektorový analyzátor
(v příkladech použit nano VNA).
Použitý konektor: CH0 (TX)
a CH1(RX)
Použité
adaptéry: SMA spojky samice-samice, SMA samice pro
připájení měřeného koaxiálu - příklad, viz obrázek
Zobrazované
typy grafů: charakteristiky S11 a S21
Měřené
veličiny: průběh impedance v závislosti na kmitočtu
(zobrazení ve Smith. diagramu), útlum
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
kabel připájíme na SMA konektor.
 |
| |
3. Měření charakteristické impedance
3.1. Kabel připojíme dle předchozího obrázku.
Pokud je char. impedance kabelu poblíž hodnoty 50 Ohmů,
zobrazí se její průběh jako bod nebo malý kroužek
uprostřed Smith. diagramu:
|
 |
3.2. Pokud má kabel rozdílnou charakteristickou
impedanci (např. vyšší, než 50 Ohmů), zobrazí se nám tato
jako kružnice, která vychází z bodu 50+j0 a má střed na
hodnotě Z char kabelu.
Hodnotu char. impedance
vypočteme např. ze vzorečku Zchar = odmocnina (Z2 x 50),
čísla viz oranžový text v obrázku, Zchar = 74.68 Ohmu:
|
 |
3.3. Char. impedance miniaturní dvoulinky (naměřeno
Zchar cca 122 Ohmů):
|
 |
 |
| |
| 3.4. Když máme v koaxiálu zkrat nebo přerušení,
zobrazí se nám ve Smith. diagramu velký kruh, který
prochází extrémně malými a velkými hodnotami: |
| |
 |
| |
| 3.5. Teoretický základ. Předpokládané chování kabelu
modelujeme ve Smith. diagramu. Víme, že čtvrtvlnný úsek
transformuje impedance, tedy např. 50+j0 na jinou reálnou
hodnotu. Modelování vypadá takto (nejdřív koax 75 Ohmů,
potom dvoulinka). Všimněte si, že to, co jsme tady
namodelovali, jsme pomocí VNA změřili. |
 |
| |
 |
| |
Závěr
Stanovení charakteristické
impedance vedení je základní dovedností v radiotechnice.
Transformační vlastnosti vedení si modelujeme ve Smithově
diagramu a měřené průběhy impedancí si rovněž zobrazujeme ve
Smithově diagramu. Charakteristickou impedanci snadno
dopočítáme z výše uvedeného jednoduchého vztahu.
První vzorek
koaxiálního kabelu byl delší (viz první obrázek). Všimněte
si, že útlum celé délky na kmitočtu 200 MHz byl již větší,
než 30 dB. Útlum vedení je též základní veličinou, která nás
zajímá. O měření útlumů tu však je samostatný článek.
|
|
|
|
|
|
|
