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NanoVNA, Vector Network Analyzer

Wer viel mit HF-Technik macht, wird irgendwann an einem Punkt kommen, an dem er sich einen VNA wünscht. Früher konnten sich nur Firmen solche Messtechnik leisten. Die schnelle Entwicklung in der Elektronik macht es jetzt auch für den Privatbereich finanzierbar. So eröffnet es auch den Hobbyisten mit kleinem Budget, die Möglichkeiten die Stehwelle seiner Antennen zu messen, aber auch Schwingkreise und Filter können gemessen werden.

Das hat uns natürlich auch interessiert und wir wollten es genau wissen, was einem da erwartet. Es kam alles gut verpackt in einem kleinen formschönen Kästchen mit einer Menge Zubehör. NanoVNA-2

Schauen wir uns die Eckdaten erst einmal an. Der Frequenzbereich geht von 10khz bis 1,5Ghz, ein Akku macht einen für ca. 2 Stunden netzunabhängig oder er kann aber auch z.B. mit einer PowerBank mit Strom versorgt werden, geladen wird über USB-C. Neben dem Laden hat der USB-C-Anschluss noch die Funktion der Datenübertragung. das Programm nano-saver kann man sich kostenlos herunterladen. Es sei noch erwähnt, dass man den NanoVNA mit einem OTG-Kabel direkt an das Smartphone anschließen kann. Eine entsprechende APP ist auch zum kostenlosen Download verfügbar. Da der NanoVNA ein OpenSource Projekt ist, gibt es auch Firmware-Updates und Modifikationen. Was sehr praktisch ist, ist auch die Nutzung einer SD-Card, welche in den NanoVNA eingesteckt werden kann um Bilder etc. direkt speichern zu können. Es gibt noch zwei Led, eine blaue neben dem kleinen Drehrad und eine rote Led direkt neben der USB Buchse. Die blaue Led blinkt während des Betriebs. Schließt man den NanoVNA zum Laden an der USB-C-Buchse an, leuchtet die rote Led und zeigt den Ladevorgang an. Erlöscht die rote LED ist der Akku vollgeladen.

Der Lieferumfang:

  • 1 x NanoVNA
  • 1 x USB zu Typ C Kabel
  • 2 x 30 cm SMA-Stecker auf Stecker an RG174-Kabel
  • 2 x SMA Kalibrierungsstecker
  • 1 x SMA Kupplung Buchse auf Buchse
  • 1 x Touchstift
  • 1 x Handschlaufe

Nun schauen wir uns aber die Leistungsfähigkeit und das Handling des NanoVNA’s an. Bedient wird es mit einem kleinen Drehrad am oberen Ende des NanoVNA und per Touch-Screen. Auf dem 7,11 cm großen Display mit einer Auflösung von 320x240 stehen eine Fülle von Daten zur Verfügung. Trotzdem wirkt es nicht überladen und es ist sehr strukturiert aufgebaut. Die ursprüngliche Firmware kann 4 Messreihen darstellen, dadurch ist die Schrift relativ klein. Benötigt man nur zwei Messreihen, was oft der Fall sein wird, kann man eine Firmware mit 2 Messreichen installieren. Dadurch ist die Schrift größer, was sich auch auf Menüs etc. auswirkt. Ein Link von verschiedenen Firmware-Versionen ist weiter unten verlinkt

Als nächstes sollte man die Kalibrierung ausführen, diese ist nicht kompliziert und auch schnell gemacht. Man sollte aber beachten, dass die erste Kalibrierung auf die Speicherstelle 0 gespeichert werden sollte. So wird gewährleistet, dass nach dem Einschalten die Kalibrierungsdaten automatisch geladen werden. Man hat zusätzlich noch einige Speicherstellen zur Verfügung, um weiter spezielle Kalibrierungen zu erstellen und zu laden.

Ein Kalibrierungset aus einerm offenen, einem geschlossenen und einem mit 50Ohm Abschluss-SMA-Stecker liegen bei. Man schaltet den NanoVNA am kleinen Schalter neben den Wahlrad ein und wählt den Menüpunkt Cal, in dem nun erscheinenden Untermenü geht man auf Calibrate und man bekommt ein weiteres Menü mit den Kalibrierungspunkten angezeigt, welche man von oben nach unten durcharbeiten sollte.

Kalibrierungspunkte:

Alle Messungen werden mit dem Druck auf dem Drehrad gestartet, ist die Messung beendet, springt man automatisch zum nächsten Punkt und der vorherige Messpunkt wird schwarz hinterlegt. Nun arbeitet man die Punkte von oben nach unten ab.

  • Open - Auf CH0 wird der messingfarbene SMA-Stecker aufgeschraubt, welcher in der Mitte keinen Pin hat, nun bestätigt man es.
  • Short - Auf CH0 wird de messingfarbene SMA-Stecker mit Pin in der Mitte aufgeschraubt und auch bestätigt.
  • Load - Auf CH0 wird der silberne SMA-Stecker mit 50 Ohm aufgeschraubt.
  • Isolin - Auf CH1 wird der silberne SMA-Stecker mit 50 Ohm angeschlossen, um noch eine höhere Genauigkeit zu bekommen, kann man an CH0 noch ein 50 Ohm Abschlusswiderstand anschließen.
  • Thru - Man verbindet jetzt mit einem der beiden mitgelieferten Kabel CH0 und CH1 miteinander und bestätigt es.
  • Done - Damit kommt man in ein Menü, in dem man mehrere Speicherplätze für die Kalibrierung hat. Die erste Kalibrierung sollte man auf SAVE 0 speichern.

Ist man jetzt komplett durch, bleibt noch der Menüpunkt Done übrig. Man wählt ihn aus und kommt in ein weiteres Menü, wo man mehrere Speicherpunkte hat. Dort wird jetzt Save 0 ausgewählt und die Default-Kalibrierung ist gespeichert. Bei jedem Einschalten werden die Daten aus Save 0 geladen. Somit ist die Kaliberierung beendet und der NanoVNA einsatzbereit.

Die Mehrheit wird sicher die Stehewelle der Antennen messen wollen, sei es schnell nach dem Aufbau oder auch wenn man sich eine Antennen selber gebaut hat. Aufgrund der geringen Grösse ist es auch für Fielddays etc, prima geeignet. Messen wir jetzt einmal die Stehwelle für eine Antenne im 70cm Band.

NanoVNA-3

Wir schließen die Antenne an CH0 an. Wie bei der Kalibrieung werden wir wieder Punkt für Punkt durchgehen bis die Messung startet. Als erstes geht man im Hauptmenü auf den Punkt Stimulus. Es öffnet sich ein neues Menü. Wir nutzen einfach die Start und Stop Frequenz, natürlich kann man auch mit Center-Frequenz und Span arbeiten.

  • Start : Hier gibt man die Startfrequenz von 430 Mhz ein
  • Stop : Hier gibt man die Endfrequenz von 440 Mhz ein
  • Nun geht man zum Hauptmenü und wählt dort Display und in diesem Menü Format
  • Dann sieht man schon den Punkt SWR und dieser wird auch gewählt.
  • Anschließend sieht man auf dem Display den SWR-Wert einzelner Frequenzen im oberen Bereich als auch ein Smith-Diagramm über den ganzen Frequenzbereich.

Neben dem SWR-Wert wird auch noch der Widerstand angezeigt. Natürlich kann man sich das Ergebnis auch als Smith-Diagramm anschauen. Es ist nicht die einzige Funktion von dem NanoVNA, auch das Messen von Filtern ist genauso einfach

ACHTUNG : Misst man in mitten von einigen Antennen, sollte man darauf achten, dass bei den Messungen nicht gesendet wird, das könnte den Eingang beschädigen.

Nach einigen Messung und Austesten der ganzen Funktionen waren wir überrascht, was man für wenig Geld an Messtechnik bekommen kann. Bisher konnten wir keinen negativen Punkt feststellen, aber wir haben es noch nicht im täglichen Einsatz gehabt und hoffen aber, dass es sich genauso bewährt, wie in unserem Test im Shack. Unsere Erfahrungen werden wir hier immer wieder veröffentlichen.

Zusätzliches:

Schließt man den NanoVNA am PC an, kann man mit einem Terminalprogramm mit 115200 Baud direkt auf die Konsole zugreifen,

Links:

Software und Firmware:

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