Minicomparazione tra vari "VNA" in mio possesso

[Franco Balestrazzi]

Vorrei fare una minicomparazione tra i vari strumenti per la taratura del'antenna in mio possesso. Questi sono :

1-SURECOM 160 (0.5MHz-60MHz)
2-SURECOM 250 (132MHz-173MHz,200MHz-260MHz,400MHz-519MHz)
3-METROVNA PRO DELUXE (1MHz-250MHz)
4-FA-VA5 (10KHz-600MHz)
5-NANOVNA (50KHz-900MHz)

I primi due, secondo me, si possono annoverare tra i misuratori di SWR "evoluti" con la visualizzazione grafica del suo andamento permettendo visivamente di vedere dove l'antenna esibisce il minimo SWR, e questo non e' poco. La misura della impedenza e delle sue componenti resistiva e reattiva e' poco precisa (nel senso che i conti non tornano tra il modulo dell'impedenza letto e quello calcolato attraverso le due componenti resistiva e reattiva). Da notare che la reattanza e' con segno. Sono carini con il loro display a colori e fanno la loro figura. Contenitore in metallo per entrambe e dotazione completa di adattatori per ogni tipo di connettore di antenna. Questi due strumenti sono dotati della sola porta DUT alla quale collegare l'antenna o altri circuiti da accordare.
Il metrovna e' dotato di porta DUT e DET e penso si possa collocare tra un SNA e la base minima di un VNA in quanto fornisce misure abbastanza precise sull'impedenza e le sue componenti resistiva e reattiva ma non ne fornisce il segno. E' dotato di moltissime funzioni SW alle volte anche ripetitive che differiscono solo dal punto di vista grafico. Avendo pero' entrambe le porte e' possibile eseguire, oltre alla misura S11 anche la S21 e quindi tarare filtri, duplexer,preamplificatori e altri dispositivi a due porte  visualizzando la risposta grafica su un display a colori di dimensioni medie.
Il FA-VA5 viene venduto in kit e occorre montarselo da soli anche se e' facilissimo in quanto tutta la componentistica smd e' gia stata saldata. Dispone della sola porta DUT e quindi e' paragonabile ai due SURECOM, ma con la possibilita' di raggiungere 600MHz e una ottima precisione. Il display e' piccolo come quello dei SURECOM ed e' monocromatico ma il suo forte e' la precisa indicazione della impedenza e delle sue componenti resistiva e reattiva MA CON IL SEGNO, tanto e' che sul display e' possibile la visualizzazione della carta di Smith e il punto in cui si trova l'impedenza misurata. La risoluzione sul display non e' eccezionale ma si legge bene. Questa caratteristica, per me, e' molto importante perche' da quando ero studente in ingegneria elettronica ho sempre usato la carta di Smith ma cartacea e con la calcolatrice e facevo i calcoli sul diagramma delle impedenze o delle ammettenze per gli adattamenti.
Niente da dire su questo strumetino, degno figlio del ben piu' completo DG8SAQ VNWA 3 primo VNA realmente a basso costo e validissimo.
Il NANOVNA, ultimo della serie acquistato piu' per sfizio che perche' ci credessi davvero.
Orbene, ho dovuto ricredermi. A parte l'ampio range di utilizzo (ma con sensibilita' via via decrescenti) e' dotato di porta DUT e DET e quindi permette di eseguire le stesse misure del METROVNA. Ha un display a colori e nella versione venduta di default ha un FW che gestisce 4 tracce selezionabili compresa la mia adorata carta di SMITH. Si ma, chiederete voi, come si comporta ?
L'impedenza misurata e le sue componenti resistiva e reattiva (CON SEGNO) sono come precisione paragonabili all'FA-VA5. A fianco della reattanza fornisce il suo valore capacitivo o induttivo, da qui il segno. La grafica e' notevole e si possono definire fino a 4 cursori. Per me' e' stato emozionante quando collegata l'antenna alla porta DUT ho misurato la sua impedenza sugli 80 metri e e visualizzato il suo punto nel quarto quadrante. Attraverso uno switch bidirezionale si puo' scorrere con il cursore la forma rappresentata sulla carta di Smith in contemporanea al Return Loss e all'SWR. Una volta letto il valore dell'impedenza disadattata sono andato su un foglio di calcolo della carta di Smith sul PC e simulando il circuito graficamente ho calcolato il valore della capacita' parallelo e dell'induttanza serie per portare l'impedenza al mio trasmettitore esattamente a 50 +/-J0. Ho realizzato l'induttanza e poi con il condensatore calcolato li ho introdotti sulla linea di alimentazione dell'antenna e poi aiutandomi con il NANOVNA ho regolato il condensatore per portare l'impedenza vista dal trasmettitore esattamente nel centro della carta di Smith visualizzata. Ovviamente spostandomi in frequenza con il cursore l'adattamento cambiava ma questo e' ovvio. E' stato un bell'esercizio che mi ha ricordato i tempi passati.
Cosa potevo volere di piu' per 47euro ?. Viene fornito, nella confezione da me acquistata, completo di due cavi gia' intestati SMA maschio e del kit di calibrazione composto da 3 connettori SMA (corto, aperto, 50OHm). Si basa su una piattaforma con STM32 come microcontrollore, il progetto e' open source e si puo' cambiare il FW con altri 4 presenti in rete. Il linguaggio utilizzato per lo sviluppo e' Python, pertanto quasi piu' semplice del Basic. Insomma ne sono rimasto veramente colpito. Attenzione, il prodotto non e' inscatolato ma e' formato da un sandwitch di schede fissate tra di loro e quindi non e' industrializzato come il METROVNA, i SURECOM o eventualmente i RIGEXPERT (che pero' sono dotati della sola porta DUT).
Dispongo inoltre di due analizzatori di spettro con TG e di ponte riflettometrico Sono strumenti da laboratorio e quindi poco portatili. In ogni caso questi non sono VNA ma si possono collocare nella configurazione descritta negli SNA. Un vero VNA della HP costa cifre improponibili per le tasche di un hobbista a meno che non ne trovi uno ricondizionato a prezzo abbordabile.
Mi si puo' dire : ma chi se ne importa, uso un accordatore gia fatto e festa finita. Avete perfettamente ragione ma il bello di capire i fenomeni fisici che regolano  il funzionamento dei nostri dispositivi per me e' sempre motivo di fascino.
73'

[rosco]

Per quello che vale, confermo la buona impressione generale ( anche se il senso di "robustezza" non è il suo forte ).

Il linguaggio utilizzato per lo sviluppo e' Python,

Mi permetto di correggere,
lo sviluppo del firmware è in C https://github.com/ttrftech/NanoVNA
Le funzionalità sono accessibili via USB anche con "programmini" python,
da segnalare nanovna-saver https://github.com/mihtjel/nanovna-saver che a me piace molto ( e sto cercando di adattarlo per leggere anche dal "vecchio" MR100  che sarà straccio, ma ha bluetooth che è comodo per tarare antenna )

[Franco Balestrazzi]

Si hai ragione mi sono sbagliato , in Python e' scritto il nanoVNA-saver per la connessione via usb da PC e la graficazione dei dati. Il FW del core e' in C/C++  per ARM.
73'

[moooose]

Caro Franco

innanzitutto grazie per il tuo post: sono convinto che sia utile a molti di noi.

Ho comperato un nanoVNA in funzione delle recensioni generalmente positive e del prezzo. Da tempo volevo avvicinarmi a un VNA a scopo di apprendimento personale, ma per questo fine i prezzi erano elevati. Ora che con meno di 50 euro ti porti a casa un apparecchietto dignitoso ho potuto soddisfare la mia curiosità e sto cercando di utilizzarlo al meglio.

Come ho detto il mio scopo è l'apprendimento, ed ecco allora la mia domanda: conosci per caso qualche risorsa sul web che mi possa aiutare a comprendere nel dettaglio come utilizzare appieno un VNA? Confesso che con le mie ricerche non ho trovato molte informazioni (nemmeno su come interpretare per bene la Smith chart...).

Ti ringrazio anticipatamente se potrai indicarmi qualcosa, altrimenti grazie comunque per quanto hai condiviso.

73 de IU5HIW Nino

PS. La lingua non è un problema.

[Franco Balestrazzi]

Questo link ti porta ad una serie di video su youtube tutti riferiti all'uso del nanoVNA :
https://www.youtube.com/results?search_query=Nanovna
Poi ti allego questo documento che fa parte della documentazione del nanoVNA ma che spiega, in lingua inglese, l'utilizzo di un generico VNA e i concetti su cui si basa.
Per comprendere come interpretare la carta di Smith purtroppo occorre studiare un po perche' occorrono basi di non immediata comprensione. Una volta pero' che si e' compreso come "funziona" ci puoi fare tutto. Ti consiglio di leggere l'appendice che si trova nelle ultime pagine del libro di Nerio Neri "ANTENNE linee e propagazione" volume 1. tanto per avere una infarinatura generale. Non sarebbe male se conoscessi l'uso dei numeri complessi in quanto sono la base dei calcoli su tale strumento grafico.
Spero di essere di aiuto.
73'

[moooose]

Grazie Franco

conosco il documento che hai allegato: è stata la mia introduzione al "mondo VNA".

Ora mi metto alla ricerca del Nerio Neri. Quanto allo studio non ci sono problemi: per me il VNA è proprio quello (i numeri complessi, invece, non sono proprio il mio pane quotidiano).

Ancora grazie

73

[davj2500]

Ciao a tutti.

Per chi fosse interessato a "far di conto" con i numeri complessi, ho un calcolatore online che esegue le varie operazioni tra numeri complessi espressi nella forma R,X tipica delle impedenze.

https://www.iz2uuf.net/wp/index.php/impedances-arithmetic/

Può eseguire le quattro operazioni di base, la trasformazione serie/parallelo, ecc.
Inoltre è presente la conversione tra impedenza e capacità/induttanza, il calcolo del ROS, del return loss e il calcolo della potenza espressa su carico complesso.
Spero possa essere utile.

Ciaoo
Davide

[dattero]

73 a tutti, è un po che l'ho nel cassetto , mi son  messo a guardare qualche video e ho notato che in molti video usano navoVnaSharp , ma sarò io ma non riesco a trovarlo in rete.

Magari se riesco a ritagliarmi un po di tempo vedo di imparare ad usarlo in qualche funzione

[rosco]

trovi software, driver ed altro qui https://drive.google.com/drive/folders/1-JViWLBOIzaHTdwdONX2RP8S4EgWxoND
ma fossi in te, dopo valuterei https://github.com/mihtjel/nanovna-saver ed a meno di differenze stratosferiche, lo preferirei.
Oltre a poter vedere il sorgente, lo sviluppo è ( almeno per ora ) molto attivo.

[dattero]

trovi software, driver ed altro qui https://drive.google.com/drive/folders/1-JViWLBOIzaHTdwdONX2RP8S4EgWxoND
ma fossi in te, dopo valuterei https://github.com/mihtjel/nanovna-saver ed a meno di differenze stratosferiche, lo preferirei.
Oltre a poter vedere il sorgente, lo sviluppo è ( almeno per ora ) molto attivo.

grazie 1000

[Franco Balestrazzi]

Ho trovato un link dove vengono comparati alcuni analizzatori di antenna dal costo max 200$. Se puo' interessare ...

http://docs.wixstatic.com/ugd/7b1f25_09bbb73a5fd646b7882b73858c8089c2.pdf

73'

[ik2nbu Arnaldo]

Vorrei fare una minicomparazione tra i vari strumenti per la taratura del'antenna in mio possesso. Questi sono :


5-NANOVNA (50KHz-900MHz)

Il tuo Nanovna è tipo questo su Ebay ?

https://www.ebay.it/itm/NanoVNA-VNA-HF-VHF-UHF-UV-Vector-Network-Analyzer-Antenna-Analyzer-PC-Software/123761511006

Arnaldo ik2nbu

[Franco Balestrazzi]

No e' questo :

https://it.aliexpress.com/item/33043060569.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.38194c4dCBaEC0

Acquistato da Guangyi0016 Store.

Sono molto simili ma nel mio e' compresa la batteria LIPO, il kit di calibrazione SOL, due cavi RG174 intestati SMA maschio-maschio e , a detta del fornitore, gli altri "cloni" non hanno inserito uno shield causando un degrado delle prestazioni. Questo ovviamente lo dice lui e lo fornisce con l'ultimo FW aggiornato alla versione 4 tracce fino a 900MHz, testato e calibrato prima di spedirlo.
Comprende anche il cavo di alimentazione e ricarica della batteria con connettore USB.

Se uno vuole vestirlo con una cover puo' realizzarla con una stampante 3D e i files li trova al link sotto :

https://www.thingiverse.com/thing:3673624

Io non la possiedo e quindi me lo tengo cosi' come e' anche se "vestito" e ' piu' pratico.

73'

[Franco Balestrazzi]

Confermo che la versione bianca  :

https://www.ebay.it/itm/Nano-VNA-Vector-Network-Analyzer-50KHz-900MHz-VHF-UHF-Antenna-Analizzatore-R4B5-/254355330294?_trksid=p2385738.m4383.l4275.c10

non ha lo scudo di metallo come indicato nel link sopra nella sezione DESCRIPIONS e Caratteristiche. Questo è quello che risulta in tale realizzazione.

73'

[yeti]

73 a tutti,
Anche il mio è  il nero con batteria,cavi e custodia in plastica. Ho preso dei cavetti sma-bnc e degli adattatori per collegarlo ad antenne e altro. Con il suo software funziona bene a patto di settare la lingua in inglese, alternativamente nanovna saver; per i calcoli sim smith http://harriman.ddns.net/Smith_Charts.html permette di calcolare gli adattatori. http://harriman.ddns.net/Papers_files/QRParticle.pdf I files salvati dalle due applicazioni per nanovna sono in formato touchstone per cui vengono letti dal software di cui sopra.
Per il momento mi sembra che sia stato un ottimo acquisto.
Just my 2 cents

[Franco Balestrazzi]

Allego il link dove il nanoVNA viene confrontato con il Keysight FieldFox N9952A che e' un VNA che arriva fino a 50GHz. 50euro contro .... , non indico il prezzo se no vi ribaltate dalla sedia (il prezzo lo leggerete alla fine del test nel paragrafo VERDETTO).

https://nuclearrambo.com/wordpress/comparing-nanovna-with-the-keysight-fieldfox-n9952a/

Ovviamente il nanoVNA ne esce perdente ma non con le ossa rotte. Da tenere presente che il nanoVNA e' un oggetto da hobbysta, mentre l'altro e' professionale.

E' un confronto interessante, da leggere ed interpretare con obiettivita' e la dovuta lucidita' di giudizio.
73'

[Franco Balestrazzi]

Ne ho acquistato un'altro a 16 euro su ebay, chissa se arriva e cosa arriva. Il venditore e' un perfetto sconosciutoe sembra un fake. Staro' a vedere. Intanto ebay mi ha confermato l'ordine e quando sara' spedito (ma !!!) verro' avvisato.
Esiste anche la cover ma costa piu' del nanoVNA a causa delle spese di spedizione dagli USA (11,89 euro + 12,75 euro spedizione):

https://www.ebay.it/itm/NanoVNA-Case/174039026524?_trkparms=aid%3D333200%26algo%3DCOMP.MBE%26ao%3D1%26asc%3D20140728113509%26meid%3Da77669fcf67647b49ecbf2f692926c52%26pid%3D100148%26rk%3D4%26rkt%3D4%26sd%3D362769877272%26itm%3D174039026524%26pmt%3D0%26noa%3D1%26pg%3D2059210&_trksid=p2059210.c100148.m2813

Con quella cifra per la spedizione mi aspetterei un teletrasporto alla "beam me up Scotty" .
73'

[Franco Balestrazzi]

Continuo con questo 3D senza aprirne un altro.
Ho visto in rete un RF DEMO KIT per NanoVNA utile per coloro che, dotati del suddetto strumentino, vogliono avvicinarsi al suo utilizzo e alla comprensione della carta di Smith e del diagramma di Bode della funzione di trasferimento di un quadripolo.
Il link e' questo :

https://www.ebay.it/i/133164204833?campaign-id=90001&run-date=20191014010500&templateId=4953834b-2ec5-439e-8c21-99d467102e52&templateVersion=103&co=12&placement-type=mfe.piyiP&user-id=44070903567&instance=1571040300&site-id=101&trackingCode=16TE79005_T_ALL_ORM&placement-type-name=mfe.piyiP&mfe-Id=100690&ul_noapp=true

[HAWK]

@IK4MDZ
Ciao, ieri mi hanno portato un nuovo NANOVNA, come quello sopra in foto, dentro il contenitore di plastica.
Il padrone mi dice che rispetto ad altri i quali vedono 1.5 di swr il VNA ne vede oltre 3...

Ti chiedo se si deve tarare ed in che modo, un firmware o via altro ?
Ho il manuale, ma non l'ho letto, arrivato tutto ieri sera.
Grazie per le info.

[Franco Balestrazzi]

Le uniche due cose che puoi fare sono il reset e la calibrazione. Tieni presente che la calibrazione e' meglio farla non da 0.5MHz a 900MHz ma nel segmento di frequenza che che ti interessa per una attendibilita' maggiore. Per prima cosa abilita la visualizzazione della sola carta si SMITH nel menu DISPLAY. Successivamente premi STIMULUS e li troverai la frequenza di START e STOP che andrai a immettere dalla tastiera a comparsa sul display e poi entra nel menu di calibrazione e per prima esegui quella con carico 50OHm, salta ISOLN, poi esegui la THRU attraverso uno dei due cavetti in dotazione, poi esegui la OPEN e poi la SHORT. Tutto questo con i tre tappi sma in dotazione. Una volta fatta, premi DONE e esci. Un'altra cosa verifica che quel modello che ti hanno dato comprenda lo schermo metallico se no, come racconta il fornitore, e' un clone e i dati letti non sono precisi. A questo punto con la sola carta di Smith visualizzata utilizza i tre tappi solo sul CH0 e se la calibrazione e' corrette vedrai che con il tappo da 50OHm il punto visualizzato sara' nel centro della carta, con il tappo SHORT il punto sara' sulla estrema sinistra della carta sulla circonferenza esterna ma sempre sullo stesso asse orizzontale del primo. Poi con il tappo OPEN il punto sara' sulla estrema destra della carta sulla circonferenza esterna anche lui sullo stesso asse orizzontale dove erano posizionati i due precedenti punti. Se non succede questo allora la calibrazione e' fallita e devi rieseguirla. Se anche dopo non funziona allora c'e' qualcosa che non va nell'esemplare che ti hanno dato.
73'

[HAWK]

Ciao Franco, seguirò le tue indicazioni, non so se è originale, di meallico ha il bordo schermo touch.
Firmware niente quindi.


Ecco la foto di quello qui presente.

[Franco Balestrazzi]

Lo schermo è all'interno del sandwich. Per vedere se c'è occorre smontarlo oppure si riesce ad intravvedere guardando in controluce tra il display e la scheda. Il fw di default è quello che gestisce 4 tracce fino a 900MHz. Ne esistono altri due o tre ma secondo me questo è quello che più si adatta alle nostre esigenze. Quello in foto sembra identico al mio che ha lo schermo. In ogni caso per cambiare il fw occorre installare la piattaforma per STM32 per compilare e scaricare il fw, se modificato. È un progetto open source e quindi è tutto un divenire. Lo ho comparato con il metrovna e i valori numerici della impedenza (parte reale e immaginaria) battono pari a meno del segno sulla immaginaria che nel metrovna non è gestito mentre sul Nano si. Lo trovo un buon compromesso per il suo prezzo e quello che offre in special modo per la visualizzazione sulla carta di Smith che rende più immediato il comportamento dell'antenna, almeno per me.
73'

[HAWK]

Calibrazione fatta e sembra rispondere...

Ora, se potresti dire i passi per misurare l' swr...in quali finestre si clicca, sto provando varie funzioni.
Il manuale in italiano, spiega cosa fa, in generale, ma materialmente non dice nulla come usarlo...ritengo pessima traduzione.

Ti chiedo ancora scusa per il disturbo.

[Franco Balestrazzi]

Scordati la parola disturbo.
Ti allego il "manuale" in lingua inglese (non mi ricordo se dell'ultima release FW o la penultima ma non cambia nulla ai fini del menu) dove vengono riportate tutte le voci del menu e dei sottomenu.
In ogni caso segui i passi seguenti :
clicca sulla destra del display e uscira' un colonna bianca con le seguenti voci :
DISPLAY
MARKER
STIMULUS
CAL
RECALL/SAVE
CLOSE
Premi DISPLAY e le voci cambieranno in
TRACE
FORMAT
SCALE
CHANNEL
BACK
clicca su TRACE e le voci diventeranno
TRACE 0
TRACE 1
TRACE 2
TRACE 3
BACK
clicca su TRACE 0 e le voci diventeranno
OFF
SINGLE
BACK
clicca su SINGLE e vedrai che sul display comparira' solo la traccia del canale 0
A questo punto riclicca sulla parte destra del display e ricompariranno le voci
TRACE 0
TRACE 1
TRACE 2
TRACE 3
BACK
clicca su BACK e compariranno le seguenti voci
TRACE
FORMAT
SCALE
CHANNEL
BACK
clicca su FORMAT e le voci diventeranno
LOGMAP che sarebbe il RETURN LOSS
PHASE
DELAY
SMITH che e' la carta di Smith
SWR
MORE
BACK
clicca su SWR
in questo modo avrai associato al canale 0 la misura dell'SWR e questo lo vedi poiche' sul display compare la scritta CH0 SWR 1.0/  "Valore dell'SWR" che se non hai collegato nulla al connettore CH0 e' un numero esorbitante che continua a cambiare.
Adesso sei pronto per collegare l'antenna al connettore CH0 e leggere l'SWR.
Ricordati che ogni volta che spegni il NanoVNA, quando lo riaccendi lui prende come configurazione la 0 impostata dal produttore con il range di frequenza da 0.5MHz a 900MHz.
Se vuoi puoi memorizzare una configurazione di range di frequenza e parametri selezionati da te sul display salvandoli in una configurazione da 1 a 4 e richiamandola alla riaccensione. Non sovrascrivere la 0 che e' quella di default, almeno io faccio cosi'.
Felice di esserti di aiuto
73'

[HAWK]

Ecco così deve essere, tutte le spiegazioni che si trovano, anche in video, danno per scontato degli step...già conosciuti.
Scarico quello in inglese.
Quando si fanno le cose a prova di somaro, (IO), ve sempre bene, fare i tutorial poi tanti pensano di saperli fare, pochi lo sanno realmente.

 

Applauso.