NANOVNA vs rosmetro

Aperto da Antenna, 17 Novembre 2023, 06:08:20

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Antenna

Buongiorno a tutti....
Una cosa che ho notato utilizzando un NANOvna nella misura del SWR di varie antenne, é sempre la lieve discrepanza tra i valori visualizzati dallo strumento, e quelli letti con un normale rosmetro (a dire il vero più di uno)....

Tralasciando "hai calibrato o no ,ecc ecc", che ovviamente é scontato ,

Mi chiedevo se queste differenze possano essere dovute al fatto che con il nano si analizza la "pura antenna dormiente ", con un rosmetro si applica un segnale a potenza variabile...variabile nel senso che se uso 5 w e poi 20w , comunque ho letture lievemente differenti....

Questo si nota ovviamente su antenne completamente libere,con cavo con i contro rAzZi e relativi connettori, e maggiormente con antenne (ad eeempio veicolari o comunque con altre strutture nei paraggi ) dove si possono creare "interferenze" dovute alla potenza....


Ora, su cosa mi devo basare ?....
Esempio pratico :
Con il nanovna su un'antenna CB, leggo un ros a 2:0 agli estremi della banda passante di 3mhz, con il rosmetro e 5w leggo stessi valori per una banda passante di 2mhz...se aumento la potenza ,lievemente piu stretta....(poi sta lì...nel senso che 5/10/30/100w rimane quella la lettura ).....

Ah, l'antenna di casa avevo usato anche un analizzatore professionale che usavo per le antenne telefoniche ,notando fin da quel giorno questa cosa......

Quindi??? NANO da usare per controlli grossolani e poi affinare con la classica lettura rosmetro e potenza?


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BarboneNet

Citazione di: Antenna il 17 Novembre 2023, 06:08:20Buongiorno a tutti....
Una cosa che ho notato utilizzando un NANOvna nella misura del SWR di varie antenne, é sempre la lieve discrepanza tra i valori visualizzati dallo strumento, e quelli letti con un normale rosmetro (a dire il vero più di uno)....

Tralasciando "hai calibrato o no ,ecc ecc", che ovviamente é scontato ,

Mi chiedevo se queste differenze possano essere dovute al fatto che con il nano si analizza la "pura antenna dormiente ", con un rosmetro si applica un segnale a potenza variabile...variabile nel senso che se uso 5 w e poi 20w , comunque ho letture lievemente differenti....

Questo si nota ovviamente su antenne completamente libere,con cavo con i contro rAzZi e relativi connettori, e maggiormente con antenne (ad eeempio veicolari o comunque con altre strutture nei paraggi ) dove si possono creare "interferenze" dovute alla potenza....


Ora, su cosa mi devo basare ?....
Esempio pratico :
Con il nanovna su un'antenna CB, leggo un ros a 2:0 agli estremi della banda passante di 3mhz, con il rosmetro e 5w leggo stessi valori per una banda passante di 2mhz...se aumento la potenza ,lievemente piu stretta....(poi sta lì...nel senso che 5/10/30/100w rimane quella la lettura ).....

Ah, l'antenna di casa avevo usato anche un analizzatore professionale che usavo per le antenne telefoniche ,notando fin da quel giorno questa cosa......

Quindi??? NANO da usare per controlli grossolani e poi affinare con la classica lettura rosmetro e potenza?


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Ciao, esatto come dici. il Nano rileva come funziona l'antenna senza potenza....
io pero' cerco sempre di far funzionare il rosmetro come dice il VNA.

Quindi se noto una differenza tra i 2, cerco di trovare la causa.....almeno capirla!

a volte potrebbe essere anche il cavo di discesa che è in sottomultipli di 1/4lambda a rompere........oppure l'antenna è si a ros 1:1,ma non alla giusta frequenza e quindi hai questo scostamento di lettura.

Esempio: nanovna dice ros 1.0 a 28.5, swr dice ros 1.0 a 28.7.......se variando appena l'antenna(accorciandola o allungandola) queste due letture arrivano ad avvicinarsi, sei a cavallo.........sempre che tu voglia smanettarci per cosi poco
Radio: Yaesu FT-710 | Yaesu FT-891 | Yaesu FT-100
Antenne: T2LT 11-10m | Sirio Performer P2000 11-10m | Rybakov 60-10m | DeltaLoop 37° 11m | DeltaLoop 60° 11-10m | DeltaLoop 60° 40-6m | Skypper 11-10m | Skyrex 11m
Tuner: MFJ-998 | ATU-100 | MFJ-945E
Lineari: RM KL 805 Plus | RM HLA-300V Plus HP | RM KL 505V
Microfoni: MH-31 Full Modded | Astatic RoadDevil Modded | Zetagi M93
Canale YouTube: https://www.youtube.com/channel/UCXQxTF1vOZ4CLUg30DLPppg

trodaf_4912

#2
Citazioneil Nano rileva come funziona l'antenna senza potenza....
Mi domando come faccia ad eseguire la misura S11 senza l'iniezione di un minimo di potenza ?.

Citazionela "pura antenna dormiente ",
altra definizione fantasiosa.

Ricordo che l'SWR, poiche' e' un numero puro ottenuto dal rapporto

VSWR={[SQRT(Pd)+SQRT(Pr)]/ [SQRT(Pd)-SQRT(Pr)]}

e' il medesimo se si utilizza una potenza diretta Pd=100W ottenendo una potenza riflessa Pr=10W, oppure una potenza diretta Pd=10W con una potenza riflessa Pr=1W, oppure, ed e' il caso dell'analizzatore di antenna, una potenza diretta Pd=10mW ottenendo una potenza riflessa Pr=1mW in quanto il disadattamento che produce la potenza riflessa è lo stesso sia utilizzando 100W, 10W, o 10mW.
Quindi la precisione non dipende dalla potenza diretta Pd utilizzata ma dipende invece dalle caratteristiche dell'analizzatore di antenna le cui misure degradano in precisione mano a mano che ci si allontana dalla impedenza caratteristica Zc=50 OHm.
Di seguito una tabella comparativa che fa riferimento all'analizzatore Agilent 4291B messo a confronto con vari analizzatori di antenna adatti alle nostre tasche.
Come si vede la misura dell'impedenza, e quindi dell'SWR, diverge mano a mano che ci si allontana dai 50 OHm per gli analizzatori di antenna economici come il nanovna.




Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

Antenna

Citazione di: trodaf_4912 il 17 Novembre 2023, 10:25:35Mi domando come faccia ad eseguire la misura S11 senza l'iniezione di un minimo di potenza ?.
altra definizione fantasiosa.

Ricordo che l'SWR, poiche' e' un numero puro ottenuto dal rapporto

VSWR={[SQRT(Pd)+SQRT(Pr)]/ [SQRT(Pd)-SQRT(Pr)]}

e' il medesimo se si utilizza una potenza diretta Pd=100W ottenendo una potenza riflessa Pr=10W, oppure una potenza diretta Pd=10W con una potenza riflessa Pr=1W, oppure, ed e' il caso dell'analizzatore di antenna, una potenza diretta Pd=10mW ottenendo una potenza riflessa Pr=1mW in quanto il disadattamento che produce la potenza riflessa è lo stesso sia utilizzando 100W, 10W, o 10mW.
Quindi la precisione non dipende dalla potenza diretta Pd utilizzata ma dipende invece dalle caratteristiche dell'analizzatore di antenna le cui misure degradano in precisione mano a mano che ci si allontana dalla impedenza caratteristica Zc=50 OHm.
Di seguito una tabella comparativa che fa riferimento all'analizzatore Agilent 4291B messo a confronto con vari analizzatori di antenna adatti alle nostre tasche.
Come si vede la misura dell'impedenza, e quindi dell'SWR, diverge mano a mano che ci si allontana dai 50 OHm per gli analizzatori di antenna economici come il nanovna.


Ho usato termini "fantasiosi",per rendere l'idea nella sua semplicità .....

Comunque ,teoria a parte che é tanto bella e conosco cosa sia il rapporto swr (e che teoricamente non varia al variare della potenza ), nella realtà se l'antenna non é in condizioni fisiche ed elettriche ideali (come tutte le antenne), é normale che (passami i termini fantasiosi ,così qualcuno meno tecnico possa capire ) un'onda RF di 1 metro che sbatte contro un muro a 5metri di distanza dall'antenna ,crea delle onde d'urto contrarie ...come é normale se la stessa onda ma da 5metri,crei un onda d'urto maggiore a parità di condizioni!!...



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AZ6108

perdona l'intervento, ma il paragone delle onde d'urto non "regge", nel senso che semplificando in quel modo tralasci una serie di "dettagli" che sono, invece, fondamentali; detto questo, il rapporto di onde stazionarie è invariante riguardo la potenza, non c'è il "caso reale" o quello "teorico"
Violence is the last refuge of the Incompetent
Salvor Hardin

trodaf_4912

#5
Esatto, ma il rapporto tra l'intensita' dell'onda riflessa e dell'onda incidente non cambia a parita' di distanza dal muro.
Questo e' esattamente quello che ho cercato di spiegare. Sempre facendo riferimento al tuo esempio con il muto, cambia invece se allunghi o accorci la distanza dal muro. Ergo, non e' la potenza diretta che fa cambiare l'SWR ma l'impedenza che si ha nel punto in cui colpisce il muro.
Spostandosi dal centro in cui si ha una Z=50 OHm e' come se allungassi o accorciassi la distanza dal muro, l'impedenza cambia ed ecco nascere le stazionarie che vengono viste come potenza riflessa Pr.
Che poi l'analizzatore di antenna indichi, in presenza di disadattamento, un valore diverso da un'altro analizzatore di antenna, questo e' plausibile in quanto allontanandoci dal punto di risonanza la misura tende a diventare imprecisa (vedi la tabella comparativa).
Poi, lungi da me nel volere convincere nessuno, ma se fai una domanda, aspettati anche delle risposte che non siano concordi con la tua teoria.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


r5000

73 a tutti, la differenza che può esserci tra la misura con un rosmetro e un nanovna è l'errore di misura dovuto al livello di segnale utilizzato, con il rosmetro si usa almeno 1 watt ( dipende dalla potenza minima impostabile dall' rtx) mentre il nanovna usa un generatore di pochi mW, in presenza di segnali forti  con l' antenna succede che la misura del nanovna viene disturbata dai segnali forti e ti ritrovi misure sbagliate, succede ad esempio con le antenne VHF direttive quando le punti verso i ripetitori broadcasting 88/108 MHz o televisivi ( mi capita con la direttiva UHF...) e quello che sembra essere una variazione del ros non succede con il rosmetro e rtx, lo stesso succede anche in hf se ad esempio a 300 mt c'è un radioamatore che stá trasmettendo, poco importa se in un'altra banda ma il nanovna non ha nessun filtro in ingresso e quindi misura anche quello che non rientra nello schermo... Poi in presenza di Ros la precisione o meglio l'imprecisione del nanovna si fa' importante ma per quello che costa e per quello che serve ( ottenere il miglior adattamento con antenne da tarare...) é poco importante sapere che il Ros 10  non è veramente 10 ma 5 o 20, di fatto è preciso con Ros 1 e anche Ros 1.5 corrisponde al Ros  misurato con il rosmetro...
non dare da mangiare al troll    https://www.rogerk.net/forum/index.php?msg=858599


Antenna

Citazione di: trodaf_4912 il 17 Novembre 2023, 13:34:56Esatto, ma il rapporto tra l'intensita' dell'onda riflessa e dell'onda incidente non cambia a parita' di distanza dal muro.
Questo e' esattamente quello che ho cercato di spiegare. Sempre facendo riferimento al tuo esempio con il muto, cambia invece se allunghi o accorci la distanza dal muro. Ergo, non e' la potenza diretta che fa cambiare l'SWR ma l'impedenza che si ha nel punto in cui colpisce il muro.
Spostandosi dal centro in cui si ha una Z=50 OHm e' come se allungassi o accorciassi la distanza dal muro, l'impedenza cambia ed ecco nascere le stazionarie che vengono viste come potenza riflessa Pr.
Che poi l'analizzatore di antenna indichi, in presenza di disadattamento, un valore diverso da un'altro analizzatore di antenna, questo e' plausibile in quanto allontanandoci dal punto di risonanza la misura tende a diventare imprecisa (vedi la tabella comparativa).
Poi, lungi da me nel volere convincere nessuno, ma se fai una domanda, aspettati anche delle risposte che non siano concordi con la tua teoria.
Non sto dicendo che é errato ,anzi...teoricamente é tutto perfetto....

Ora ,dimentichiamo l'esempio stupido del muro ....

Caso reale con cui mi sto scontrando e "sperimentando":
Mantova turbo (antenna 27mhz) sul tetto di una casa singola, nulla che ostruisce o ostacola i radiali ecc ecc ,case più vicine (muri) sullo stesso piano antenna a non meno di 30/40 metri ...
Solo antenna tv (su altro palo più basso) senza amplificatori ne altro (una uhf 14 elementi che guarda lato opposto all'antenna cb)..

A 5w (3/4,5 in base alla frequenza esatta ),ho una curva di swr agli estremi di 2:1 che mi consente una banda passante di circa 2,5 MHz , se aumento la potenza a circa 50/70w, la banda passante si riduce a 1,7 MHz (sempre limiti di swr 2:1).

Stesse cose mi capitano con le veicolari, ma qui spesso nel raggio di 20-50cm dallo stilo , potrebbe esserci qualche interferente come barre porte tutto ,montanti ,ruote di scorta ecc ecc...
In questi casi la differenza di larghezza di banda, é maggiore....(in parole semplici se a 5w posso coprire 40 ch al pelo, con 25/30 w diventano 25-30 canali...a volte peggio (ovviamente installazioni mooooolto precarie )

Ovviamente mi baso su misure fatte con radio e rosmetro,non il nanovna con cui sto cominciando a giocare ora


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trodaf_4912

#8
Bene, vedo di rispondere ad entrambe.
@5000, quanto dici e' vero, la potenza in uscita dalla porta DUT del nanovna non supera i 10mW, se va bene, e non e' costante su tutta la gamma di frequenza.
Il problema che tu riporti e' vero, ma lo e' sia fuori dalla risonanza che in risonanza del carico. Se hai segnali forti sulla banda dove stai eseguendo la misura allora il risultato puo' venire falsato. In questi casi un buon rosmetro risolve il problema. Ripeto che pero' questo problema si  manifesta sia alla risonanza che agli estremi con SWR=1:2.0 come invece viene riportato da Antenna.
@Antenna, gli analizzatori RIG EXPERT, ad esempio, riportano nelle specifiche che con un disadattamento di SWR=1:2.0, e cioe' 4 volte la R=50 OHm, la precisione nella misura non e' piu' garantita e piu' ti allontani dai 50 OHm piu' la misura fatta fornisce errori superiori. Se ti prendi la briga di leggere attentamente quella tabella che ho accluso vedrai che molti analizzatori economici quale il nanovna hanno questo comportamento.
Concordo su questo perche' io possiedo un analizzatore di antenna autocostruito (HW e FW), un Surecom da 60MHz, un Surecom da 125MHz a 500MHz, e poi due nanovna, un Metrovna e un FA-VA5 che risulta il piu' preciso in quanto anche eseguendo la misura su carichi con SWR >2 la lettura e' congruente se paragonata all'analizzatore di spettro con ponte riflettometrico dedicato. Se guardi la tabella vedrai che l'FA-VA5 risulta attendibile anche con carichi che evidenziano un SWR superiore a 2.
Quando tu misuri agli estremi di banda della tua antenna non fai altro che fare lavorare il tuo nanovna su una impedenza diversa da 50 OHm e quindi si possono evidenziare tali problemi. Come scrive R5000, non ha importanza se al posto di leggere un SWR=5 lo leggi uguale a 10, l'importante e' che durante la messa a punto dell'antenna tu riesca a trovare la risonanza, ed in quel caso che sia un nanovna o altro la lettura e' corretta.
E comunque da SWR=1:2.0 a 1:3.0 hai l'indicazione qualitativa dell'andamento del tuo carico al variare della frequenza.

Non sono sicuro di essermi spiegato in modo comprensibile ma se tu avessi confidenza con la Carta di Smith vedresti immediatamente come varia l'impedenza dalla risonanza al variare della frequenza agli estremi.

Nel mio cassetto ho anche un vecchio Palomar RX-100 noise bridge che permette di misurare l'impedenza  utilizzando l'RTX in ricezione. Questo era il "coltellino svizzero" che ogni OM aveva nel cassetto per verificare l'impedenza del sistema antenna piu' cavo anni fa'. La lettura era fatta, udite udite, con due manopole con indice R e X che muovendole per il massimo fruscio ascoltato permettevano di leggere spannometricamente l'impedenza. 
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

Antenna

Citazione di: trodaf_4912 il 17 Novembre 2023, 17:16:38Bene, vedo di rispondere ad entrambe.
@5000, quanto dici e' vero, la potenza in uscita dalla porta DUT del nanovna non supera i 10mW, se va bene, e non e' costante su tutta la gamma di frequenza.
Il problema che tu riporti e' vero, ma lo e' sia fuori dalla risonanza che in risonanza del carico. Se hai segnali forti sulla banda dove stai eseguendo la misura allora il risultato puo' venire falsato. In questi casi un buon rosmetro risolve il problema. Ripeto che pero' questo problema si  manifesta sia alla risonanza che agli estremi con SWR=1:2.0 come invece viene riportato da Antenna.
@Antenna, gli analizzatori RIG EXPERT, ad esempio, riportano nelle specifiche che con un disadattamento di SWR=1:2.0, e cioe' 4 volte la R=50 OHm, la precisione nella misura non e' piu' garantita e piu' ti allontani dai 50 OHm piu' la misura fatta fornisce errori superiori. Se ti prendi la briga di leggere attentamente quella tabella che ho accluso vedrai che molti analizzatori economici quale il nanovna hanno questo comportamento.
Concordo su questo perche' io possiedo un analizzatore di antenna autocostruito (HW e FW), un Surecom da 60MHz, un Surecom da 125MHz a 500MHz, e poi due nanovna, un Metrovna e un FA-VA5 che risulta il piu' preciso in quanto anche eseguendo la misura su carichi con SWR >2 la lettura e' congruente se paragonata all'analizzatore di spettro con ponte riflettometrico dedicato. Se guardi la tabella vedrai che l'FA-VA5 risulta attendibile anche con carichi che evidenziano un SWR superiore a 2.
Quando tu misuri agli estremi di banda della tua antenna non fai altro che fare lavorare il tuo nanovna su una impedenza diversa da 50 OHm e quindi si possono evidenziare tali problemi. Come scrive R5000, non ha importanza se al posto di leggere un SWR=5 lo leggi uguale a 10, l'importante e' che durante la messa a punto dell'antenna tu riesca a trovare la risonanza, ed in quel caso che sia un nanovna o altro la lettura e' corretta.
E comunque da SWR=1:2.0 a 1:3.0 hai l'indicazione qualitativa dell'andamento del tuo carico al variare della frequenza.

Non sono sicuro di essermi spiegato in modo comprensibile ma se tu avessi confidenza con la Carta di Smith vedresti immediatamente come varia l'impedenza dalla risonanza al variare della frequenza agli estremi.

Nel mio cassetto ho anche un vecchio Palomar RX-100 noise bridge che permette di misurare l'impedenza  utilizzando l'RTX in ricezione. Questo era il "coltellino svizzero" che ogni OM aveva nel cassetto per verificare l'impedenza del sistema antenna piu' cavo anni fa'. La lettura era fatta, udite udite, con due manopole con indice R e X che muovendole per il massimo fruscio ascoltato permettevano di leggere spannometricamente l'impedenza.
Sia tu che @5000 siete stati chiarissimi ,
La "briga" di leggere la tabella c'è stata eccome, ma non serviva per il mio dubbio iniziale ...
Come detto da voi , a ros 2:1 o superiori , non mi serve la precisione !!

Diciamo che il nanovna può essere usato (nel caso di taratura antenna), come primo step!!
Giusto per non continuare a dare colpi di portante e smanettare con radio e regolazioni (magari nemmeno troppo comode e vicine all'antenna )...
Infine il classico buon rosmetro mi dirà dove realmente posso trasmettere ..



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trodaf_4912

Diciamo il nanovna ti da la visione generale nell'intervallo di frequenza settato e di come si comporta l'antenna e ti permette, tarandola, di vedere graficamente cosa succede, e questo non e' poco, anzi, e' tanto. Se usassi il solo rosmetro dovresti costruirti su un foglio di carta un grafico che punto per punto, spostandosi in frequenza, ti mostra l'andamento delle stazionarie, mentre l'analizzatore di antenna te lo mostra in una swippata. Quando sei alla risonanza vedrai che l'SWR misurato e' identico tra i due strumenti. 
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te