NanoVNA – Ein skalarer Netzwerk-Analyzer (SNA) für die Hosentasche

4. November 2024

Der NanoVNA ist ein Vektor-Netzwerk-Analyzer (VNA) als kompaktes Messgerät, das dazu verwendet wird, die Eigenschaften von Hochfrequenznetzen zu analysieren. Es misst die Reflexion, Übertragung, Impedanz und andere Parameter von Netzwerken. In der einfachsten Version (Version 1) kann der NanoVNA Frequenzen von 50 kHz bis 900 MHz abdecken. Diese Geräte sind essenziell für das Design und die Optimierung von Antennen, Filtern und HF-Verstärkern. Der NanoVNA arbeitet mit der 50-Ohm-Technik.

Ein Vektor-Netzwerk-Analyzer untersucht, wie sich Signale in einem Netzwerk verhalten, indem er sowohl die Amplitude als auch die Phase des Signals über einen Frequenzbereich analysiert. Dies ermöglicht es, präzise Messungen an Filter oder Antennen zu erhalten und Anpassungen vorzunehmen, um eine optimales Design zu gewährleisten. Der NanoVNA kann für die Bestimmung des Stehwellenverhältnisses (SWR), die Identifikation von Resonanzfrequenzen und die Analyse von Frequenzgängen verwendet werden.

Der NanoVNA ist ein Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) und kein Skalar-Netzwerkanalysator (SNA). Das bedeutet, dass der NanoVNA sowohl die Amplitude als auch die Phase von Signalen messen kann. Damit lassen sich komplexe S-Parameter wie S11 (Reflexionsfaktor) und S21 (Übertragungsfaktor) analysieren. Im Gegensatz zu einem SNA enthält ein VNA einen Richtkoppler. Ein Richtkoppler ist ein passives HF-Bauteil, das ein Signal in zwei unterschiedliche Wege teilt. Dies ermöglicht die gleichzeitige Messung der reflektierten und übertragenen Signale in einem System.

Nanovnameiner
Mein NanoVNA in seiner einfachsten Ausführung von 50 kHz bis 900 MHz. Für die meisten Funkamateure völlig ausreichend.

Anleitungen für die verschiedenen Versionen des NanVNA gibt es auf

https://www.gunthard-kraus.de/

Hier steht alles, was man wissen muss und noch viel mehr, insbesondere über die Kalibirierung vor der ersten Inbetriebnahme.

Nanovna Weibliche Sma Buchsen
Mein NanoVNA besitzt zwei weibliche SMA-Buchsen. Es sind Adapter für BNC und andere Stecksysteme erhältlich. Links ist der Eingang (S11) und rechts der Ausgang (S21).

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Nanovna Zubehoer
Mitgeliefert wurden zwei SMA-Kabel männlich – männlich, eine Kupplung weiblich – weiblich und Kabelabschlüsse für den Abgleich des NanoVNA.
Sma Teile Fuer Den Abgleich
Von links nach rechts: Kupplungsstück weiblich auf beiden Seiten, 50-Ohm-Abschluss-Widerstand (Load), Offener Abschluss und Kurzschluss. Die beiden letzteren sind leicht zu verwechseln.

Optional lässt sich der NanoVNA über eine Software bedienen. Diese Software gibt es auf https://nanorfe.com/nanovna-v2-software.html. Die Software ist nicht notwendig. Sie erleichtert allerdings das Ablesen und die Bedienung.

Nanovnainderbox
Damit nichts verschlampt wird und alles Griffbereit ist, kommt alles in eine Box: Bleistift für den Touchscreen, Die Endstücke in der alten Filmdose, die SMA-Kabel, das USB-Kabel und das 5-Volt-USB-Steckernetzteil zum Laden des eingebauten Akkus.

Smith-Diagramm: Der NanoVNA beherrscht als Darstellungsform auch das praktische Smith-Diagramm. Ein kurzes Video erklärt seinen Aufbau und wie man es liest:

Das Smith-Diagramm in der Hochfrequenztechnik erklärt.

Siehe auch: https://www.digikey.de/de/blog/the-smith-chart-its-history-and-why-its-so-important

Anleitung Installation NanoVNA Saver für Ubuntu: https://chatgpt.com/share/672a46e2-e148-8013-9a5e-6ed38162366c Hat bei mir fast funktioniert. Allerdings mussten noch ein paar Abhängigkeiten nachinstalliert werden. Das Programm läuft wunderbar auf einem 10 Jahre alten Laptop.

Nanovnasaver Win10
Das Programm NanoVNA Saver bei der Darstellung einer Filterkurve (Bandpass für das UKW-Rundfunkband). Ich konnte es auf Win10 erfolgreich installieren. Mit etwas Mühe klappte es auch mit der Linux-Version auf Ubuntu.

Der Darstellung von Filterkurven und des SWR sind fast schon selbsterklärend. Wer sich tiefer in die Materie einarbeiten will, findet im Internet jede Menge Informationen über komplexe Zahlen, Leitungstheorie, Streuparameter und das Smith-Diagramm. Der NanoVNA ist in dieser Hinsicht auch ein nützliches Instrument, um Theorie und Praxis zu verknüpfen.

Der NanoVNA lässt sich in der Stellung CW auch als frequenzstabiler Messsender betreiben. Dadurch ergeben sich viele weitere Möglichkeiten.

HF-Filterberechnungsprogramme: http://www.ke5fx.com/aadeflt.htm oder https://w1hue.org/filter.html

Ringkernrechner: https://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm