Mesures avec l'analyseur de réseau

VNWA

par Dominique, F5PAX

Lors de l'AG de 2011, une majorité d'OM s'était prononcée pour l'acquisition d'un analyseur de réseau. Le choix s'est porté sur le VNWA^[1] de DG8SAQ. En effet, cet analyseur, contrairement à d'autres, couvre une plage de fréquences comprise entre 1KHz à 1,3 GHz.

^[1] Vector Network Analyser

Le VNWA est commercialisé par la société SDR-Kits, en Angleterre.

                      http://www.sdr-kits.net/

Le VNWA se présente sous la forme d'un boîtier métallique muni deux prises SMA et se raccorde par un câble USB à un ordinateur. Sur le coté, un connecteur permet le raccordement d'une souris ou d'une clé USB pour sauvegarder si l'on désire les fichiers et copies écran.

Toutes les données techniques figurent sur le site de la société SDR-Kits.

- Alimentation par PC via un port USB (500mA)

- Compatible avec les systèmes d'exploitation Windows 64 et 32 bits - Windows 98, XP, ME, 2000, Vista et Windows 7

- Couverture de 1KHz à 1300 MHz

- Fonction analyseur de spectre

- 2 ports paramètre S : S21, S11, S21, S22, VSWR

- Mesure des composantes capacitives, résistives, inductives et les facteurs Q d'un circuit résonnant

- Calcul de la distance séparant un défaut (réflectométrie)

- Balayage logarithmique et linéaire : jusqu'à 8192 points avec échantillonnage de temps réglable de 0.2mS à 100mS

- Affichage en mode linéaire ou sur abaque de Smith.

- Affichage de 9 marqueurs (maximum)

La mise en œuvre du logiciel  n'est pas intuitive et je remercie Philippe, F5CYS, d'avoir guidé mes premiers pas. Après avoir installé le logiciel sur l'ordinateur, il est nécessaire de paramétrer la communication USB. Chaque ordinateur a son propre réglage.

Une abondante notice, en langue anglaise (imprimée et reliée par Denis, F4GQE - merci à lui) reste superficielle. Beaucoup de fonctionnalités du logiciel sont à découvrir par des clics droits de souris à des endroits bien (trop !) précis de l'écran.

Merci également à F4EOH , Jean-Bernard, qui m'a donné des conseils.

Mesures :

Avant toute mesure, il est nécessaire de calibrer l'analyseur en utilisant des connecteurs SMA "court-circuit", "charge 50 Ω" et "circuit ouvert". Sans calibrage, les résultats seront bien sûr fantaisistes et donc inexploitables. Le calibrage n'est pas nécessaire à chaque utilisation car on peut le sauvegarder pour s'en resservir une autre fois (à condition d'utiliser la même configuration de mesure : câbles et plage de fréquences).

Il va sans dire que les cordons de mesure doivent être de qualité ! Oubliez le RG58 et les prises BNC ou PL...

Plusieurs mesures ont été effectuées afin de prendre en main l'analyseur.

Mesure de l'antenne verticale Cushcraft R7.

L'antenne est branchée à la prise TX Out. La prise RX In est laissée libre.

On mesure le paramètre S11 en mode VSWR.

Les résonances de l'antenne sont les pics du graphique. On peut ajouter

des marqueurs avec la souris. En haut et à gauche du graphique

apparaît le numéro du marqueur, sa fréquence et le VSWR.

[Cliquez sur le graphique pour agrandir]

NB : pour la mise au point d'une antenne, il est recommandé de limiter au maximum la longueur de coaxial.

Mesure du dipôle décamétrique.

Mêmes remarques que pour la mesure précédente.

On s'aperçoit que l'antenne aurait besoin d'un bon réglage !

[Cliquez sur le graphique]

Mesure d'un quartz FT243. La platine de mesure a été réalisée vite fait !

Elle mérite d'être optimisée.

[Cliquez sur le graphique]

Mesure d'un filtre réjecteur 432 MHz.

[Cliquez sur le graphique]

Il est possible de faire un zoom de la zone de l'écran

avec un clic de la souris

[Cliquez sur le graphique]

Il est possible d'afficher l'abaque de Smith

[Cliquez sur le graphique]

Mesure d'une cavité 432 MHz.

[Cliquez sur le graphique]

Mesure de la valeur d'isolement d'un coupleur KATHREIN.

[Cliquez sur le graphique]

Mesure d'un filtre passe-bas 144 MHz.

[Cliquez sur le graphique]

Réglage du circuit d'entrée d'un ampli 144 MHz à GI7B.

[Cliquez sur le graphique]

Pour les mesures des amplis, visitez le site de Dominique F1FRV, c'est une référence en la matière.

Réglage du circuit de sortie d'un ampli 144 MHz à GI7B.

[Cliquez sur le graphique]

Ces mesures s'effectuent à froid, sans aucune présence de tension d'alimentation.

► Pour la mesure du circuit d'entrée on simule l'impédance du tube par une résistance (non inductive si possible) placée entre la cathode et la masse (voir les valeurs suivant le type de tube sur le site de F1FRV). On raccorde la sortie TX Out du VNWA à l'entrée de l'amplificateur. La prise RX In est laissée libre.

► Pour la mesure du circuit de sortie, on simule la charge du tube par une résistance (non inductive si possible) placée entre l'anode et la masse. On raccorde la sortie TX Out du VNWA à la sortie de l'amplificateur. La prise RX In est laissée libre.

A l'issue des mesures, n'oubliez pas de retirer les résistances.

Pour conclure, le VNWA est un appareil très complet qui permet de visualiser le comportement des filtres, des antennes. Les avantages par rapport au MFJ 269 sont :

► Bande de fréquences s'étendant de 1 KHz à 1300 MHz ;

► Visualisation d'une bande large de fréquence, ce qui facilite le réglage d'un filtre ou d'une antenne multibande, où le réglage d'une bande a des interactions sur une autre ;

► Sauvegarde des mesures (copie écran) ;

► Mesure sur les câbles coaxiaux (longueur, vélocité, recherche de défaut...).

► Bon outil pédagogique permettant de mettre en exergue des phénomènes de résonance, de couplage, etc...

Inconvénients

► Manque de portabilité du fait de l'utilisation d'un ordinateur ;

► Fragilité des connecteurs. Un interface SMA / prise N a été réalisé par le radio club.

Il reste beaucoup de fonctionnalités à découvrir et à tester (A suivre).

Exemple de mesure :

Mesure du diagramme de rayonnement d'une antenne

Cela pourrait être un projet pour le radio club ? Why not ?

Dominique - F5PAX