Um die Funktion und Qualität von Antennen zu messen benötigt normaler weise recht teure Messgeräte. Mit dem Nano VNA (Vector Network Analyzer) hat man die Möglichkeit das auch für einen günstigen Preis zu tun.
Messung von Antennen
Für die Messung einer Antenne betrachtet man S11 und damit die Energie, die die Antenne zurück reflektiert. Bei einer optimal abgestimmten Antenne ist diese Reflexion bei der Resonanzfrequenz nahezu null.
Bei Antennen spricht man hierbei vom VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). Eine Antenne ist optimal abgestimmt wenn der VSWR nahezu 1 hat. Eine „gute“ Antenne hat einen VSWR bis ca. 1,5. Antennen die ein breites Frequenzspektrum unterstützen haben auch einen etwas schlechteren VSWR.
Um einfacher Abschätzen zu können welche Einbußen ein schlechter VSWR hat ist hier eine Tabelle mit Werten von 1 bis 10.
| VSWR | Leistungsverlust durch Fehlanpassung |
| 1,0 | 0% |
| 1,2 | 1% |
| 1,3 | 2% |
| 1,4 | 3% |
| 1,5 | 4% |
| 2,0 | 11% |
| 3 | 25% |
| 5 | 44% |
| 10 | 67% |
Da der Nano VNA so klein ist kann man ihn sogar direkt an die Antenne anschließen und schließt somit auch den Fehler durch ein schlechtes oder defekte Kabel aus.
Praxistipp: Bei einer Installation immer das komplette System aus Kabel und Antenne zusammen messen.
Messung von Kabeln
Neben Antennen können mit dem Nano VNA auch Kabel gemessen werden. Hierfür verwenden wir den Zweitor-Parameter S21. Dieser gibt das Verhältnis der Leistung an, die am ersten Port (Tor) abgegeben und am zweiten Port angekommen ist.
Somit lässt sich die Dämpfung eines Kabels bestimmen. Natürlich erkennt man bei diesem test auch Kurzschlüsse und Unterbrechungen.
Fazit
Natürlich lässt sich der Nano VNA nicht mit einem Kabel und Antennenanalysator von Rohde&Schwarz vergleichen. Dieser kostet jedoch auch einen vier bis fünfstelligen Betrag. Ich denke als kleines Werkzeug für Bastler eignet sich das Gerät jedoch sehr wohl. Etwas schade ist, der mit 900 MHz recht kleine Frequenzbereich. Eine Version bis 5 GHz, mit der man LTE und WLAN ebenfalls testen könnte wäre für den Preis natürlich traumhaft.
Ebenso ist die die Steuerung mit dem „mini Joystick“ etwas hakelig und bleibt oft hängen. Sofern man jedoch wie ich hauptsächlich im LoRa-Bereich damit arbeitet reich es wenn man das Gerät einfach Einschaltet und das Preset mit Marker auf 868MHz wird geladen. Auf den 5 Presets, die zur Verfügung stehen kann man die Interessanten Frequenzbereiche und Messungen vordefinieren.
- VSWR Messung (S11) 100…900 MHz, Marker auf 868 MHz (Übersicht)
- VSWR Messung (S11) 400…900 MHz, Marker auf 868 MHz
- VSWR Messung (S11) 800…900 MHz, Marker auf 868 MHz
- VSWR und Transmissions-Messung (S11 &S21) 100…900 MHz, Marker auf 868 MHz (Übersicht)
- VSWR und Transmissions-Messung (S11 &S21) 700…900 MHz, Marker auf 868 MHz
Somit hat man alle wichtigen Messungen für LoRa schon mal abgedeckt.