A ktualizováno v říjnu 2019
Základní měření na koaxiálu
Úvod Použité přístroje: 1. Vektorový analyzátor (v příkladech použit nano VNA). Použitý konektor: CH0 (TX) a CH1(RX) Použité adaptéry: SMA spojky samice-samice, SMA samice pro připájení měřeného koaxiálu - příklad, viz obrázek Zobrazované typy grafů: charakteristiky S11 a S21 Měřené veličiny: průběh impedance v závislosti na kmitočtu (zobrazení ve Smith. diagramu), útlum Software: https://github.com/mihtjel/nanovna-saver/releases Základní zásady při práci a základní nastavení 1. S nanoVNA HW komunikujeme přes sériový port. 2. Měřený kabel připájíme na SMA konektor.
3. Měření charakteristické impedance 3.1. Kabel připojíme dle předchozího obrázku. Pokud je char. impedance kabelu poblíž hodnoty 50 Ohmů, zobrazí se její průběh jako bod nebo malý kroužek uprostřed Smith. diagramu:
3.2. Pokud má kabel rozdílnou charakteristickou impedanci (např. vyšší, než 50 Ohmů), zobrazí se nám tato jako kružnice, která vychází z bodu 50+j0 a má střed na hodnotě Z char kabelu. Hodnotu char. impedance vypočteme např. ze vzorečku Zchar = odmocnina (Z2 x 50), čísla viz oranžový text v obrázku, Zchar = 74.68 Ohmu:
3.3. Char. impedance miniaturní dvoulinky (naměřeno Zchar cca 122 Ohmů):
3.4. Když máme v koaxiálu zkrat nebo přerušení, zobrazí se nám ve Smith. diagramu velký kruh, který prochází extrémně malými a velkými hodnotami:
3.5. Teoretický základ. Předpokládané chování kabelu modelujeme ve Smith. diagramu. Víme, že čtvrtvlnný úsek transformuje impedance, tedy např. 50+j0 na jinou reálnou hodnotu. Modelování vypadá takto (nejdřív koax 75 Ohmů, potom dvoulinka). Všimněte si, že to, co jsme tady namodelovali, jsme pomocí VNA změřili.
Závěr Stanovení charakteristické impedance vedení je základní dovedností v radiotechnice. Transformační vlastnosti vedení si modelujeme ve Smithově diagramu a měřené průběhy impedancí si rovněž zobrazujeme ve Smithově diagramu. Charakteristickou impedanci snadno dopočítáme z výše uvedeného jednoduchého vztahu. První vzorek koaxiálního kabelu byl delší (viz první obrázek). Všimněte si, že útlum celé délky na kmitočtu 200 MHz byl již větší, než 30 dB. Útlum vedení je též základní veličinou, která nás zajímá. O měření útlumů tu však je samostatný článek.
TU 73, Mira, ok1ufc