NanoVNA

El NanoVNA es un dispositivo muy recomendable para todo radioaficionado ya que por poco dinero permite realizar medidas muy interesante para todos nosotros y sobre todo permite aprender de manera práctica lo que muchas veces hemos leído o estudiado de forma teórica.

Sobre el NanoVNA hay muchísima información y videos disponibles en Internet, pero mi intención en esta web, será explicar de la forma más sencilla que pueda, cómo realizar las medidas más frecuentes que como radioaficionados nos pueden interesar.

El NanoVNA tiene dos conectores SMA. Además de estar rotulados en el frontal del equipo, dentro del menú del NanoVNA estos dos conectores reciben el nombre de CH0 y CH1. El CH0 permite medir el parámetro S11 (medidas basadas en el coeficiente de reflexión), mientras que CH1 permite medir el parámetro S21 (medidas basadas en el coeficiente de transmisión). Por tanto, según el conector o conectores que utilicemos podremos realizar entre otras cosas....

¿Para qué podemos utilizar el NanoVNA?

Utilizando el conector CH0 (medidas S11):

• Medir la ROE (SWR en inglés) o Relación de Ondas Estacionarias.

• Medir la Longitud del cable coaxial.

• Averiguar el factor de velocidad (FV) de un determinado coaxial.

• Realizar un STUB de 1/4 de onda o de 1/2 onda.

• Realizar una linea desfasadora.

Utilizando los dos conectores CH0 y CH1 (medidas S21):

• Medir la curva de respuesta de un filtro.

• Medir la curva de ganancia de un previo de RF.

• Medir la atenuación de un tramo de cable coaxial.

Para realizar cualquier medida con el NanoVNA es necesario (por este orden) especificar el rango de frecuencias que queremos medir y realizar la calibración. Es importante seguir este orden, ya que si después de realizar la calibración ampliamos la banda que teníamos seleccionada, tendremos que repetir la calibración.

Calibración del NanoVNA

La calibración consiste en 3 o 5 pasos que habrá que realizar dependiendo del tipo de medida que vayamos a realizar:

Para S11 o medidas basadas en la reflexión (sólo CH0): OPEN - SHORT - LOAD

Es decir, si vamos a utilizar el conector CH0 tendremos que realizar la calibración con el kit de calibración que acompaña al NanoVNA que consiste en un conector ABIERTO (el conector dorado que NO lleva pin central o activo), un conector EN CORTO (el conector dorado que SI lleva pin central) y la CARGA de 50 Ohmios (conector de color plateado).

Es recomendable borrar la calibración que pueda existir en memoria, para ello pulsamos sobre la opción RESET que veremos en el menu CALIBRATE.

Si solamente vamos a realizar medidas S11 podemos finalizar la calibración pulsando sobre DONE

Se nos abre el menu SAVE para guardar la calibración que acabamos de realizar, en una de las cinco memorias de que dispone el NanoVNA. Pulsamos sobre una de ellas y quedaría guardada para recuperarla siempre que lo necesitemos con la opción RECALL del menu de Inicio.

Para S21 o medidas basadas en la transmisión (entre CH0 y CH1): OPEN - SHORT - LOAD - ISOLN- THRU

Si vamos a realizar medidas S21 utilizando los dos conectores CH0 y CH1, tendremos que realizar todo el proceso completo (5 pasos). Una vez hechos los tres pasos que hemos visto en el párrafo anterior, tendremos que hacer ISOLATION (carga de 50 ohmios en CH1) y THROUGH (conectar un cable coaxial de CH0 a CH1 es decir, un puente entre ambos). Realmente cuando hacemos medidas S21 por el conector CH0 se emite y se recibe por el CH1, por lo tanto al unirlos mediante THROUGH se establece la linea de referencia 0dB.

Una vez realizados los tres pasos anteriores, tendremos el cursor posicionado sobre la opción ISOLN en el menu CALIBRATE.

Enroscamos la carga de 50 ohmios en el conector CH1 y pulsamos sobre ISOLN. El propio NanoVNA se posiciona sobre THRU indicado que podemos proceder al siguiente paso.

Quitamos la carga y conectamos CH0 y CH1 entre ellos, es decir con un cable coaxial con dos SMA en sus extremos y pulsamos sobre THRU.

Pulsando sobre DONE habremos finalizado la calibración y podremos guardarla en una de las cinco memorias de que dispone el NanoVNA.

Si vamos a utilizar latiguillos de coaxial para conectar el NanoVNA al dispositivo a comprobar, hay que tener en cuenta estos cables en la calibración y por tanto tendremos que colocar los OPEN-SHORT-LOAD en el extremo opuesto del coaxial.

Por ejemplo, al medir la ROE de una antena, si queremos saber los valores arriba en el punto de alimentación de la antena, tendremos que calibrar teniendo en cuenta el cable coaxial que tenemos como bajada, es decir que tendremos que subir al punto de alimentación de la antena para colocar el OPEN-SHORT-LOAD durante la calibración. En cambio, si lo que nos interesa es saber lo que tenemos abajo al final del cable (en el punto donde conecta con nuestro equipo de radio), realizaremos la calibración en los conectores del NanoVNA, sin tener en cuenta el coaxial.

Primeros pasos con el NanoVNA

Una vez calibrado nuestro NanoVNA, recomiendo deshabilitar algunas de las trazas (o lineas) para centrarnos en una sola. Para ello, desde el menu Inicial pulsando en DISPLAY y TRACE se nos muestra un menu con el color de las cuatro trazas disponibles. Desde este menu, haciendo clic sobre las diferentes opciones, podemos habilitar o deshabilitar cada una de ellas. Cuando están sin color están deshabilitadas.

Una manera de comprobar que hemos realizado correctamente la calibración y de paso empezar a entender la Carta de Smith, consiste en presentar los tres valores OPEN-SHORT-LOAD sobre el Diagrama de Smith. Para ello, elegimos SMITH para una de las trazas mediante DISPLAY - TRACE - FORMAT asegurándonos que estamos midiendo sobre CH0.

Conectando en CH0 cada uno de los tres dispositivos que forman parte del kit de calibración, tendremos las siguientes visualizaciones: