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MetroVNA

 
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Der MetroVNA oder der Leatherman für den OM 

Diesen kleinen Netzwerkanalyzer verwende ich beim Outdoor-Betrieb. Er ist leicht und klein, kann Zwei- und Vierpole im Frequenzbereich von 1 bis 180 MHz messen. Die Phase zeigt er als Betrag an; ein Smith-Chart wird also nur halb gefüllt und die Info, ob es sich um eine Kapazität oder Induktivität handelt muss man selber ableiten. Die Genauigkeit ist für den Antennenabgleich und beim Überprüfen von Kabeln, Schaltern, Filtern und anderen Vierpolen auf jeden Fall ausreichend. Die Akkukapazität reicht locker für ein "Funkwochenende" und das Touch-Screen-Display ist auch bei Sonnenschein gut ablesbar. Der Akku wird über die USB-Schnittstelle geladen. Die Bedienung ist intuitiv und einfach: kontextsensitive Schaltflächen werden im Display bereitgestellt und 7 Hardwaretasten haben feste Funktionen. Zum Betätigen der Hardwaretasten muss man etwas Kraft aufwenden. Bemerkenswert ist noch, dass das Gerät sich beim Einschalten selbst kalibriert, sofern nichts an DUT und DET angeschlossen ist. 

Antonio, IZ7LDG hat die Software entwickelt und 10 Menüpunkte spendiert, die häufig vorkommende Messaufgaben sehr gut abdecken. Darüberhinaus ist das Gerät sehr kontaktfreudig: es besitzt eine Bluetooth- und eine USB-Schnittstelle. So kann das Gerät auch abgesetzt gesteuert werden, um z.B. symmetrische Antennen zu messen, oder an unzugänglichen Stellen eingesetzt zu werden. Natürlich hat man so auch Zugriff auf hervorragende Software. Auch die Bedienung über mein Android-Handy funktioniert hervorragend.

Weiterführende Infos gibt es hier.


Über AutoSWR"AutoSWR" ist die Anpassung auf den AFu-Bändern rasch zu erkennen. Zusätzlich wird das beste SWR und dessen Frequenz noch angezeigt.
Graph-Menü
"Graph" ist die bekannte Darstellung von RL (S11), bzw. SWR über der Frequenz. Rechts können durch einfaches Berühren des Touchscreens die Kurven verschiedener Größen ein- und ausgeschaltet werden. Ein Klick oben links blendet einen Marker ein.
SWMeter-Menü
Im "SWMeter"-Menü stellt ein großes Messinstrument das SWR dar und die Werte für Z, R und X werden als kleine Ziffern angezeigt.
SMeter-Menü
Im "SMeter-Menü" werden das SWR und die Impedanz für eine Frequenz dargestellt.
Multi-Menü
Im "Multi-Menü" wird das SWR für 6 frei wählbare Frequenzen als Balkendiagramm dargestellt. Dies erleichtert die Abstimmung von Mehrbandantennen.
TXGraph-Menü
Die Durchgangsdämpfung (S21) von Vierpolen werden unter "TXGraph" gemessen. Das Beispiel zeigt die Kurve eines 6dB-Dampfungsgliedes. Durch Berührung der linken oberen Ecke kann ein Marker eingefügt werden (ab Firmwareversion 2.78).  
dbMeter-Menü
"dBMeter" ist ein logarithmischer Feldstärkemesser mit einem Dynamikumfang von ca. 75dB. Sinnvolle Einsatzmöglichkeiten sind das Aufspüren von Störstrahlung, das Ausmessen von Antennendiagrammen oder das Messen von Leistungen. Der Pegel darf +5dB nicht überschreiten.
RFGen-Menü
"RFGen" ist ein Signalgenerator. Der Pegel beträgt ca. -6dBm. Die Frequenz kann kalibriert werden. 
Diagn-Menü
Das "Diagnose-Menü" ist eigentlich zur Qualitätskontrolle bei der Produktion gedacht. Hier kann auch z.B. die Spannung des Akkus abgelesen werden.
Die grünen Sternchen symbolisieren immer, dass ein bestimmter Messwert sich innerhalb der vogegebenen Toleranz befindet. Schließt man z.B. den DUT-Eingang kurz, so wird "Short" grün. Bei 50 Ohm und bei "Open" die entsprechenden Sterne. "0dBm" wird grün, sobald an DET der entsprechende Pegel eingespeist wird.
Cal-Check
Die tolle Software VNA/J von Dietmar, DL2SBA stellt auch Smith-Charts dar. Ich nutze diese Darstellung gerne in Verbindung mit einer einfachen Koaxleitung um die Güte der Kalibrierung zu testen. Bei dem MetroVNA, der ja die Phase nur als Betrag misst wird zwar nur die obere Hälfte des Smith-Charts gefüllt, eine Abschätzung der Kalibrierungsgüte kann trotzdem gut vorgenommen werden: die grüne Linien dürfen in keinem Fall den äußeren Rand des SC verlassen und müssen über die Frequenz eine Spirale darstellen, deren Linien sich nicht überschneiden. Die Steigung der Spirale ist abhängig von der Kabeldämpfung. Außerdem sollte der Kurvenverlauf der Rückflussdämpfung S11 möglichst keine Welligkeit aufweisen. Das SC-Chart sieht gut aus, die Welligkeit würde ich meinem VNWA zwar nicht durchgehen lassen, für den MetroVNA ist das aber m.E. völlig ok.
Cal Check S11

RL mit 10 dB Dämpfungsglied
VNWA mit 10 dB Dämpfungsglied

Hier noch ein paar Screenshots zur Abschätzung der Genauigkeit. Die Bilder links zeigen den MetroVNA, die Bilder rechts zum Vergleich bzw. als Referenz den VNWA.
Hier habe ich ein Dämpfungsglied von 10dB angeschlossen und die Rückflussdämpfung gemessen. Der erwartete Messwert liegt demzufolge bei -20dB, weil die Welle ja hin und zurück laufen muss, also 2 X 10dB = 20dB. 
Die Abweichung liegt meist unter 1dB. Das ist m.E. ein sehr gutes Ergebnis für den MetroVNA. Zu Abgleichwecken im Feld ist das absolut ok!
VNA mit 10dB Dämpfungsglied
VNWA mit 10dB Dämpfungsglied

Die Messwerte der Durchgangsmessung weichen weniger als 2dB ab. Bei höheren Dämpfungswerten ist das kein großes Problem...
MetroVNA mit 3dB Dämpfungsglied
VNWA mit 3dB Dämpfungsglied









Dämpfung Inline 3 dB ohne Dämpfung
Soll / dB Ist / dB Abweichung Ist / dB Abweichung
0 0,00 0,00 0,00 0,00
1 -0,97 -0,03 0,00 -1,00
2 -1,93 -0,07 -0,22 -1,78
3 -2,97 -0,03 -1,11 -1,89
4 -3,94 -0,06 -2,23 -1,77
5 -4,98 -0,02 -3,19 -1,81
6 -6,02 0,02 -4,16 -1,84
7 -6,98 -0,02 -5,05 -1,95
8 -8,10 0,10 -6,17 -1,83
9 -9,21 0,21 -7,21 -1,79
10 -10,18 0,18 -8,10 -1,90
 ...aber bei 3 dB sind 1,5dB schon ein großer relativer Messfehler. Das ist ärgerlich, weil gerade dieser Bereich für das Bestimmen von z.B. Kabeldämpfungen und Filterdurchlassbereichen interessant wäre. Um dennoch kleine Dämpfungen mit diesem Gerät relativ exakt bestimmen zu können verwende ich folgenden Trick: ich kalibriere in VNA/J TL mit einem 3dB Dämpfungsglied. So komme ich aus dem unlinearen Bereich raus und kann viel genauer messen. Die Tabelle links zeigt, dass die Abweichung so weit unter 0,1 dB beträgt.
Vor dem Hintergrund des relativ günstigen Preises und den damit verbundenem einfachen Aufbau, ist der MetroVNA aber ein sehr praxisgerechtes Testgerät. 

Noch eine Anmerkung zu den Messkurven: 
Verwendet man PC-Programme mit dem MetroVNA, so kommt es am Kurvenanfang immer zu einer großen Abweichung. Es sieht aus, als ob das Messgerät sich erst einschwingen muss. Auf dem Display des MetroVNA gibt es dieses Verhalten nicht.

MetroVNA Deluxe

MetroVNA Deluxe

Nachdem ich mit dem MetroVNA so zufrieden war habe ich es gegen die Deluxe-Version (250 MHz) ausgetauscht. Hierbei ist anzumerken, dass Antonio eine Hardwaremodifikation für die älteren Geräte entwickelt hat, die das Problem mit dem hohen Messfehler bei kleinen Dämpfungen vollkommen beseitigt. Dazu muss nur ein Widerstand geändert werden. Die Deluxe-Version unterscheidet sich nur durch erweiterte Software. In Verbindung mit passenden Dämpfungsgliedern können Leistungen bis 1 KW gemessen werden, Kabellängen können automatisch bestimmt werden und eine DIP-Meter-Funktion ist mit an Bord. Für Anfänger ist die ANTFIX-Funktion gedacht, die dem Anwender direkt mitteilt ob die Antenne verlängert oder verkürzt werden muss.
 
Dämpfung nach 150k-Mod
Soll / dB Ist / dB Abweichung
0 -0,07 0,07
1 -1,11 0,11
2 -2,01 0,01
3 -3,05 0,05
4 -4,01 0,01
5 -4,98 -0,02
6 -5,94 -0,06
7 -6,83 -0,17
8 -7,87 -0,13
9 -8,91 -0,09
10 -9,81 -0,19
20 -19,91 -0,09
30 -30,01 0,01
40 -40,12 0,12
50 -50,07 0,07
53 -52,6 -0,4
60 -56,68 -3,32
Der Arbeitstitel der Modifikation ist "150K-Mod" und nach dieser Modifikation sieht die Genauigkeit sehr gut aus. Diese S21-Messung wurde mit VNA/J durchgeführt. VNA/J beinhaltet eine sehr gute Kalibrierungsroutine und misst so etwas genauer als der MetroVNA selbst.
 
RFMeter
Wattmeter
 Funktionen zur Leistungsmessung: 
- Wattmeter
- RF-Meter
 
Kabellänge
Antennenabgleich
- Automatische Messung von 50 Ohm-Koaxkabellängen
- Hilfe für den Antennenabgleich
 
Dipmeter
Simulation eines kleinen traditionellen Dipmeters.