LiteVNA 能做什么？

news2024/11/18 1:46:57

最近入手了一台 LiteVNA 设备，性价比非常高。因为之前没有接触过 VNA 这种测试仪器，所以准备好好研究一下。和它类似的一个项目是 NanoVNA6000，价格要高些，但可能性能要好点，另外，文档也要全一些。
LiteVNA 盒子
测量RF Kit

VNA 到底是什么？

VNA 是 Vector Network Analyzer 的缩写，以下是我的理解，如果不对请指出。Vector 体现在它可以测量信号的幅度和相位上，也就是测量的结果是矢量坐标(实部,虚部)、(幅度,相位)的形式，也就是在平面坐标或者极坐标中的一个点（二维空间），而不是像万用表那样只能测量得到一个单一的数值(一维空间)。而 Network 是指被测单元是一种网络结构，也就是电阻、电容、电感构成的任意电路。

VNA 能测量什么？

根据《VNA6000 Manual》，可以测量的参数有：
• Impedance (of an antenna, capacitor, inductor, or any one or two port device)
• Return Loss
• Frequency Response and Phase Response (of a filter, amplifier, duplexer, or any two port device)
• Delay, velocity, or length (of a cable or other two port device)
• Characteristic impedance and material properties (using custom test jigs)

要测量天线的性能，可以测量 Return Loss (回波损失)。Return Loss 是回波损耗，是通信学概念，它表示信号反射性能的参数。回波损耗说明入射功率的一部分被反射回到信号源。回波损耗（Return Loss）是越小越好。回波损耗是反射功率与入射功率之比，以对数形式表示。当反射系数为1时，即所有入射功率都被反射回来，回波损耗为0dB。在通信系统中，希望信号能够尽可能多地传输到目的地，因此回波损耗越小越好。再结合X轴的频率值，就能知道天线的工作范围了。

下面是 RF Demo Kit 中的带阻滤波器 BSF 6.5MHz 测量结果。可以看到的确在 6.5MHz 处有Band-Stop。

BPF 10.7MHz 带通滤波器:
BPF10.7MHz
LPF 400MHz:

HPF 高通滤波 500MHz, 但实际看 -3dB 处的频率是371.5MHz，而不是 500MHz!
HPF 500MHz
综上，VNA 可以用来测量带宽很宽的一个器件的“Frequency Response”和"Impulse Response"。

测量天线的 Return Loss 和 VSWR

对下图的天线用 LiteVNA 进行 VSWR 测量。
长天线
可以看到下面的VSWR（驻波比）和 Return Loss 都是在 192.710MHz 和 796.939MHz 处最小。
所以这个天线的工作频率是 187MHz->192.710MHz->200MHz 区间和 796.939MHz 区间。
长天线的驻波比频段
中间天线的 VSWR，VSWR=1的频率是189.738MHz，VSWR=1.5的频率是 183.795MHz、189.738MHz：
中间天线的VWR
第二小的驻波比频率点 199.149MHz，不知道天线是否也可以带增益地接收这个频率点的信号。

对比售卖的天线增益频段：
在这里插入图片描述

对于吸盘天线，长的这个天线说是 433MHz 的天线，但实际测试得到的 VSWR 在187MHz->192.710MHz->200MHz 区间，而不是433MHz，不知道是否理解正确。
最短粗的那个天线，应该是GSM天线，频段是 900MHz->2100MHz。VSWR 的确在1.5GHz到2.5GHz区间的VSWR<1.5。VSWR<1.5的频率区间是 1.59836GHz->2.32503GHz, 在614.419MHz 点也有一个小的 VSWR1.15！
短天线VSWR

PC 控制软件

LiteVNA 可以使用 NanaVNA 的PC端软件“nanovna-saver.exe”和“”。目前我成功运行、使用的是 nanovna-saver、vna-app 和 vna-qt。
nanovna-saver 代码地址是: https://github.com/NanoVNA-Saver/nanovna-saver

另外，nanovna-saver 的功能和易用性比 vna-qt 要好。
从使用角度看 nanavna-saver > nanovna-app > vna-qt。