Messen mit dem NWT-502

[Bernd (Gast)]

Hallo,

mit dem NWT-502 möchte ich Antennen im VHF/UHF-Bereich durchmessen, bin 
mir aber nicht sicher ob ich hierfür richtig vorgehe und mein Messaufbau 
OK ist. Die ermittelten Werte entsprechen leider nicht dem, was ich 
erwarten würde.

Beispiel VSWR Abschlusswiderstand:
Der Radiall-Abschluss wird lt. Datenblatt für DC - 1 GHz mit einem VSWR 
<=1.08 angegeben. Mit meinem Aufbau scheint die Messung  > 100 MHz nicht 
mehr zu stimmen?

Beispiel VSWR Diamond X-50 Antenne:
Für das 2m-Band wurden die Werte des NWT mit denen eines MFJ-259 
verglichen. Leider unterscheiden sich SWR-Minimum (NWT: 147,7 MHz, MFJ: 
149 MHz) und die SWR<=3-Bandbreite doch deutlich. Wird von 100 MHz bis 
550 MHz gemessen, ist der Plot von minima/maxima übersät (vermutlich 
Reflexion/Transformation durch die Spieseleitung). Ist das normal?

Wie kann ich meinen Aufbau optimieren dass er auch im 70cm-Band 
brauchbare Ergebnisse liefert?


Vorgehen beim Kalibrieren:
HF-Ausgang und Messeingang des NWT (mit einem ca. 30cm langen 
RG142-Kabel ) verbinden. Betriebsart Wobbeln und Kalibrieren Kanal1 
wählen, Korrekturdatei speichern.
Wechseln zu Betriebsart SWV, Kalibrieren Kanal1 wählen und Port X 
des Kopplers offen lassen. Die Korrekturdatei unter gleichem Namen 
speichern.

Aufbau Richtkoppler:
Minicircuits PDC-10-1, Beschaltung entsprechend FA Reflexionsmesskopf 
BX-066 (Messobjekt X über BNC Buchse und ca. 4 cm RG316 an input, 
Messeingang O über BNC Stecker und ca. 15 cm RG316 an output und 
Generator  über BNC Buchse und ca. 4 cm RG316 an coupled forward). 
Aufbau auf kleiner doppelseitiger FR4-PCB, mit kleinem Trimmer (0,5-2,5 
pF) und Radiall-Abschluss wurde auf maximale Richtschärfe abgeglichen 
wie in http://www.oe5.oevsv.at/technik/messen_dl/nwt-tdc01.pdf 
beschrieben. Maximale Richtschärfe wurde bei maximaler Kapazität 
erreicht.

Der NWT-502 (von DG8NGJ, V2.4, FW:1.19:V17) scheint soweit in Ordnung zu 
sein. Nach dem Einschalten wird ein Signal von 12,0 MHz ausgegeben, wird 
ohne math. Korrektur gewobbelt erhält man den angehängten Plot. Die 
Messung an Zweitoren verhält sich unauffällig. Auch an einem anderen PC 
mit echtem COM-Port oder Notebook im Batteriebetrieb das gleiche 
Ergebnis.

Grüße
Bernd

[Ralph B. (rberres)]

beim kalibrieren hast du deine 30cm Kabel an einen nicht glaubwürdigen 
Abschlusswidserstand kalibriert ( Eingangswiderstand Port2 ).

Ich kenne den NWT502 jetzt nicht, und kenne auch nicht seine 
Möglichkeiten zu kalibrieren.

Aber prinzipiell muss man eine Kalibrierung mit open source und Match 
bei einer Messung von nur S11 durchführen. Bei S21 Messung kommt noch 
true hinzu.

In deinem Falle wenn du 6m Leitung zur Antenne hast, must  du eben am 
Ende der 6m Leitung nacheinander einen Kurschluss ein offenes 
Leitungsende und einen Abschlusswiderstand der möglichst gut sein muss 
anschließen.

Selbst diese Vorgehensweise ist eigentlich noch Murks.

Streng genommen benötigst du für die entsprechende Steckernorm einen 
Kalibrierkit.

Jedenfalls so wie du es kalibriert hast transformiert dir deine 6m ( 
-30cm einkalibriertes Kabel ) die Impedanz der Antenne auf irgendwas.

Mal abgesehen das der Eingangswiderstand deines empfängerportes nie und 
nimmer reell 50 Ohm Eingangswiderstand bei der oberen Frequenzgrenze 
hat, sondern auch mehr oder weniger komplex ist.

Ralph Berres

[Uwe S. (de0508)]

Hallo Bernd,

ich würde je eine hochwertige SMA Buchse für den Messport (DUT) und den 
Referenzport (REF) verwenden.
Dort kann man 50Ω Abschlusswiderstände, z.B Suhner 2W anschließen.
So gewährleisten man einen symmetrischen Aufbau und kann dies einfach 
durch tauschen  DUT <--> REF überprüfen.

Den Richtkopplerabgleich hast Du zwei mal gemacht, einmal im Wobbel und 
dann im VSWR Mode ?

Wenn dein Referenzport (REF) innerhalb der Kiste liegen soll, dann würde 
ich als Widerstände 2x 100Ω HF (Melf-)widerstände 0207 oder SMD 0805 
0,1% einsetzen.
Die Widerstände bilden ein T mit dem Anschlusspin.

Von den 100Ω HF (Melf-)widerstände 0207 kann ich welche gegen 
Porto+Brief abgeben.

Zu den BNC Buchsen, auf diese würde ich verzichten, wenn meine eine gute 
Masseverbindung möchte.
Ich habe bei meinem FA-NWT01 Greepar in Einsatz, die sitzen sehr satt in 
der Buchse, aber der FA-NWT01 kann auch nur bis ca. 160MHz eingesetzt 
werden.
Ohne Erweiterungen wie den FE Zusatz.

[Bernd (Gast)]

Hallo Ralph, hallo Uwe,

vielleicht hätte ich noch den NWT erklären sollen. Der NWT-502 ist nur 
ein DDS-Signalgenerator und Log. Detektor in einem Gerät (siehe 
Blockschaltbild). Bei der ersten Kalibrierung wird HF-Ausgang mit 
Messeingang verbunden (bei mir mit den 30cm Kabel) um den 
frequenzabhängigen Amplitudengang des Generator und Detektor 
auszugleichen. Erst bei der zweiten Kalibrierung kommt der Richtkoppler 
ins Spiel, welcher mit maximaler Fehlanpassung kalibriert wird.

Ralph Berres schrieb:
> Aber prinzipiell muss man eine Kalibrierung mit open source und Match
> bei einer Messung von nur S11 durchführen. Bei S21 Messung kommt noch
> true hinzu.

So kenne ich es eigentlich auch von "richtigen" VNWA. Leider bietet die 
Software des NWT nur die Möglichkeit auf Open/Short zu kalibrieren.

> Jedenfalls so wie du es kalibriert hast transformiert dir deine 6m (
> -30cm einkalibriertes Kabel ) die Impedanz der Antenne auf irgendwas.
>
> Mal abgesehen das der Eingangswiderstand deines empfängerportes nie und
> nimmer reell 50 Ohm Eingangswiderstand bei der oberen Frequenzgrenze
> hat, sondern auch mehr oder weniger komplex ist.

Ok, das erklärt natürlich warum die Messung bei hohen Frequenzen mist 
ist.

Uwe S. schrieb:
> Hallo Bernd,
>
> ich würde je eine hochwertige SMA Buchse für den Messport (DUT) und den
> Referenzport (REF) verwenden.
> Dort kann man 50Ω Abschlusswiderstände, z.B Suhner 2W anschließen.
> So gewährleisten man einen symmetrischen Aufbau und kann dies einfach
> durch tauschen  DUT <--> REF überprüfen.

Leider ist die 50R-Referenz im Richtkoppler integriert. Oder ist der 
Messeingang des NWT gemeint?

> Den Richtkopplerabgleich hast Du zwei mal gemacht, einmal im Wobbel und
> dann im VSWR Mode ?

Der Abgleich wurde im Wobbel-Mode durchgeführt (Abschluss mit 
Radiall-50R und auf minimal rücklaufende Leistung getrimmt). Kalibriert 
wurde im VSWR-Mode.

> Wenn dein Referenzport (REF) innerhalb der Kiste liegen soll, dann würde
> ich als Widerstände 2x 100Ω HF (Melf-)widerstände 0207 oder SMD 0805
> 0,1% einsetzen.
> Die Widerstände bilden ein T mit dem Anschlusspin.

Falls REF der Messeingang sein sollte, werde ich diesen mal umbauen. 
Momentan sitzt dort ein 51R 0805 Widerstand.

> Zu den BNC Buchsen, auf diese würde ich verzichten, wenn meine eine gute
> Masseverbindung möchte.
> Ich habe bei meinem FA-NWT01 Greepar in Einsatz, die sitzen sehr satt in
> der Buchse, aber der FA-NWT01 kann auch nur bis ca. 160MHz eingesetzt
> werden.

Am NWT-502 sind ebenfalls BNC-Buchsen aus Metall verbaut, leider ohne 
PTFE-Dielektrikum. Am besten wäre wohl der Umbau auf hochwertige 
Steckverbinder.

Grüße
Bernd

[Ralph B. (rberres)]

Das Blockschaltbild sieht mir aber mehr nach einen scalaren 
Netzwerkanalyzer aus. Oder wie wird hier die Phase zwischen Strom und 
Spannung erfasst?

Ralph

[Uwe S. (de0508)]

Ja richtig Ralph,

der NWT502 ist der große Bruder von FA-NWT01 der Zeitschrift Funkamateur 
, Box73 GmbH.

[Uwe S. (de0508)]

Hallo Bernd,

Bernd schrieb:
> Falls REF der Messeingang sein sollte, werde ich diesen mal umbauen.
> Momentan sitzt dort ein 51R 0805 Widerstand.

hier habe ich mich bzgl. dem PDC-10-1 verlesen, sorry.
Der PDC-10-1 benötigt nur eine sehr gute Masse und eine Stück 
Kupferblech nach Masse über dem Anschlusspin zur Kompensation "C" am 
Port "DUT".

[Uwe S. (de0508)]

Hallo Bernd,

was ist das für eine Bauteil - blau markiert ?

[Ralph B. (rberres)]

Uwe S. schrieb:
> was ist das für eine Bauteil - blau markiert ?

sieht aus wie ein Kondensator

Mit einen scalaren Netzwerkanalyzer strebt die Aussagekraft einer 
Antennenmessung aber eher gegen Null, da man damit überhaupt nicht weis, 
warum eine Antenne fehlangepasst ist.

Sie kann sogar zwei SWR Minimas haben, welche aber nicht mit der 
Resonanzfrequenz der Antenne übereinstimmt.

Ralph

[Bernd (Gast)]

Uwe S. schrieb:
> Der PDC-10-1 benötigt nur eine sehr gute Masse und eine Stück
> Kupferblech nach Masse über dem Anschlusspin zur Kompensation "C" am
> Port "DUT".

Danke für den Hinweis. Ich hatte den Keramik-Rohrtrimmer (das blau 
markierte Bauteil) am Generatorport. Umgelötet auf DUT konnte 
tatsächlich das Directivity-Maximum bei etwa halber Kapazität (~1-1,5pF) 
gefunden werden.

Ralph Berres schrieb:
> Mit einen scalaren Netzwerkanalyzer strebt die Aussagekraft einer
> Antennenmessung aber eher gegen Null, da man damit überhaupt nicht weis,
> warum eine Antenne fehlangepasst ist.
>
> Sie kann sogar zwei SWR Minimas haben, welche aber nicht mit der
> Resonanzfrequenz der Antenne übereinstimmt.

Das habe ich jetzt auch erfahren müssen. Mal sehen was Geräte wie 
MiniVNA-Tiny etc. zu bieten haben.

[Dieter J. (djac)]

Meiner Meinung nach liegt das Hauptproblem bei Deiner Messanordnung in 
der Verwendung des Kopplers. Der hier Verwendendete ist ein 
Forward-Koppler und die rückfließende Welle wird nicht herausgeführt 
sondern ist intern mit 50 Ohm terminiert. Diese Art Koppler wird 
eingesetzt um die von Input nach Output durchfließende Leistung zu 
messen. Die HF-Quelle wird über den Eingang "input" eingespeist und der 
Verbraucher, hier Deine Antenne, an "output" angeschlossen.

An "coupled forward" steht nun die um ca. 11dB geringere als die in 
Input eingekoppelte Leistung zum Messen an.

Möglicherweise ist der Koppler jedoch symmetrisch aufgebaut und kann 
dann auch in umgekehrter Weise verwendet werden. Dann würdest Du in 
"output" einspeisen und an "input" den Verbraucher hängen. In dem Fall 
erscheint am Ausgang "coupled forward" die reflektierte Leistung und 
kann zur Bestimmung von |S11| (im Fall Deines NWT) verwendet werden. Ob 
das geht, weiß ich nicht, das Datenblatt gibt dazu nichts her.

Was Du in Bezug auf die Kalibrierung schreibst ist auch nicht 
einleuchtend, andererseits kenne ich den NWT 502 nicht. Bei der 
Bestimmung von S11 geht es ja darum, die Leistung am Eingang der Antenne 
mit der reflektierten Leistung in Beziehung zu setzen. Dazu ist es 
völlig sinnlos den Hf-Ausgang und Messeingang des NWT einfach mit einem 
Kabel zu vebinden. Du musst den Koppler dazwischen schalten, also 
HF-Ausgang auf "output" und "input" mit dem gleichen Kabel, was bei der 
Messung zur Antenne führt, mit Messeingang verbinden. Im zweiten Schritt 
dann mit open und short die VSWR-Kalibrierung durchführen. Hier 
ebenfalls HF-Ausgang auf "output" aber Messeingang mit "coupled forward" 
verbinden und die Open und Short auf "input".

Wenn das nicht funktioniert, musst Du Dir einen anderen Koppler 
besorgen, bei dem die reflektierte Leistung herausgeführt ist. Er sollte 
auch besser eine höhere Directivity besitzen als 15dBm bei 500MHz. Das 
ist etwas knapp für kleinere SWR.

Gruß Dieter

[Uwe S. (de0508)]

Hallo Dieter,

Bernd kann den NWT502 mit LinNWT oder WinNWT bedienen und abgleichen, 
das hat er sehr gut beschrieben.
Eine
> open und short die VSWR-Kalibrierung
gibt es bei unserer Software nicht.

Ja man kann den PDC-10-1 rückwärts betreiben, so wird das schon lange 
beim FA-Reflexionsmesskopf für den FA-NWT01 gemacht.
# http://www.box73.de/download/bausaetze/BX-066.pdf
# http://194.75.38.69/pdfs/PDC-10-1.pdf

In aktuellen Directivity Messung,
Bild 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/254919/Koppler_abgleich.png

liegt sie im 2m Bereich bei ca.-44dB und im 70cm Bereich bei ca. -28dB.
Damit kann man arbeiten (Fehlerrechnung), wenn man noch die Anpassung an 
50Ω der drei (Mess)ports mit einbezieht.