安価な NanoVNA と NanoVNA Saver を使って SWR のベスト調整

アマチュア無線家でロケーションの良くないアパマン居住者はアンテナ調整だけでも最良状況にしなければと考えています。しかし、趣味でそう頻繁に使う事も無い高価なアンテナアナライザーの購入はとても無理な話です。

ネットで色々と調べていたら NanoVNA というのを知りました。値段があまりにも安いので不安はありましたが購入してみる事にしました。

下図をクリックすると Amazon に飛びます。

購入した NanoVNA の紹介

本体とケーブル2本、それにパソコンから電源を充電する専用ケーブルが付属していました。
Amazon で購入する前にレビューを見た時、ネジが一個無かったというコメントがありましたが、私のも一個ありませんでした。チョット心配になってきましたね。

下図は、Amazon で注文する時、一緒で購入される商品として紹介されていたので一緒に購入しました。
実際、やろうとした時、あれが無い。これが無いでは困りますからね。この中の 1 個は無くてはならないものがありました。ホント良かったです。

充電

表側になります。 左側に上からポート0とポート1があります。
ディスプレイについては、後で調べて報告します。

裏側、ボリュームみたいなスイッチ、電源スイッチ、点滅ランプ、充電用差込口があります。

充電中は青の点滅、詳しくは確認して無かったのですが 1 時間前後位で充電が完了したら青ランプに変わります。

充電が完了し上部のスイッチを ON にしたら下図のようにグラフが表示されました。なにがしか動作しているようでチョット安心しました。

メニュー

ディスプレイ右側にはメニューが表示されます。
メニューを押す場合はワンテンポ間を空け、画面表示が一定してから次に進むようにして下さい。と他の人のコメントがありましたのでこれを守って行いました。

メニューによっては下図のように値の入力もあります。

尚、メニュー階層は下図のようになります。(スペルミスがあるかも?)

NanoVNAに校正を行う

測定範囲は、50KHz から 900MHz 帯で行う。という前提で行います。
ただ、測定範囲を変更したいという場合は、必ず毎回、キャリブレーションの設定を行って下さい。

キャリブレーションのリセット

ボールペンの芯を出さない状態で画面をタップします。すると下図のようなメニューが表示されます。
・DISPLAY
・MARKER
・STIMULUS
CAL
・RECALL
・CONFIG

CALL をタップします。
・CALIBRATE
・SAVE
RESET
・CORRECTION
・←BACK

RESET をタップしてリセットします。

測定する周波数の範囲を設定する

[STIMULUS] から [START] と [STOP] を 50KHz と 900MHz にセットする

キャリブレーションを行います。

CALL をタップしたキャリブレーションの画面です。
OPEN
SHORT
LOAD
ISOLN
THRU
DONE
←BACK

CH0 に OPEN ピンを取り付けて OPEN をタップします。画面表示が安定してから次に進みます。

同じく CH0 に SHORT ピンを取り付けて SHORT をタップします。画面表示が安定してから次に進みます。

同じく CH0 に銀色の LOAD ピンを取り付けて LOAD をタップします。画面表示が安定してから次に進みます。

CH1 に銀色の LOADピン を取り付けて ISOLD をタップし、CH0 と CH1 の間の補正を行います。
本当は CH0 にも LOAD ピンを取り付けるのですが、LOAD ピンが 1 個しか無いので CH1 のみでいいそうです。
画面表示が安定してから次に進みます。

CH0 と CH1 を直結して THRU をタップします。画面表示が安定してから DONE をタップします。

これまでの設定内容を SAVE 0 に保存します。

キャリブレーションの確認

CH0 に OPEN ピンを取り付けます。
すると、緑色のマーカーがスミスチャートの右側に表示されます。

CH0 に SHORT ピンを取り付けます。
すると、緑色のマーカーがスミスチャートの右側に表示されます。

CH0 に LOAD ピンを取り付けます。
すると、緑色のマーカーがスミスチャートの中央に表示されます。

以上のように右側、左側、中央と表示されればキャリブレーションの設定は完了です。

NanoVNA を実際使ってみよう。

その当時ベランダに上げているホイップアンテナ 7MHz HF40CL を接続してみました。
アンテナの M型コネクタと NanoVNA ケーブルとの間の部品、これは NanoVNA と一緒に Amazon のお勧めで一緒に買ったものです。お蔭で簡単に接続でき良かったです。

スイッチを ON にしてみます。
こんな表示になります。これでは目的の SWR の値などサッパリわかりませんね。

NanoVNA Server をダウンロード

ネットで調べていたら JH4VAJ さんのサイトでパソコンでも扱えるという記事を見ました。何でも初めてで難しそうですが、このさい勉強です。チャレンジしてみる事にしました。そして NanoVNASaver は GitHubで公開されている。事も紹介してありましたので早速ダウンロードして使ってみる事にしました。

nanovna-saver-v0.2.2-1.exe ファイルをダブルクリックすると下記画面が表示されます。

機器の接続、と NanoVNA Saver の起動

CH0 に測定するアンテナを接続します。そして、NanoVNA とパソコンを付属の USBケーブルで接続します。
NanoVNA の電源を ON します。

前もって、GitHub からダウンロードしたファイルから NanoVNA Sarver の EXE ファイルをアイコン化しています。それをクリックします。別にインストールプログラムなどありませんので簡単です。

Dos プロンプトの画面が表示され、しばらくしてから下図のような画面になります。

上記の順番に操作を行えば、しばらくしてから下記の画面が開きます。

NanoVNA Saver を使ってみよう

NanoVNA を自動的に検知して Serial port control 欄に Serial port COM4 と表示されます。

ここで、その下にある 「Disconnect」 をクリックするとグラフ表示が開始します。
NanoVNA で 50KHz から 900MHz でキャリブレーションを行っていたので、その範囲とセンターの周波数やスパンの周波数なども表示されています。

Sweep settings ボタンをクリックしてみます。

「Sweep settings」をクリックすると下記の画面が表示されま。

  • Sweep name に test 7MHz を入力し 「Set」をクリック
  • Averaged sweep 平均スイープ
  • Select band 40Mhz を選択しました

Sweep の開始と終了、それにセンターとスパンの周波数がそれぞれ 40m を設定した範囲に変更されたようです。
ただ、グラフの Sweep name は変更されていますが、グラフの周波数の開始と終了は変わっていません。

「Sweep」をクリックします。

すると、グラフの表示が全て変化します。又、周波数の開始、終了なども変化します。
この値って凄いですね。購入したアンテナをベランダに上げた状態で、リグに接続しても 7MHz が何も入って来なかった原因が良くわかります。
なんど SWR が高かったのでアンテナを短くする前に数ミリ程度伸ばしてみたのです。すると更に悪くなってしまいました。これで、アンテナは短くしないと行けない。という事がわかりました。

SWR の表示

最初はグラフに SWR がありませんでした。この時は下記の方法で「Display setup」をクリックするとウインドウが開きます。
[S11 Smith Chart] [S11 Return Loss] [S21 Phase] [VSWR] のグラフを変更出来ます。希望のグラフを選択しただけで直ぐ反応してグラフは表示されます。終了後は、× で閉じます。

最近の使い方

  • NanoVNA をキャリブレーションをリセットしてする。
  • [STIMULUS] から [START] と [STOP] を 50KHz と 900MHz にセットする。
  • [CAL] から [CALIBRATE] を選択して [OPEN][SHORT][LOAD][ISOLN] [THRU][DONE] までを行い [SAVE 0] に保存する。を最初からやり直しました。

NanoVNA Saver で Start 6.5 MHz、Stop 7.5 MHz など自分の知りたい範囲をケースバイケースで設定します。

[Seep] ボタンをクリックします。

グラフで、一番 VSWR の低いところをクリックすると赤→のところにその周波数が表示されます。
私が今使っているコメットの UHV9 のアンテナマニュアルに 7MHz は 1cm 当たり 42khz 移動する。と掲載されています。
自分が良く使う周波数を 7.1Mhz とすると 7.1MHz – 7.24MHz = – 0.14 となり短くなりすぎの状態となります。
まあ、これが 0.14 と仮定した場合、これに 0.14 × 1,000 = 140 KHz となり 140/42= 3.3 cm の切りすぎとなります。
このような感じで使うととても簡単に便利に利用できます。