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NanoVNA: Detección de defectos en cables de antena

NanoVNA: Detección de defectos en cables de antena

Localizar un fallo en un cable ya instalado puede suponer un gran desafío técnico, requiriendo a menudo maniobras físicas y escalada. Sin embargo, utilizando un NanoVNA, es posible localizar con gran precisión la distancia exacta hasta el defecto.

Metodología y Configuración

El proceso se basa en la Reflectometría en el Dominio del Tiempo (TDR), un método que permite identificar cualquier anomalía que provoque un cambio significativo en la impedancia del sistema.

• Simulación del defecto: Tramo de 1 m conectado a una "T", seguido de 16 m de RG-58 con terminación.
• El fallo: Cortocircuito provocado directamente en la conexión en "T".
• Conexión: Cable conectado al latiguillo (pigtail) del CH0 mediante adaptador SMA a BNC hembra.

Configuración del NanoVNA

Siga estos pasos para configurar la medición en modo autónomo:

1. Rango de 50 kHz a 900 MHz y calibración S11.
2. Trazas en CH0: DELAY y PHASE con un marcador activo.
3. Modo: Home > DISPLAY > TRANSFORM.
4. Factor de Velocidad: Configure el Velocity Factor (ej. 66% como 66 x1).
5. Seleccione LOW PASS STEP y TRANSFORM ON. El eje cambia a nanosegundos (ns).

Análisis de Resultados

La interrupción es evidente cuando el DELAY cae y la PHASE cambia de 0° a 180°.

El marcador indica 9.54 ns, equivalente a 944 mm, coincidiendo con la posición física del fallo en la "T".

NanoVNA: 

Caracterización de Filtro Paso Banda

En este proyecto analizamos un filtro de paso de banda de doble circuito sintonizado diseñado específicamente para la banda de 20 m. 

Configuración del Entorno de Medida

La utilización de un VNA (Analizador de Redes Vectoriales) es la aplicación estándar para la medición de estos filtros. Para medir la atenuación de forma efectiva, es imprescindible calibrar los dos  2 puertos.

Para realizar estas pruebas con precisión, hemos utilizado un tablero de medida . Este tablero cuenta con los elementos necesarios para una calibración precisa: resistencia de 50 Ohm, corto y circuito abierto.

Análisis de Datos

Tras completar la calibración y el barrido de frecuencias, el punto de partida es el análisis del gráfico de Ganancia S21. Utilizando el software para PC vinculado al NanoVNA, es posible extraer y caracterizar detalladamente todos los parámetros del DUT (dispositivo bajo prueba) Se recomienda usar latiguillos RG174 ó RG316

Caracterización de Bobina de Carga con NanoVNA

Análisis técnico del Dispositivo bajo prueba (DUT) para la banda de 40 m.

1. Descripción del Dispositivo (DUT)

El objetivo de esta prueba es caracterizar una bobina de carga para una antena vertical corta de 40 m. El interés radica en determinar su inductancia (L) y su factor de calidad (Q).

Simulaciones previas sugerían:

• Inductancia: ~10 μH.
• Resistencia de CA en serie efectiva: ~1.4 Ω.

Esta resistencia es difícil de medir por ser muy baja respecto a la impedancia de 50 Ω.

2. Montaje y Configuración

La bobina se mide mediante su señal reflejada S11 en el canal CH0. Se utiliza un conector SMA hembra para PCB modificado para soldar los terminales de la bobina.

La configuración incluye:

• NanoVNA Saver: Para obtener una calibración superior y promediar barridos.
• Barrido: De 1 MHz a 30 MHz.
• Proceso: Promedio de 25 barridos y descarte de valores atípicos para reducir el ruido.
• Calibración: Realizada en S11 antes de conectar la bobina.

3. Resultados de la Medición

Los resultados muestran que la bobina es adecuada para la banda de 40 m:

Parámetro	Valor Medido (a 7.2 MHz)
Inductancia en serie (Series L)	9.7703 μH
Factor de calidad (Q)	256.2
Impedancia	1.725 + j442.0 Ω
Autorresonancia (SRF)	29 MHz

El pico de factor de calidad se sitúa cerca de los 7 MHz, validando su uso en la banda de 40 m.

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Guía de Calibración de NanoVNA

Frecuencia y Estado de Calibración

Como norma general, la calibración debe realizarse cada vez que se modifique el rango de frecuencias de medición. Aunque se puede utilizar en diferentes días sin recalibrar, se aconseja hacerlo cada vez que se quiera usar el equipo para asegurar la calidad de los resultados.

Procedimiento de Calibración Paso a Paso

• 1. Reinicio Restablecer el estado actual mediante el comando CAL > RESET.
• 2. Estándar OPEN (Abierto) Conectar el estándar OPEN al puerto 1 (CH0) y ejecutar CAL > CALIBRATE > OPEN.
• 3. Estándar SHORT (Cortocircuito) Conecta el estándar SHORT al puerto 1 (CH0) y ejecuta CAL > CALIBRATE > SHORT.
• 4. Estándar LOAD (Carga) Conecta el estándar LOAD al puerto 1 (CH0) y ejecute CAL > CALIBRATE > LOAD.
• 5. Aislamiento (ISOLN) Conecta estándares LOAD tanto al puerto 1 (CH0) como al puerto 2 (CH1) y ejecuta CAL > CALIBRATE > ISOLN. Si solo dispone de una carga, conéctela al puerto 1 y deje el puerto 2 desconectado.
• 6. Transmisión (THRU) Conecta cables a ambos puertos (CH0 y CH1), únelos mediante un adaptador/conector de paso (thru) y ejecute CAL > CALIBRATE > THRU.
• 7. Finalización Para finalizar y calcular la información de corrección de errores, seleccione CAL > CALIBRATE > DONE.
• 8. Almacenamiento Especifica el número de registro y guarda la configuración, por ejemplo: CAL > CALIBRATE > SAVE > SAVE 0.

Nota importante: Cada dato de calibración debe confirmarse únicamente cuando la lectura en pantalla se haya estabilizado por completo.

Novedades para socios

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A Guide to NanoVNA	Simple Low-Cost Wire
ARRL Antenna Book Vol. 1	ARRL Antenna Book Vol. 2
ARRL Antenna Book Vol. 3	ARRL Antenna Book Vol. 4

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PROPAGACIÓN 

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El viejo HAMCLOCK que todos teníamos en nuestra pantalla está en crisis y a punto de desaparecer.

Es hora de buscar alternativas mas avanzadas acorde a las posibilidades técnicas actuales. personalmente creo que una de las mejores es HamDXmap.

En esta aplicación se ven de forma clara la MUF y la foF2. La herramienta de la ventana inferor izquierda permite ver de forma simple si hay condiciones para un DX que veamos en el custer y en qué frecuencia sería posible.

El programa se puede instalar en nuestro PC también.

HAMDXMAP