NanoVNA et charge fictive 50 Ohms Zetagi 50 Watts

Pour découvrir cet incroyable VNA (Vector Network Analyzer) que l’on trouve chez AliExpress, Ebay à moins de 50 euro, c’est à dire le NanoVNA, je vous propose une série d’articles dédiés au débutant de l’univers des VNA avec des cas concrets d’utilisation. Cet Analyseur de Réseau Vectoriel (VNA en français) fonctionne à merveille pour le monde des amateurs radio et peut d’être d’une très grande utilité dans l’atelier radiofréquence. Le mieux pour vous en convaincre, allez visiter le site suivant où il est comparé à un VNA Rohde et Schwarz qui vaut plusieurs millier d’euro en occasion :

Il permet de réaliser un certain nombre de mesures permettant de caractériser une antenne mais pas que car il permet par exemple de caractériser un filtre, vérifier les caractéristiques d’un câble coaxial…

Je me suis procuré ce fameux NanoVNA chez Aliexpress pour un prix de 45 euro frais de port inclus (26 jours entre la commande et la réception du colis). Il comprend une batterie (attention ce n’est pas le cas chez tous les vendeurs), les 3 bouchons nécessaires au calibrage, 2 câbles avec embouts SMA mâle, un adaptateur SMA femelle/femelle, le câble USB pour le connecter à un ordinateur. Voici son lien ici. Son logiciel, firmware et documentation sont disponibles ici.

Remarque : Il semble que le model NanoVNA dont le boîtier est blanc avec une salamandre comme logo n’est pas un produit abouti.

Pour ceux qui souhaitent aller au-delà de cet article, voici une série de documents, en anglais, présentant l’usage du VNA:

Dans ce premier cas d’utilisation, je vais m’attacher à vérifier que la petite charge fictive de 50 Ohms que j’utilise pour la maintenance des émetteurs décamétrique et CB est adéquat au regard de mon besoin. Cette charge fictive est peu cher, c’est même un premier prix. On la trouve par exemple ici (cliquez sur ici) pour une vigntaine d’euro. Elle est commercialisée par un fabriquant très connue du monde de la CB, Zetagi, pour lequel je n’ai aucun intérêt financier… comme à chaque fois que je présente un produit. Elle a une puissance admissible de 50 Watts et une plage d’utilisation définie par Zetagi de 0 à 500 MHz.

La réalisation de la mesure est toute simple. Il suffit de connecter la charge fictive au connecteur CH0 (ou appelé aussi TX) du NanoVNA (voir photo ci-dessous).

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On peut constater que le TOS ne cesse de grimper plus on monte en fréquence dans une gamme de 50kHz à 900 MHz. Ce qui est somme tout normal vu le niveau de qualité de fabrication de cette petite charge fictive. Voir ici pour plus d’informations sur les notions de TOS/ROS/SWR

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Plus précisément nous allons observer son fonctionnement dans la bande de fréquence pour laquelle elle est couramment utilisée. C’est-à-dire la bande CB.

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Alors là tout va bien à notre échelle amateur de radio. Le point de mesure est sur le 1 de l’abaque de Smith et nous avons bien une impédance de 50 Ohms comme attendu. Donc pourquoi dépenser plus sur une charge fictive dédiée aux postes CB ?

Comme beaucoup de Cibistes sont aussi avant tout des amateurs de radio. Il arrive souvent que des émetteurs VHF ou UHF trainent au milieu du matériel CB. Cette petite charge fictive tient-elle alors la route pour effectuer par exemple une maintenance sur un talkiewalkie VHF de 5W. Eh bien, si on en croit l’abaque de Smith, elle peut tout à fait être utilisée sans mettre en péril l’étage de sortie de puissance HF du talkiewalkie. A 147 MHz on obtient une impédance de 47 Ohms ce qui est tout à fait correct dans le cadre de l’usage amateur, comme on peut le voir sur la première courbe présentée dans cet article, on reste sous une valeur de TOS inférieur à 1.2

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Et nous voici avec le test en UHF donc par exemple les fréquences PMR. Et là on s’aperçoit que la limite d’utilisation de la charge fictive est atteinte. Zetagi est un peu optimiste en annonçant 500 MHz pour la limite haute d’utilisation de sa charge fictive. On a un TOS de 1.6 à 500 MHz (voir première courbe en début d’article). J’aurais tendance à dire que ça reste acceptable pour du ponctuel à cette fréquence. Mais pas pour laisser durant des heures un émetteur en émission car ça va chauffer…

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En résumé, au-delà des possibilités de vérification d’antenne, de câble coaxial, de filtre… ce VNA peut nous servir à vérifier les limites de fonctionnement des charges fictives que nous possédons ou que nous réalisons.

Pour les débutants qui veulent se lancer dans la réalisation de leur propre charge. Rien de plus simple, il suffit de prendre une résistance de 47 Ohms pour des puissances HF relativement faibles. Et sinon il suffit d’utiliser des résistances en parallèles. La puissance HF alors se repartie par le nombre de résistances.

Exemples avec des résistances qui ne sont pas bobinés :

  • 2 résitances en parallèle de 100 Ohms de 1 Watt permettent de réaliser une charge fictive de 50 Ohms de 2W.
  • 10 résistances en parallèle de 470 Ohms de 1 Watt permettent de réaliser une charge fictive de 50 Ohms de 10 W

Pour faciliter vos calculs de résistances, voir ici.

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