真空管と半導体リニアにかまけている中、前から気になっていたNano　VNAを入手してみました。これの本家本元はTT北海道さん（RFワールドNo44のGNU　Radio関係記事の筆者）ですが、設計をオープンにしたとたん、志那のハイエナ（ども）が食いついて、廉価で製作・販売をしています。うーん、権利関係はどうなっているのだろう？もしかして、このパチモノを買うと、本家のTT北海道さんへの権利侵害の片棒を担いでしまって、大変申し訳ないかなぁ？なんて心配したのですが、どうもネット上では、そんな雰囲気も感じられないので、興味が先行して、アマゾンでポチってしまいました。TT北海道さんは、太っ腹にもロイヤリティーフリーにしたのでしょうかね？

　これは、もともとEbayでいろいろなバージョンが売っていたようですが、最近ではアマゾンでも売っているようです。値段はEbayより若干高めですが、在庫のあるところは、数日で到着するので、深圳？から輸入するよりも、早く手に入るのが魅力で、アマゾンポチでした。

外　　観




ＲＦシールドがない（唖然）ＶＮＡって・・・・（笑）

　入手したのは、ケーブル、校正キット（Load、Open、Short、Through）、電池付きのもので、RF部のシールドは無いものでした。後になってよく見るとシールド付きのものもあるようですが、当時は気が付かず、シールド無しのものを買ってしまいました。もし、このVNAが「使える」ものであれば、シールドありを追加で買うかもしれません（実は、このあとシールドありを２台追加購入しました：笑）。

　このVNA、けっこうな人気のようで、ググると多くヒットします。これらを見ているだけでも、大方の測定機能の様子はわかるのですが、やっぱり手に取って、実際に動かしてみないと、私にとって有益かどうかの本当のところはわかりません。

コネクタ、電源ＳＷ、カーソルＳＷ

　手に取ってみると、小型で電池も内蔵しているのですが、外形ケースが無い基板の積層構造なので、ちょっと心もとない感じはします。特に電源SW、メニュー選択用の円形スティック？は華奢で、この機器を長く使うには、何らかの工夫が必要になると思います。この場合、外形ケースを自作し、それにうまくフィットさせようとすると、オリジナルの基板についたSWをそのまま使うのでは、強化にならないなぁ・・・とぼんやり考えています。このあたりは、おいおい改善の構想ができたらお披露目したいと思います。

　まずは、VNAというからには使用帯域での「校正」が必須になるのは言うまでもありません。校正キットが同梱されているのですが、オープン、ショートのコネクタはともかく、ロードのダミーロードの安っぽさは相当なものなので、どの程度の誤差が出るのか想像できません。が、まぁ５～６ｋ円の本体価格を考えれば、支那製であることを考えると、同梱してあるだけマシ・・・要はおまけ的に考えておけばいいでしょう。

校正キット

左から　５０Ω、スルー、オープン、ショートのコネクタ

　その校正ですが、いきなりつまずきます。周波数とスパンを設定して、あとは、CALタブを押せば、Open、Short、Load、Isolation、Throughで終わるのですが、測定帯域によっては、LogMagの基準レベルが低下して、表示のうち、レベルの高い部分が表示不能になってしまう現象が多くみられました。最初はどういう条件の時に出現したのかわからなかったのですが、どうもIsolationの校正を実施するときに、CH0、CH1のいずれも５０Ωで終端していないときに起きることがわかりました。NET情報では、CH1の方は開放でもいい！と説明するサイトがありますが。私の購入したブツでは表示が先のごとくオーバーフローしてしまいます。なので、CH0,１のいずれも５０Ω終端してみたら、直りましたが、VNWA2.6では、ここはいずれも終端なしで、校正していたような気がします。

　校正結果は５つ分のメモリーを持っています。これは、結構便利ですね。私はよく使う、

CF:455ｋHz　　　Span:20ｋHz
CF：10.7MHｚ　　Span：10ｋHz　
CF：25MHｚ　　Span：50MHz
CF：50MHｚ　　Span：100MHz
CF：450MHｚ　　Span：900MHz

　としていて、一時的な傾向を見る測定には条件を呼び出せばいいだけなので、重宝します。

４５５ｋＨｚのＳＳＢ「クリスタル」フィルタ
（span:10kHz)

4パラメータ全表示の場合とＳ21とS11に表示を限った場合




１０．７MHｚ　SSBフィルタの特性
（span:20kHz)

4パラメータ全表示の場合とＳ21とS11に表示を限った場合




１４ＭＨｚの3段定Ｋ型ＬＰＦ
（span:50MHz)

4パラメータ全表示の場合とＳ21とS11に表示を限った場合




２００MHｚの定Ｋ型LPF （span:900MHz)
（これ、ちょっと校正をミスっていますね Ｓ１１が２０ｄＢくらい低くておかしい：笑）
帯域外減衰量が暴れているが、これはシールドがないためと、このフィルタの高域のリークが大きいため

4パラメータ全表示の場合とＳ21とS11に表示を限った場合




共振点分析

ディップが並列共振点になる

　測定精度についてですが、私は、校正されたHPとかRSとかの高級据え置き型VNAを持っていません（もっとも持ちたいとも思いませんが）ので、精度をどうこう論じる資格がありません。常識的に考えてこのクラスのVNA（２－ポート、AN６１２を２個搭載して、ベースバンドに落とした信号をマイコン内蔵A/Dで取り込む）では、数％以下の精度を求めるものではありません。あくまで「特性の傾向」をおおまかに把握するための機器であると思っています。似たようなVNWA２．６（現行品はVNWA3.0で８～１０万円くらい）でも、その状況は同じで、それを考えると、特性傾向がなんとなくわかるだけでも、価格コストパフォーマンスは極めて高いと考えられます。ま、測ってみると、多くても１０％以上の誤差はないのじゃないか？という感触です。アマチュアの自作では、そんなもので十分でしょう。なので、精度については以上終わりです（笑）。

　表示に関しては、だれもがコメントしますが、２．８インチの液晶は、老眼にはつらい・・・これにつきますね。最小文字は、最近老眼の度合いが進んだのか、ちょい厳しいです（笑）。表示できるパラメータは、伝送特性（振幅、位相）、S１１のリターンロス特性、VSWR特性です。このうち、振幅位相特性よりも、一回差分演算をするだけなので、振幅―遅延特性になっていればよかったのにと思ってしまいます。位相特性よりは、遅延特性の方が、DUTの帯域内特性をよく表せるからです。

　あとS11ですが、リターンロス表示なのですが、ここはリアルとイメージに分解して表示できると最高なのですが、ま、スミスチャートから計算すれば出てくるの(イメージ成分はＣ/Ｌで表されている様子）で、そこは我慢します（あとで、表示できる方法を示しますが）。S11の複素表示は、DUTの複素入力インピーダンスそのものなので、整合を考える場合、この表示は極めて有効なのです。同じようなVNAでも現用のVNWA２．６はこの点でお気に入りでして、VNAをアマチュアが使う場合、S21とS11の複素表示ができれば、回路いじりには、それでほとんどOKと言えると思います。

　もちろんアンテナ工作にVSWRは外すことはできませんが、ま、私はあまりアンテナ工作はしないので、若干、猫小判ぎみです（大笑）。

　しかし、使ってみると、この電池付きのVNAガジェットって結構嵌ってしまう要素がありますね。お手軽にDUTの特性傾向がわかるのは、私にとってかなり胸キュン物です。ちょっと気に入り始めています。（続く）

＜Ｎａｎｏ　ＶＮＡ-②＞　【2019.12.28】

　実は、単体動作もさることながら、PC接続もできることになっています。ネット情報によると２つばかりアプリケーションがあるようです。ここに紹介がありました。このアプリも支那モノみたいで、なにかPCにいたずらされないかちょっと心配だったのですが、そもそも、今のPCには致命的な個人情報は無いので（まぁ、メアドくらいはあるし、やる気になればパスワード履歴とかもアクセスできると聞いていますが、クレカ、ネット振り込みその他の金に関わる情報は一切残らないようにしているので、ま、いいかという感じ）、とりあえず、DLして動かしてみました。

　動かしてみて、「お？」と思ったのが、Ｎａｎｏ　ＶＮＡ　Ｓａｖｅｒです。S11の複素表示が可能なことと、画面がたくさん立ち上がって（最大６面）データを見るのに異なる表示（LogとSmithとか）の重なりがないので、表示がうざくないということです（ただしグラフ自体はそっけない）。

操作画面




画面表示（4画面例）

左上：Ｓ１１（入力インピーダンス）の複素表示　左下：Ｓ１１の絶対値表示
右上：Ｓ２１の郡遅延時間特性表示　　右下Ｓ２１の絶対値表示
このような表示にすると極めて見やすい

　よく見ると、（群）遅延時間特性も見えるようですが、表示はS11の群遅延となっています。測定値を他のVNAライクな機器（VNWA2.6、APB3とか）と比べてみると、たぶん、S21の間違いとは思いますが、そのあたりは確たる自信はありません。ただ、2か所に不連続なスパイク（これは位相とびですね）があって、信ぴょう性はどうなのか？と思ってしまいますが。

遅延時間特性のみ切り出してみた

　そうこうするうちに、アマゾンで注文していた「シールド付き」の個体が届きました。これは、国内ではなく深圳からでしたが、発注後５日と経たずに届いています。けっこうスピ－ディーな対応でした。

ケースの様子

Ｎａｎｏ　ＶＮＡの文字の形が違う？？？

　外観は、印刷文字の形が異なるようですが、瓜二つです。肝心の中身をばらしてみると

ばらしてシールドを見た図

　このように、RFのミクサー部分がすっぽりと金属シールドされていることがわかります。でも、それがどのような効能を生んでいるのかは測定してみないとわかりません。以下に入出力を５０Ω終端した場合の入力側への漏れ込みの様子を示します。測定モードはLogmagのS21特性です。

シールドあり機の漏れ込み
（ＣＨ０/１共に終端）




シールド無し機の漏れ込み
（ＣＨ０/１共に終端）

　これを見ると、高い周波数において、シールド無は漏れ込みが多く発生していることがわかります。ただし、私の常用測定範囲である～２００MHｚの領域では、比較的少ない漏洩量のようですね。

　ということで、DUTを測定して実際にシールド有無の差を測定してみましょう。

シールドあり機の測定例





シールド無し機の測定例

以下に、いままで使ってきた２００ＭＨｚ帯のＬＰＦ（表示は２５０ＭＨｚとありますが、あとで、２００ＭＨｚにチューンし直した）の様子を示します。

測定に使ったＬＰＦ

空中配線で、結合も多そうだなぁ（苦笑）
表示の周波数はチューンし直したので実機と合っていません

　先のＶＮＡのグラフを見ると、減衰域の特性がよくわかります。シールド無だと３００～９００MHｚあたりのDUTの漏洩成分にノイズが乗って、けっこう悲惨な状況になりますが、シールドがあると残留ノイズが抑圧されて、少しDUTの素の特性が見えてきます。まぁ、バラックで組んだ集中乗数の定型型フィルタですから、こんな漏れもあるでしょうと思ったので一応、自作ＴＧ/アンリツＭＳ2683の組み合わせで様子を見ておきます。

先のＬＰＦをＴＧ/ＭＳ２６８３Ａで測った場合

　これをみると、シールドありのほうは、無い筐体に比べて減衰域の漏れ（４００～９００ＭＨｚ）が１０ｄＢ以上少ないことがわかりますが、アイソレーションがシッカリとれているＴＧ/スペアナに比べると１０ｄＢ以上劣化しているということになります。ということは、シールドありであろうと、４００ＭＨｚを超えるような領域の測定ダイナミックレンジは４０ｄＢ以下ということになり、まぁ、本当に「あたりをつける」用途で使うのがよさそうです。もっとも、２００ＭＨｚ以下の領域では、あたりをつけるためには十分使えるツールであると言えると思います。

　さて、このNano　VNAですが、これまでに「概略の特性」がわかったわけですが、今後はどういう展開を考えましょうか？

　実は、使っていて、いいなと思ったのがバッテリーオペレーションが可能であるということです。これは、私の所有する他のVNA（VNWA2.6,APB-3）に比べて、圧倒的に便利な点です。しかしながら、このVNAを「可搬可能」なごとく使用すると、すぐに壊れてしまいかねません。ここが頭の痛いところであり、長く使うためにはなんらかの補強が要るのではないかと考えられます。

　そこで、補強すべき点は、以下の通りと考えました。

　　① 入力コネクタが基板直付けなので、極めて脆弱な構造
　　② USB-Sジャックも同様。これの抜き差しはSMAの入力コネクタよりも危ない？
　　③ パワーSW、メニュー選択用ジョグの使用も同様

　と思われるので、これらを分離します。そして、ケースに入れたいのですが、ジョグダイヤルの引き出しが面倒そうだったので、全体をケースでカバーするのでなく、上面をオープンとなることで、メニュー選択をタッチペンで行い、ジョグの利用頻度を減らします。しかし、最悪の場合にはジョグダイアルも使えるようにと考えたわけです。

Ｎａｎｏを固定した様子

本体はしっかりシャーシにねじ止めしている
基本はタッチペンで操作を行い、本体右上のカーソル移動ＳＷは使わない。

　上記がNanoVNAを保護ケースにインした様子です。入出力コネクタを延長し、電源SWを別に設置し、USB-Cコネクタを無理やり固定しています。USB-Cコネクタは、ジャックの位置がここでなければ、もっとスマートに処理できると思いますが、ありもののケース（タカチのS100）にえいやっと突っ込んだので、ちょいと見苦しいですが、ご容赦を（笑）。

　これで、見た目は悪いですが、いろいろな衝撃でぶち壊れる可能性が少しは低くなったのではないかと思っています。

　ま、こんなところで、年内のアップは終わりにしたいと思います。皆様、よいお年をお迎えください。ではでは。