Ce que mesure un VNA
Un analyseur de réseau vectoriel envoie un signal dont il connaît l'amplitude et la phase, et compare ce qui revient (S11, la réflexion, sur le port 1) ou ce qui passe (S21, la transmission, du port 1 au port 2). « Vectoriel » : il mesure aussi la phase, donc la partie réelle et imaginaire de l'impédance, pas seulement le ROS.
Les formules du jeu
- Coefficient de réflexion : Γ = (Z − Z0) / (Z + Z0), avec Z0 = 50 Ω. |Γ| va de 0 (adapté) à 1 (tout revient).
- ROS = (1 + |Γ|) / (1 − |Γ|) ; perte de retour = −20 log |Γ| dB ; puissance réfléchie = |Γ|². ROS 2 : |Γ| = 1/3, 9,5 dB, 11 %.
- Une ligne de longueur l fait tourner Γ : Γ(l) = Γ e−2γl. Un demi-tour d'abaque par quart d'onde ; les pertes rapprochent le point du centre.
- Self et condensateur : X = 2πfL, donc L = X / (2πf) ; X = −1 / (2πfC), donc C = 1 / (2πf|X|). Le facteur Q = |X| / R.
- Antenne : autour de sa résonance, un circuit RLC série, Z = R + jRQ (f/f0 − f0/f). Un dipôle demi-onde mesure environ 142,5 / f(MHz) mètres en tout, une verticale quart d'onde 71,25 / f.
- S21 en série : un composant Z entre les deux ports donne S21 = 2Z0 / (2Z0 + Z).
L'étalonnage
Trois étalons connus (OPEN, Γ = +1 ; SHORT, Γ = −1 ; LOAD, Γ = 0) suffisent à calculer les trois erreurs d'un port : la directivité, l'adaptation de la source et la réponse en fréquence, câble compris. THRU et ISOLN corrigent la transmission, plus simplement que la réflexion : CH1 ne fait que recevoir, on corrige sa réponse et l'isolation. Étalonnez au bout du câble, sur la plage de fréquences que vous allez mesurer.
Prudence Avant de brancher une antenne extérieure, déchargez-la à la masse : l'électricité statique accumulée par le vent ou un orage proche peut détruire l'entrée d'un VNA. Et jamais d'émetteur branché sur un VNA !