EA · Kapitel 14 · Einheit 36

Vektorieller Netzwerkanalysator (VNA) II

Folien

Die Funktionsweise eines vektoriellen Netzwerkanalysators ist wie folgt: Es wird ein frequenzveränderliches Signal erzeugt welches ausgegeben wird (z. B. auf eine Antenne oder ein anderes Messobjekt, wie einen Schwingkreis). Nun wird gemessen, wie dieses Signal verändert wird (z. B. reflektiert wird). Hierbei wird sowohl die Amplitude als auch die Phase gemessen. Somit lassen sich unter anderem der Wirk- und Blindanteil eines Widerstands als auch das Stehwellenverhältnis ermitteln.

Prüfungsfrage AI201

Wie funktioniert ein vektorieller Netzwerkanalysator (VNA)? Ein HF-Generator erzeugt ein ...

Prüfungsfrage AI202

Welches dieser Messgeräte ist für die Ermittlung der Resonanzfrequenz eines Traps, der für einen Dipol genutzt werden soll, am besten geeignet?

Prüfungsfrage AI203

Die Resonanzfrequenz eines abgestimmten HF-Kreises kann mit einem ...

Eine mögliche Anzeigeform des VNAs ist die Aufteilung der Impedanz in Wirk- und Blindanteil (Wirkwiderstand $R$ und Blindwiderstand $X$). Der Wirkwiderstand wird oft in $Ω$ und der Blindwiderstand gelegentlich auch als $jΩ$ angegeben. Die Anzeigen verschiedener Geräte sind nicht einheitlich. Das $j$ entstammt einer Schreibweise aus der Elektrotechnik, bei der dieses für die sogenannte imaginäre Einheit ($i$) der Mathematik steht. Positive Blindwiderstände stehen für induktives und negative Blindwiderstände für kapazitives Verhalten.

*Imaginäre Zahlen* sind ein beliebtes Hilfsmittel in der Elektrotechnik und der Mathematik. Um Gleichungen wie $x^2 = -1$ lösen zu können, hat man sich eine sogenannte imaginäre Zahl ($i$) ausgedacht, die mit sich selbst multipliziert eine negative Zahl ergibt: $i^2 = -1$. Keine reelle Zahl erfüllt eine solche Gleichung, da eine negative Zahl mal einer negativen Zahl eine positive Zahl ist. Deshalb bezeichnet man $i$ als "imaginär". Diese "ausgedachte" Zahl ergibt mit sich selbst multipliziert eine negative Zahl, nämlich $-1$. Addiert man reelle Zahlen (z. B. $54$) mit einer imaginären Zahl (z. B. $-12i$), so ergibt sich eine komplexe Zahl: $54 - 12i$. Eine komplexe Zahl kann z. B. verwendet werden, um einen Wirk- und Blindanteil eines Widerstands zu beschreiben. Auch kann man komplexe Zahlen in eine Amplitude und eine Phase umrechnen. Anstelle des Buchstabens $i$ verwendet man in der Elektrotechnik den Buchstaben $j$, um eine Verwechselung mit dem Formelzeichen $i$ (für Ströme) zu vermeiden.

Prüfungsfrage AI204

Sie haben einen vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA) an den Speisepunkt ihrer Kurzwellenantenne angeschlossen. Das Gerät zeigt R = 54 Ohm und jX = -12 Ohm an. Was bedeutet das Messergebnis?

Prüfungsfrage AI205

Sie haben einen vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA), der auf den VHF-Bereich eingestellt ist, an den Speisepunkt ihrer VHF-Antenne angeschlossen. Das Gerät zeigt R = 50 Ohm und jX = 0 Ohm an. Was erkennen Sie aus diesen Werten?

Prüfungsfrage AI206

Sie haben einen vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA) an den Speisepunkt Ihrer Kurzwellenantenne angeschlossen. Das Gerät zeigt R = 54 Ohm und jX = +12 Ohm an. Was bedeutet das Messergebnis?

Viele VNAs verfügen über die Möglichkeit, den SWR-Verlauf über die Frequenz grafisch darzustellen. Liegt die Resonanzfrequenz einer Antenne zu tief, weiß man, dass diese gekürzt werden sollte. Liegt sie zu hoch, dann müsste die Antenne verlängert werden.

Prüfungsfrage AI207

Sie haben einen vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA) an einen selbstgebauten Halbwellendipol angeschlossen und messen den dargestellten Resonanzverlauf. Was müssen Sie tun, um diese Antenne auf das 80 m-Band abzustimmen?

Prüfungsfrage AI208

Sie haben einen vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA) an einen selbstgebauten Halbwellendipol angeschlossen und messen den dargestellten Resonanzverlauf. Was müssen Sie tun, um diese Antenne auf das 80 m-Band abzustimmen?