miniVNA Tinyで同軸ケーブルのロスを測定する

アマチュア無銭(無線)家の私にとって、同軸ケーブルが必要になったときは古いケーブルの中から使えそうなケーブルを探して使用するのは常のことです。それでも、できるだけ良いものを選んで、安心して使いたいという希望を持っています。

今回は、144MHzと430MHzで使えそうなケーブルであるかどうかを判断するため、miniVNA Tinyで測定してみました。
同軸ケーブルの良否判断は、多分ケーブル自体の通過ロスとインピーダンスが均一であることだろうと思っています。インピーダンスが規定の通りかどうかはTDR測定をすれば分かるかもしれませんが、miniVNA Tinyでは測定できません。とりあえずケーブルの通過ロスを測定してみました。

測定したケーブルは、5D-FB 10mです。メーカはKYOWA? 両端はMコネクタで、だいぶ色が変わっています。
miniVNA Tinyの伝達特性測定を使用して測定しました。DUT,DET端子は、SMA-Pです。校正を行った後、できるだけ変換コネクタの数を少なくするよう SMA-M 変換コネクタを使用し測定をしました。変換コネクタ数は2個ですましました。

144MHz 損失.jpg430MHz 損失.jpg結果は、144MHzで -1.08dB 430MHzで -1.78dBの結果を得ました。ケーブルの規格(CQ出版のHam Note Book 2020より)は144MHzで -0.74dB/10m 430MHzで -1.31dB/10mです。規格より144MHzで0.34dB、430MHzで0.47dB大きなロスとなりました。
この値は、妥当だろうか?
1.校正時には、SMA-M変換コネクタを使用していないので、その分の挿入ロスを加算する必要があります。まっとうなメーカの同軸コネクタ自体の挿入ロスは、0.2dB以下のようです。実際には0.2dBという値は、挿入ロスの最大値であり、実際はその半分以下らしい。ネット内の情報では、0.1dBのロスという記事もありました。とすれば、miniVNA Tinyの校正時より変換コネクタ2個分の挿入ロス0.2dB大きく測定されるだろう。
2. 問題は、その他にもありました。私が使用しているコネクタは格安の物です。この格安のコネクタは、本来の規格の通りの性能ではないようです。
マイクロ・パワー研究所の記事( http://mpl.jp/connector/n_sma.html )によれば、この格安コネクタは、まっとうなメーカの同軸コネクタに比べ、周波数が高くなるとSWRの悪化、ロス増加等が起きるようです。グラフを見ると、500MHz以下ではなんとか使用できたとしても、1GHz以上では使用不可能かとも思えます。このような同軸コネクタを使用していますので、0.?dBかは実際よりもロスが多いと想像できます。
 
結果として、144MHzで0.34dB、430MHzで0.47dB大きなロスとなりましたが、同軸ケーブルロスとしてはある程度まっとうな結果が得られたのではないでしょうか? まだ、十分使用できる同時ケーブルと判断しました。

miniVNA Tiny対応のアプリ vnaJ がver3.3.3に更新されていました。新たなバージョンのアプリには、ケーブル長測定とケーブル損失測定の新機能が加えれれていました。ケーブル損失測定は、miniVNA TinyのDUT端子に測定する同軸ケーブルを接続、反対側を開放にして測定すればよいだけですので、VNAの伝達特性を利用しロスを測定するよりも簡易に操作できました。これで同じ同軸ケーブルのロスを測定すると 144MHzで -0.81dB、 430MHzで -1.95dBが得られました。ロスのグラフを見ると、144MHz近辺はそれほど波を打ってませんが、430MHz近辺では波を打っています。測定の誤差はこの辺りにあるかと想像します。周波数が低ければ簡易的には利用できそうです。
ついでにケーブル長測定を試みました。ケーブル物理長=10mで速度係数=0.83、速度係数=0.80でケーブル物理長=9.686mが得られました。速度係数は、メーカによっても若干の差があるようですが、この値 0.83は妥当な範囲内でしょうか?
Cable loss.jpg

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