Vergleich von tragbaren Mikrowellenmessgeräten Arinst vs Anritsu

Im unabhängigen Testbericht wurden zwei Geräte des russischen Entwicklers „Kroks“ vorgestellt. Es handelt sich um ziemlich kompakte Hochfrequenzmessgeräte, nämlich: einen Spektrumanalysator mit integriertem Signalgenerator und einen Vektor-Netzwerkanalysator (Reflektometer). Beide Geräte haben einen Frequenzbereich von bis zu 6,2 GHz.

Es besteht Interesse zu verstehen, ob es sich um weitere handliche „Anzeigegeräte“ (Spielzeuge) handelt oder ob die Instrumente tatsächlich beachtenswert sind, da der Hersteller sie positioniert: -„Das Gerät ist für die Anwendung durch Funkamateure gedacht, da es kein professionelles Messinstrument ist.“

Zur Aufmerksamkeit der Leser! Diese Tests wurden amateurhaft durchgeführt und beanspruchen in keiner Weise, metrologische Untersuchungen von Messmitteln im Sinne der Standards des staatlichen Registers und allem damit verbundenen vorzunehmen. Für Funkamateure ist es interessant, die Vergleichsmessungen von häufig praktischen Geräten (Antennen, Filter, Attenuatoren) anzusehen, anstelle theoretischer „Abstraktionen“, wie es in der Metrologie üblich ist, zum Beispiel: nicht abgestimmte Lasten, inhomogene Übertragungsleitungen oder Abschnitte kurzgeschlossener Leitungen wurden in diesem Test nicht verwendet.

Um Interferenzeffekte bei vergleichenden Messungen von Antennen zu vermeiden, ist eine schallisolierte Kammer oder ein freier Raum erforderlich. Aufgrund der Abwesenheit ersterer wurden die Messungen außerhalb durchgeführt, alle Antennen mit gerichteten Gewinn (Gains) „schauten“ in den Himmel, während sie auf einem Stativ montiert waren, ohne räumliche Verschiebung beim Wechsel der Geräte.
In den Tests wurde ein phasenkonstanter Koaxialkabelmessfeeder der Messklasse, Anritsu 15NNF50-1.5C, sowie N-SMA-Adapter von bekannten Unternehmen verwendet: Midwest Microwave, Amphenol, Pasternack, Narda.

Es wurden keine billigen Adapter chinesischer Produktion verwendet, aufgrund des häufigen Fehlens der Wiederholbarkeit des Kontakts beim Wiederanschließen, sowie aufgrund des Abplatzens der nicht stabilen antioxidativen Beschichtung, die anstelle von gewöhnlicher Vergoldung verwendet wurde.

Um vergleichbare Bedingungen zu gewährleisten, wurden vor jeder Messung die Geräte mit demselben OSL-Kalibrierkit, im gleichen Frequenzband und aktuellen Temperaturbereich kalibriert. OSL steht für „Open“, „Short“, „Load“, also ein Standardkalibrierkit bestehend aus „Leerlauf“, „Kurzschluss“ und „angepasster Last von 50,0 Ohm“, das üblicherweise zur Kalibrierung von Vektor-Netzwerkanalysatoren verwendet wird. Für den SMA-Standard wurde das Anritsu 22S50 Kalibrierkit verwendet, das im Frequenzbereich von DC bis 26,5 GHz normiert ist, siehe Datenblatt (49 Seiten):
www.testmart.com/webdata/mfr_pdfs/ANRI/ANRITSU_COMPONENTS.pdf

Für die Kalibrierung des N-Typ Formats wurde entsprechend Anritsu OSLN50-1 verwendet, normiert von DC bis 6 GHz.

Der gemessene Widerstand an der angepassten Last der Kalibratoren betrug 50 ±0,02 Ohm. Die Messungen wurden mit geeichten, präzisen Labor-Multimetern von HP und Fluke durchgeführt.

Um die beste Genauigkeit sowie die gerechtesten Bedingungen in den Vergleichstests zu gewährleisten, wurde eine ähnliche Durchlassbandbreite des Zwischenfrequenzfilters an den Geräten eingestellt, denn je schmaler diese Bandbreite ist, desto höher ist die Messgenauigkeit und das Signal-Rausch-Verhältnis. Es wurde auch die maximale Anzahl an Scannpunkten gewählt (nahezu 1000).

Für eine umfassende Einführung in alle Funktionen des jeweiligen Reflexionmessgeräts besteht ein Link zu der illustrierten, werkseitigen Anleitung:
arinst.ru/files/Manual_Vector_Reflectometer_ARINST_VR_23-6200_RUS.pdf

Vor jeder Messung wurden alle Verbindungsebenen in den koaxialen Steckern (SMA, RP-SMA, N-Typ) sorgfältig überprüft, da bei Frequenzen über 2-3 GHz die Sauberkeit und der Zustand der antioxidantiven Oberfläche dieser Kontakte einen bemerkenswerten Einfluss auf die Messergebnisse und die Stabilität der Wiederholbarkeit ausüben. Es ist sehr wichtig, die Außenseite des zentralen Stifts im koaxialen Stecker und die korrespondierende Innenseite der Buchse sauber zu halten. Gleiches gilt für den „Schirm“-Kontakt. Eine solche Kontrolle und notwendige Reinigung sind normalerweise unter einem Mikroskop oder durch eine Linse mit starker Vergrößerung möglich.

Es ist auch wichtig, keine abblätternden Metallspäne auf der Oberfläche der Isolatoren in den verbundenen koaxialen Steckern zuzulassen, da diese beginnen, parasitäre Kapazitäten einzuführen, was die Funktionalität und den Signalfluss erheblich beeinträchtigt.

Beispiel einer typischen metallisierten Verunreinigung von SMA-Steckern, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist:

Gemäß den Werkanforderungen der Hersteller von Mikrowellen-Koaxialsteckern mit Gewindeverbindung darf beim Verbinden der zentrale Kontakt, der in die entsprechende Aufnahme eintritt, nicht verdreht werden. Daher muss die axiale Basis des aufgeschraubten Steckverbinders gehalten werden, sodass nur die Mutter, nicht die gesamte aufgeschraubte Konstruktion, drehen darf. Dadurch wird das Kratzen und der mechanische Verschleiß der kontaktierenden Oberflächen erheblich reduziert, was den Kontakt verbessert und die Anzahl der Schaltzyklen verlängert.

Leider wissen nur wenige Enthusiasten darüber Bescheid, und die meisten schrauben vollständig auf, wobei sie jedes Mal die ohnehin schon dünnen Arbeitsflächen der Kontakte beschädigen. Dies wird immer wieder durch zahlreiche Videos auf YouTube von sogenannten "Testern" neuer Mikrowellentechnik belegt.

In diesem Testbericht wurden alle zahlreichen Verbindungen von Koaxialsteckern und Kalibratoren strikt gemäß den oben genannten Betriebsvorschriften hergestellt.

Bei Vergleichstests wurden mehrere verschiedene Antennen gemessen, um die Messwerte des Reflexmeters in verschiedenen Frequenzbereichen zu überprüfen.

Vergleich einer 7-Element-Yagi-Antenne im 433 MHz-Bereich (LPD)

Da Antennen dieses Typs immer einen deutlich ausgeprägten Rücklappen sowie mehrere seitliche haben, wurden für die Sauberkeit des Tests alle Umgebungsvoraussetzungen für Stabilität besonders beachtet, bis hin zur Einsperrung der Katze im Haus. So sollte sichergestellt werden, dass sie beim Fotografieren in verschiedenen Modi nicht unbemerkt in den Bereich des Rücklappens gerät und dadurch die Grafiken stört.

Auf den Bildern sind Fotos von drei Geräten, jeweils 4 Modi von jedem, zusammengestellt.

Das obere Bild stammt vom besagten VR 23-6200, das mittlere von Anritsu S361E, und das untere von GenCom 747A.

Kurven des Stehwellenverhältnisses:

Kurven der Rückflussverluste:

Kurven des Smith-Diagramms:

Kurven der Phase:

Wie zu sehen ist, ähneln sich die erhaltenen Grafiken sehr, und die Messwerte weisen eine Streuung von bis zu 0,1 % Abweichung auf.

Vergleich eines koaxialen dipolaren Antennen im 1,2 GHz-Bereich

Stehwellenverhältnis:

Rückflussverluste:

Smith-Diagramm:

Phase:

Hier erhielten auch alle drei Messgeräte zur gemessenen Resonanzfrequenz dieser Antenne Werte innerhalb von 0,07%.

Vergleich der Hornantenne im Frequenzbereich von 3-6 GHz

Hier wurde ein verlängerndes Kabel mit N-Anschlüssen verwendet, das die Messungen etwas ungleichmäßig machte. Da die Aufgabe jedoch lediglich darin bestand, die Geräte zu vergleichen, nicht die Kabel oder Antennen, sollten eventuelle Probleme im Signalweg deutlich sichtbar werden.

Kalibrierung der Mess- (Referenz-) Ebene unter Berücksichtigung des Adapters und des Feeders:

VSWR im Frequenzbereich von 3 bis 6 GHz:

Rückflussverluste:

Smith-Diagramm:

Phasendiagramme:

Vergleich der Antenne mit zirkularer Polarisation im Frequenzbereich von 5,8 GHz

Stehwellenverhältnis:

Rückflussverluste:

Smith-Diagramm:

Phase:

Vergleichsmessung des VSWR des chinesischen LPF-Filters bei 1,4 GHz

Außenansicht des Filters:

Kurven des Stehwellenverhältnisses:

Vergleichsmessung der Feederlängen (DTF)

Ich habe beschlossen, ein neues koaxiales Kabel mit N-Anschlüssen zu messen:

Mit einem zwei Meter langen Maßband habe ich in drei Versuchen 3 Meter 5 Zentimeter gemessen.

Das zeigten die Geräte:

Hier braucht man keine Kommentare.

Vergleich der Genauigkeit des eingebauten Tracking-Generators

Auf diesem GIF-Bild sind 10 Fotos der Anzeigen des Frequenzmessgeräts Ч3-54 zusammengestellt. Die oberen Hälften der Bilder zeigen die Werte des getesteten VR 23-6200. Die unteren Hälften zeigen die von dem Stehwellenmessgerät Anritsu erzeugten Signale. Für den Test wurden fünf Frequenzen ausgewählt: 23, 50, 100, 150 und 200 MHz. Wenn Anritsu Frequenzen mit Nullen in den unteren Stellen ausgab, dann gab das kompakte VR diese mit einer leichten Überschreitung aus, die mit zunehmender Frequenz numerisch wuchs:

Obwohl laut den technischen Daten des Herstellers dies kein „Nachteil“ sein kann, da es nicht die angegebenen zwei Stellen nach dem Komma überschreitet.

Bilder, die in einem GIF zusammengefasst sind, über die innere „Ausstattung“ des Geräts:

Vorteile:

Die Vorteile des Geräts VR 23-6200 sind sein niedriger Preis, die tragbare Kompaktheit mit voller Autonomie, die keinen externen Bildschirm von einem Computer oder Smartphone erfordert, sowie ein ziemlich breites Frequenzspektrum, das in der Bezeichnung angegeben ist. Auch der Fakt, dass es sich nicht um ein skalares, sondern um ein vollwertiges Vektor-Messgerät handelt, ist positiv zu vermerken. Wie aus den Ergebnissen vergleichender Messungen hervorgeht, steht VR großen, renommierten und ziemlich teuren Geräten kaum nach. Jedenfalls ist es mit diesem kleinen Gerät vorzuziehen, auf das Dach (oder den Mast) zu klettern, um den Zustand der Feeder und Antennen zu überprüfen, als mit einem größeren und schwereren Gerät. Und für den derzeit angesagten 5,8 GHz-Bereich für FPV-Racing (Fernsteuerbare Multicopter und Flugzeuge mit Bordvideotransmission auf Brillen oder Displays) ist es absolut ein Muss. Es ermöglicht, während des Fluges leicht die optimale Antenne aus den Ersatzantennen auszuwählen oder sogar die nach einem Sturz zerknitterte und angepasste Antenne in der Luft gerade zu richten und einzustellen. Man könnte sagen, das Gerät ist „handlich“ und kann mit seinem geringen Eigengewicht sogar an einem dünnen Feeder hängen, was bei vielen Feldarbeiten praktisch ist.

Es wurden auch Nachteile festgestellt:

1) Der größte betriebliche Nachteil des Reflektometers ist die Unfähigkeit, Marker für das Minimum oder Maximum im Diagramm schnell zu finden, ganz zu schweigen von der Suche nach der 'Delta'-Funktion oder der automatischen Suche nach nachfolgenden (oder vorhergehenden) Minima/Maxima.
Insbesondere wird dies häufig in den Modi LMag und SWR benötigt, da in diesen Modi eine solche Möglichkeit zur Steuerung der Marker stark fehlt. Man muss den Marker im entsprechenden Menü aktivieren und später manuell auf das Minimum der Kurve bewegen, um die Frequenz und den Wert des Stehwellenverhältnisses an diesem Punkt zu berechnen. Möglicherweise wird der Hersteller in zukünftigen Firmware-Updates eine solche Funktion hinzufügen.

1 a) Das Gerät kann außerdem den gewünschten Anzeigemodus für Marker beim Wechsel zwischen den Messmodi nicht neu zuweisen.

Zum Beispiel, wenn man von VSWR auf LMag (Rückverlust) wechselt, zeigen die Marker weiterhin den VSWR-Wert an, während sie logischerweise den Reflexionsmodulwert in dB anzeigen sollten, also das, was derzeit im ausgewählten Diagramm angezeigt wird.
Das Gleiche gilt für alle anderen Modi. Um die entsprechenden Werte in der Markertabelle zu dem gewählten Diagramm zu lesen, muss man jedes Mal manuell den Anzeigemodus für jeden der 4 Marker neu zuweisen. Es scheint eine Kleinigkeit zu sein, aber ich hätte mir ein wenig mehr "Automatisierung" gewünscht.

1 b) Im am häufigsten benötigten Messmodus für VSWR kann der Amplitudenskala nicht auf detailliertere Werte unter 2,0 (z.B. 1,5 oder 1,3) umgeschaltet werden.

2) Es gibt eine kleine Besonderheit bei der inkonsistenten Durchführung der Kalibrierung. Es scheint immer eine "offene" oder "parallele" Kalibrierung zu sein. Das heißt, es gibt nicht die sequenzielle Möglichkeit, die gemessene Kalibrierungsmaßnahme, wie bei anderen VNA-Geräten üblich, aufzuzeichnen. Normalerweise zeigt das Gerät im Kalibrierungsmodus nacheinander an, welche Kalibrierungsmaßnahme als nächstes eingestellt und gelesen werden sollte.

Bei ARINST hingegen wird gleichzeitig die Wahl der drei Aufzeichnungstasten der Messungen ermöglicht, was erhöhte Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Bedieners während des nächsten Kalibrierungsschrittes stellt. Obwohl ich mich nie verwirrt habe, besteht die leichte Möglichkeit, versehentlich auf die nicht mit dem aktuell angeschlossenen Ende des Kalibrators übereinstimmende Taste zu drücken.

Möglicherweise werden die Entwickler in zukünftigen Firmware-Updates diese offene "Paralleltätigkeit" der Auswahl tatsächlich in eine „Sequenz“ ändern, um mögliche Fehler des Bedieners auszuschließen. Schließlich ist es nicht umsonst, dass bei größeren Geräten eine klare Sequenz in den Handlungen mit den Kalibrierungsmaßnahmen angewendet wird, gerade um solche Verwirrungen auszuschließen.

3) Sehr enger Temperaturbereich für die Kalibrierung. Während bei Anritsu nach der Kalibrierung ein Bereich (z.B.) von +18°C bis +48°C angeboten wird, beträgt der Bereich bei Arinst nur ± 3°C von der Kalibrierungstemperatur, was bei Feldarbeiten (im Freien), in der Sonne oder im Schatten wenig sein kann.

Beispiel: nach dem Mittag kalibriert, arbeitet man mit Messungen bis zum Abend, die Sonne ist verschwunden, die Temperatur ist gesunken und die Werte werden nicht korrekt.

Irgendwie erscheint keine Warnmeldung, dass man sich "neu kalibrieren soll, da die vorherige Kalibrierung außerhalb des Temperaturbereichs lag". Stattdessen beginnen fehlerhafte Messungen mit einer verschobenen Null, was sich deutlich auf die Messergebnisse auswirkt.

Zum Vergleich, so berichtet der Reflexionsmeßgerät Anritsu darüber:

4) Für Innenräume ist es in Ordnung, aber für Freiflächen ist das Display sehr schwach.

An einem sonnigen Tag draußen ist überhaupt nichts lesbar, selbst wenn man den Bildschirm mit der Hand beschattet.
Die Helligkeitsanpassung des Displays ist überhaupt nicht vorgesehen.

5) Die Tasten möchte man gegen andere austauschen, da einige nicht sofort auf Tasteneingaben reagieren.

6) Der Touchscreen ist an einigen Stellen nicht responsiv, und an anderen ist er überempfindlich.

Ergebnisse zum Reflexionsmeßgerät VR 23-6200

Wenn man die Nachteile ignoriert, sieht der VR 23-6200 im Vergleich zu anderen preiswerten, tragbaren und frei auf dem Markt verfügbaren Lösungen, wie RF Explorer, N1201SA, KC901V, RigExpert, SURECOM SW-102, NanoVNA, am vielversprechendsten aus. Denn die anderen haben entweder einen bereits ziemlich hohen Preis oder sind im Frequenzbereich eingeschränkt und somit nicht universell, oder sie sind im Grunde Spielzeugmessgeräte. Trotz seiner Schlichtheit und des vergleichsweise geringen Preises hat sich das Vektor-Reflexionsmeßgerät VR 23-6200 als überraschend anständiges Gerät herausgestellt, und zudem so tragbar. Wenn die Hersteller die Nachteile weiterbearbeiten und den unteren Frequenzbereich ein wenig für Funkamateure im Kurzwellenbereich erweitern würden, könnte das Gerät einen Platz auf dem Siegertreppchen unter allen globalen Budgetmodellen seiner Art einnehmen, da es ein preislich attraktives Spektrum abdecken würde: von "KV bis EFPeV", also von 2 MHz im KW-Bereich (160 Meter) bis 5,8 GHz für FPV (5 Zentimeter). Und erwünscht wäre ein durchgehender Frequenzbereich, nicht zerhackt wie beim RF Explorer.

Zweifellos werden bald noch günstigere Lösungen in einem so breiten Frequenzbereich auftauchen, und das wäre großartig! Aber bis jetzt (Stand Juni-Juli 2019) ist dieses Reflexionsmeßgerät meiner bescheidenen Meinung nach das beste der Welt unter tragbaren und kostengünstigen, serienmäßig verfügbaren Angeboten.

— Teil zwei
Spektrum-Analyzer mit Tracking-Generator SSA-TG R2

Das zweite Gerät ist nicht weniger interessant als das Vektor-Reflexionsmeßgerät.
Es ermöglicht die Messung von „Durchgangsparametern“ verschiedener Mikrowellengeräte im Modus der 2-Port-Messungen (Typ S21). Zum Beispiel kann die Funktionsfähigkeit und der genaue Verstärkungsfaktor von Boostern, Verstärkern oder die Dämpfung des Signals (Verluste) in Dämpfungsgliedern, Filtern, koaxialen Kabeln (Feedern) und anderen aktiven sowie passiven Geräten und Modulen überprüft werden, was mit einem eindimensionalen Reflektometer nicht möglich ist.
Es handelt sich um einen vollwertigen Spektralanalysator mit einem sehr breiten und durchgängigen Frequenzbereich, was unter günstigen Amateurgeräten nicht häufig anzutreffen ist. Darüber hinaus verfügt er über einen integrierten Frequenzsignal-Tracking-Generator, ebenfalls mit einem weiten Spektrum. Dies ist eine nützliche Ergänzung zum Reflektometer und Antennenmessgerät. Dadurch kann man überprüfen, ob es Abweichungen der Trägerfrequenz in den Sendern, parasitäre Intermodulation, Clipping usw. gibt...
Mit einem Tracking-Generator und einem Spektralanalysator, ergänzt durch einen externen gerichteten Abzweiger (oder Brücke), wird es möglich, den gleichen SWR der Antennen zu messen, allerdings nur im Modus der skalaren Messung, ohne Berücksichtigung der Phase, wie es bei Vektor-Messungen der Fall wäre.
Link zur Werkinstruction:
Dieses Gerät wurde hauptsächlich mit dem kombinierten Messsystem GenCom 747A verglichen, das auf eine obere Grenzfrequenz von 4 GHz beschränkt ist. Auch bei den Tests war der neue präzisionsklasse Leistungsmesser Anritsu MA24106A beteiligt, der mit werkseitig gespeicherten Korrekturtabellen für die zu messende Frequenz und Temperatur bis 6 GHz normiert ist.

Eigenes Rauschregal des Spektralanalysators mit angepasster „Abschottung“ am Eingang:

Das Minimum -85,5 dB wurde im Bereich von LPD (426 MHz) erreicht.
Mit steigendem Frequenzwert wächst auch die Rauschschwelle, was durchaus erwartungsgemäß ist:
1500 MHz — 83,5 dB. 2400 MHz — 79,6 dB. Bei 5800 MHz — 66,5 dB.

Messung des Verstärkungsfaktors eines aktiven Wi-Fi-Boosters auf Basis des Moduls XQ-02A.


Eine Besonderheit dieses Boosters ist die automatische Einschaltung, die bei Stromversorgung den Verstärker nicht sofort aktiviert. Durch experimentelles Ausprobieren von Attenuatoren an einem großen Gerät konnte der Einschaltpunkt der eingebauten Automatik ermittelt werden. Es stellte sich heraus, dass der Booster in den aktiven Zustand wechselt und das durchlaufende Signal nur verstärkt, wenn es größer ist als minus 4 dBm (0,4 mW):


Für diesen Test reichte der Ausgangspegel des eingebauten Generators bei dem kleinen Gerät einfach nicht aus, der in den technischen Spezifikationen einen Regelbereich von minus 15 bis minus 25 dBm dokumentiert hat. Aber hier benötigten wir minus 4, was deutlich mehr ist als minus 15. Ja, man hätte einen externen Verstärker verwenden können, aber das Ziel war ein anderes.
Mit dem großen Gerät maß ich den Gewinn des eingeschalteten Boosters, dieser betrug 11 dB, entsprechend den technischen Spezifikationen.
Mit dem kleinen Gerät gelang es mir, die Dämpfung des ausgeschalteten Boosters, jedoch bei angelegtem Strom, zu bestimmen. Es stellte sich heraus, dass der stromlose Booster das durchlaufende Signal zum Antennenanschluss um das 12.000-fache dämpfte. Aus diesem Grund, einmal in der Luft und das rechtzeitige Anlegen von Strom auf den externen Booster vergessen, stoppte der Long-Range Hexacopter nach 60-70 Metern und wechselte auf den automatischen Rückflug zum Startpunkt. Da entstand die Notwendigkeit, die Dämpfung des ausgeschalteten Verstärkers zu ermitteln. Sie lag bei etwa 41-42 dB.

Rauschgenerator 1-3500 MHz


Ein einfacher Rauschgenerator der Amateurklasse, hergestellt in China.
Die lineare Übereinstimmung der Werte in dB ist hier etwas unangebracht, aufgrund der ständigen Änderung der Amplitude bei verschiedenen Frequenzen, die durch die Natur des Rauschens selbst verursacht wird.
Dennoch gelang es, von beiden Geräten sehr ähnliche, vergleichbare Frequenzgangkurven (AChK) zu erhalten:

Hier war der Frequenzbereich an den Geräten gleich eingestellt, von 35 bis 4000 MHz.
Und auch in der Amplitude sind, wie zu sehen ist, ebenfalls recht ähnliche Werte erzielt worden.

Durchgangs-AChK (Messung S21) des LPF 1.4
Dieser Filter wurde bereits in der ersten Hälfte der Übersicht erwähnt. Hier wurde jedoch sein Stehwellenverhältnis (SWR) gemessen, während hier die Übertragungs-AChK zu sehen ist, wo gut sichtbar ist, was und mit welcher Dämpfung er durchlässt, sowie wo und wie viel er schneidet.

Hier ist detaillierter erkennbar, dass beide Geräte die AChK dieses Filters fast identisch gemessen haben:

Bei der Frequenz des Beginns des Abfalls von 1400 MHz zeigte Arinst eine Amplitude von minus 1,4 dB (blauer Marker Mkr 4), während GenCom minus 1,79 dB zeigte (Marker M5).

Messung der Dämpfung von Attenuatoren

Für Vergleichsmessungen habe ich die genauesten, markenspezifischen Attenuatoren ausgewählt. Bewusst keine chinesischen, aufgrund ihrer großen Schwankungen.
Der Frequenzbereich bleibt gleich, von 35 bis 4000 MHz. Die Kalibrierung des zweikanaligen Messmodus wurde ebenso sorgfältig durchgeführt, mit obligatorischer Kontrolle des Reinheitsgrades der Oberflächen aller Kontakte an den verbundenen koaxialen Steckverbindern.

Das Kalibrierungsergebnis bei 0 dB:

Die Abtastfrequenz wurde auf den Mittelwert in der Mitte des angegebenen Bandes gelegt, nämlich 2009,57 MHz. Die Anzahl der Scanning-Punkte war ebenfalls gleich, mit 1000+1.

Wie zu sehen ist, liegt das Messergebnis des gleichen Exemplars des 40 dB Attenuators zwar nahe, aber nicht ganz übereinstimmend. Arinst SSA-TG R2 zeigte 42,4 dB, während GenCom 40,17 dB ergab, unter ansonsten gleichen Bedingungen.

Attenuator 30 dB


Arinst = 31,9 dB
GenCom = 30,08 dB
Ein ähnlicher geringer Schwankungsbereich in prozentualer Hinsicht wurde auch bei der Messung anderer Attenuatoren erzielt. Um jedoch die Lesezeit und den Platz im Artikel zu sparen, wurden diese nicht in diesen Bericht aufgenommen, da sie den oben präsentierten Messungen ähnlich sind.

Min und Max Track
Trotz der Portabilität und Einfachheit des Geräts haben die Hersteller jedoch eine nützliche Funktion hinzugefügt, wie die Anzeige der kumulierten Minimale und Maximale der sich ändernden Tracks, was bei verschiedenen Einstellungen gefragt ist.
Drei Bilder, die zu einem gif-Bild zusammengefügt wurden, am Beispiel des LPF-Filters im Bereich von 5,8 GHz, bei dessen Anschluss absichtlich Störsignale und Störungen eingefügt wurden:

Gelber Track — aktuelle Kurve des maximalen Scanning-Weges.
Roter Track — in der Speicher maximale Werte aus früheren Scans.
Dunkelgrüner Track (nach der Bearbeitung und Kompression grau) — entsprechend die Minimale der Übertragungsfunktion.

Messung des Stehwellenverhältnisses von Antennen
Wie zu Beginn des Berichts erwähnt wurde, hat dieses Gerät die Möglichkeit, einen externen gerichteten Abzweiger (Direct Coupler) oder eine separat angebotene Messbrücke (nur bis 2,7 GHz) anzuschließen. Softwareseitig ist eine OSL-Kalibrierung vorgesehen, um dem Gerät den Referenzpunkt für das Stehwellenverhältnis anzugeben.

Hier ist ein gerichteter Abzweiger mit phasenstabilen Messfühlern dargestellt, der jedoch bereits nach dem Abschluss der Messungen KSWn vom Gerät getrennt wurde. Hier wird er in ausgeklapptem Zustand gezeigt, so dass Sie das scheinbare Anschlussverhältnis ignorieren können. Der gerichtete Abzweiger wird links an das Gerät angeschlossen, jedoch in umgekehrter Kennzeichnung. Dann gelingt die Einspeisung der einfallenden Welle vom Generator (oberen Port) und das Ablesen der reflektierten Welle am Eingang des Analysators (unteren Port) korrekt.

Auf den beiden zusammengesetzten Fotos ist ein Beispiel für eine solche Verbindung und das Messen von KSWn der zuvor gemessenen Antenne mit zirkularer Polarisation vom Typ 'Klever', im Bereich von 5,8 GHz dargestellt.

Obwohl diese Möglichkeit zur Messung von KSWn nicht zu den Hauptfunktionen dieses Geräts gehört, gibt es dennoch (wie auf dem Bild des Displays zu sehen) berechtigte Fragen dazu. Die festgelegte und unveränderliche Skala der KSWn-Grafik ist mit einer großen Zahl von bis zu 6 Einheiten. Obwohl die Grafik eine annähernd korrekte Darstellung der KSWn-Kurve dieser Antenne zeigt, wird aus irgendeinem Grund der exakte Wert auf dem Markierungsfeld nicht angezeigt, die Zehntel- und Hundertstel-Anteile fehlen. Es werden nur ganze Werte wie 1, 2, 3… angezeigt. Das Ergebnis der Messung bleibt somit unvollständig.
Obwohl es für grobe Schätzungen sehr akzeptabel ist, um insgesamt zu verstehen, ob die Antenne brauchbar oder beschädigt ist. Feine Anpassungen in der Arbeit mit der Antenne werden jedoch schwieriger sein, obwohl es durchaus möglich ist.

Messung der Genauigkeit des eingebauten Generators
Wie auch beim Reflexrometer sind hier in den technischen Daten nur 2 Stellen nach dem Komma angegeben.
Es wäre naiv zu erwarten, dass ein günstiges Handgerät einen Rubidium-Standardsignal enthält. *smiley*
Dennoch wird der wissbegierige Leser sicherlich das Ausmaß der Abweichung eines so miniaturisierten Generators interessieren. Da der kalibrierte präzise Frequenzzähler jedoch nur bis 250 MHz verfügbar war, beschränkte man sich darauf, insgesamt vier Frequenzen im unteren Bereich des Spektrums zu betrachten, um einfach den Trend der Abweichung zu verstehen, falls eine solche festgestellt werden sollte. Es sei darauf hingewiesen, dass auch bei höheren Frequenzen Bilder von einem anderen Gerät gemacht wurden. Doch um Platz in dem Artikel zu sparen, wurden sie ebenfalls nicht in diese Übersicht aufgenommen, da sie numerisch denselben prozentualen Abweichungsumfang bestätigten, der bei den niedrigeren Werte festgestellt wurde.

Vier Fotos zu vier Frequenzen wurden zu einem GIF-Bild zusammengestellt, ebenfalls zur Platzersparnis: 50,00; 100,00; 150,00 und 200,00 MHz


Der Trend und der Umfang der bestehenden Abweichung sind gut zu erkennen:
50,00 MHz hat eine leichte Frequenzüberschreitung des Generators, und zwar um 954 Hz.
100,00 MHz hat entsprechend ein wenig mehr, +1,79 kHz.
150,00 MHz hat noch mehr, +1,97 kHz.
200,00 MHz hat +3,78 kHz.

Als Nächstes wurde die Frequenz mit dem GenCom-Analysator gemessen, der einen guten Frequenzzähler hatte. Wenn der im GenCom integrierte Generator also 800 Hertz bei einer Frequenz von 50,00 MHz untermessen hat, dann zeigte nicht nur der externe Frequenzzähler das, sondern auch der Spektrumanalysator maß exakt so viel:

Eines der Bilder des Displays zeigt die gemessene Frequenz des im SSA-TG R2 integrierten Generators, am Beispiel der Mitte des Wi-Fi-Bereichs bei 2450 MHz:


Um Platz im Artikel zu sparen, habe ich auch die anderen ähnlichen Bilder des Displays nicht veröffentlichen lassen; stattdessen eine kurze Zusammenfassung der Messergebnisse für die Bereiche über 200 MHz:
Bei einer Frequenz von 433,00 MHz betrug die Überschreitung +7,92 kHz.
Bei einer Frequenz von 1200,00 MHz betrug die Überschreitung = +22,4 kHz.
Bei einer Frequenz von 2450,00 MHz betrug die Überschreitung = +42,8 kHz (auf dem vorherigen Foto).
Bei einer Frequenz von 3999,50 MHz betrug die Überschreitung = +71,6 kHz.
Dennoch wurden die in den Herstellerangaben angegebenen zwei Dezimalstellen in allen Bereichen genau eingehalten.

Vergleich der Signalamplitude
Auf dem folgenden GIF-Bild sind sechs Fotos zusammengefasst, auf denen der Analysator Arinst SSA-TG R2 seinen eigenen Generator an willkürlich gewählten sechs Frequenzen misst.

50 MHz -8,1 dBm; 200 MHz -9,0 dBm; 1000 MHz -9,6 dBm;
2500 MHz -9,1 dBm; 3999 MHz -5,1 dBm; 5800 MHz -9,1 dBm.
Obwohl die maximale Amplitude des Generators mit nicht mehr als minus 15 dBm angegeben ist, sind bei Überprüfung andere Werte sichtbar.
Um die Ursachen dieser Amplitudenanzeige zu ermitteln, wurden Messungen mit dem Generator Arinst SSA-TG R2 an dem Präzisionssensor Anritsu MA24106A durchgeführt, mit Kalibrierung auf die angepasste Last vor Beginn der Messungen. Jedes Mal wurde auch der Frequenzwert eingegeben, um die Messgenauigkeit unter Berücksichtigung der Koeffizienten gemäß der werksseitig eingebetteten Korrekturtabelle für Frequenz und Temperatur zu gewährleisten.

35 MHz -9,04 dBm; 200 MHz -9,12 dBm; 1000 MHz -9,06 dBm;
2500 MHz -8,96 dBm; 3999 MHz — 7,48 dBm; 5800 MHz -7,02 dBm
Wie zu sehen ist, misst der Analysator die Amplitudenwerte des vom eingebauten Generator des SSA-TG R2 erzeugten Signals recht gut (für die Amateurklasse der Genauigkeit). Und die am unteren Bildschirm des Geräts angezeigte Amplitude des Generators scheint einfach «gezeichnet» zu sein, da sie tatsächlich höhere Werte liefert, als sie im regulierten Bereich von -15 bis -25 dBm haben sollte.

Um dem aufkommenden Zweifel entgegenzuwirken, ob der neue Sensor Anritsu MA24106A möglicherweise ungenaue Werte liefert, habe ich einen Vergleich mit einem weiteren Labor-Systemanalysator von General Dynamics, dem Modell R2670B, durchgeführt.


Aber nein, der Unterschied in der Amplitude stellte sich als nicht groß heraus, im Bereich von 0,3 dBm.

Das Leistungsmessgerät GenCom 747A zeigte ebenfalls nicht viel mehr, was auf eine erhöhte Stufe vom Generator hinweist:

Bei 0 dBm überstieg der Analysator Arinst SSA-TG R2 aus irgendeinem Grund die Amplitudenwerte, und zwar von verschiedenen Signalquellen mit 0 dBm.


Dabei zeigt der Sensor Anritsu MA24106A 0,01 dBm vom Kalibrator Anritsu ML4803A an.


Die Regelung des Dämpfungswerts des Attenuators über den Touchscreen mit dem Finger erschien mir nicht sehr bequem, da die Liste von Werten oft springt oder häufig zum letzten Wert zurückkehrt. Es stellte sich als bequemer und genauer heraus, dafür einen altmodischen Stylus zu verwenden:


Bei der Betrachtung der Harmonischen des Niederfrequenzsignals bei 50 MHz, fast über den gesamten Arbeitsbereich des Analysators (bis 4 GHz), trat eine gewisse «Anomalie» bei Frequenzen um 760 MHz auf:


Bei einem größeren oberen Frequenzbereich (bis 6035 MHz), um einen Span von genau 6000 MHz zu erreichen, ist die Anomalie ebenfalls sichtbar:


Dabei hat dasselbe Signal, vom gleichen eingebauten Generator im SSA-TG R2, bei der Einspeisung in ein anderes Gerät diese Anomalie nicht:


Da auf einem anderen Analysator diese Anomalie nicht bemerkt wurde, liegt das Problem nicht im Generator, sondern im Spektrumanalysator.

Der integrierte Amplitudenabschwächer des Generators verringert die Leistung eindeutig stufenweise um 1 dB über alle zehn Stufen. Unten auf dem Bildschirm ist der stufenweise Verlauf auf der Zeitachse gut zu sehen, der die Funktionsfähigkeit des Absorbers zeigt:

Nachdem ich den Ausgangsport des Generators mit dem Eingangsport des analysators verbunden gelassen hatte, schaltete ich das Gerät aus. Am nächsten Tag, beim Einschalten, entdeckte ich ein Signal mit normalen Harmonischen auf einer interessanten Frequenz von 777,00 MHz:

Der Generator war dabei abgeschaltet geblieben. Ich überprüfte das Menü und stellte tatsächlich fest, dass er ausgeschaltet war. Eigentlich hätte auf dem Ausgang des Generators nichts erscheinen dürfen, wenn er am Tag zuvor ausgeschaltet war. Ich musste das Menü des Generators auf eine beliebige Frequenz einschalten und dann sofort wieder ausschalten. Nach dieser Handlung verschwand die seltsame Frequenz und trat nicht mehr auf, aber nur bis zum nächsten Einschalten des gesamten Geräts. Sicher wird der Hersteller in einem späteren Update dieses Selbständig-Einschalten bei einem ausgeschalteten Generator beheben. Wenn jedoch das Kabel zwischen den Ports fehlt, bemerkt man überhaupt nicht, dass etwas nicht stimmt, es sei denn, das Rauschsignal ist etwas höher. Nach dem erzwungenen Ein- und Ausschalten des Generators sinkt das Rauschsignal etwas, jedoch nur um einen kaum messbaren Betrag. Dies ist ein geringfügiger betrieblicher Nachteil, für dessen Lösung man nach dem Einschalten des Geräts nur 3 Sekunden benötigt.

Das Innere des Arinst SSA-TG R2 ist in drei Fotos zusammengefasst, die im GIF-Format angezeigt werden:

Vergleich der Maße mit dem alten Spektralanalysator Arinst SSA Pro, auf dem ein Smartphone als Display liegt:

Vorteile:
Wie im vorhergehenden Review des Reflektometers Arinst VR 23-6200 ist auch der hier betrachtete Analysator Arinst SSA-TG R2 im gleichen Formfaktor und den gleichen Abmessungen ein kompaktes, aber recht ernstzunehmendes Hilfsmittel für Funkamateure. Er benötigt auch, wie die früheren Modelle SSA, keine externen Displays am Computer oder Smartphone.
Ein sehr breites, durchgehendes und nicht in Frequenzbänder unterbrochenes Frequenzspektrum von 35 bis 6200 MHz.
Die genaue Betriebszeit im Akkubetrieb habe ich nicht getestet, aber die Kapazität des integrierten Lithiumakkus reicht für eine längere Betriebsdauer.
Eine relativ geringe Messabweichung für ein Gerät dieser kompakten Klasse. Auf jeden Fall ist es für das Amateurlevel mehr als ausreichend.
Vom Hersteller sowohl durch Firmware-Updates als auch durch physische Reparaturen unterstützt, falls erforderlich. Bereits weit verbreitet und erhältlich, das heißt, nicht auf Bestellung, wie es manchmal bei anderen Herstellern der Fall ist.

Es wurden auch einige Nachteile festgestellt:
Nicht dokumentierte und unberücksichtigte spontane Ausgangsleistung des Signalgenerators bei einer Frequenz von 777,00 MHz. Dieses Missverständnis wird sicherlich durch ein zukünftiges Firmware-Update behoben. Wenn man jedoch über diese Besonderheit Bescheid weiß, kann es leicht in 3 Sekunden behoben werden, einfach durch Ein- und Ausschalten des eingebauten Generators.
Man muss sich ein wenig an den Touchscreen gewöhnen, da nicht alle virtuellen Tasten sofort aktiviert werden, wenn man sie mit dem Slider bewegt. Wenn man die Slider jedoch nicht bewegt, sondern direkt auf die Endposition tippt, funktioniert alles sofort präzise. Das ist eher keine Schwäche, sondern mehr eine "Besonderheit" der gezeichneten Bedienelemente, insbesondere im Menü des Generators und bei den Steuerungsslidern für den Attenuator.
Beim Anschluss über Bluetooth scheint der Analyzer erfolgreich mit dem Smartphone verbunden zu sein, aber der Frequenzgang wird nicht ausgegeben, wie es zum Beispiel beim veralteten SSA Pro der Fall ist. Alle Anforderungen der Anleitung wurden beim Anschluss vollständig eingehalten, wie im Abschnitt 8 der Betriebsanleitung beschrieben.
Ich dachte, wenn das Passwort akzeptiert wird und eine Bestätigung auf dem Smartphone-Bildschirm über die Verbindung angezeigt wird, könnte diese Funktion nur für das Firmware-Upgrade über das Smartphone gelten.
Aber nein.
In Punkt 8.2.6 steht klar:
8.2.6. Das Gerät wird mit dem Tablet/Smartphone verbunden, auf dem Bildschirm erscheint das Spektrum des Signals und eine Informationsmeldung über die Verbindung zum Gerät ConnectedtoARINST_SSA, wie in Abbildung 28. (c)
Ja, die Bestätigung erscheint, aber der Track — nicht.
Ich habe mehrfach neu verbunden, jedes Mal erschien der Track nicht. Mit dem alten SSA Pro jedoch geschah es sofort.
Ein weiterer Nachteil der sprichwörtlichen „Universalität“ ist, dass es aufgrund der Beschränkung am unteren Ende des Frequenzbereichs nicht für Kurzwellenamateurfunker geeignet ist. Für RC FPV hingegen erfüllt es jedoch voll und ganz die Anforderungen von Hobbyisten und Profis, sogar weit darüber hinaus.

Fazit:
Insgesamt hinterließen beide Geräte einen sehr positiven Eindruck, da sie im Grunde einen kompletten Messkomplex bieten, zumindest für das Niveau fortgeschrittener Amateurfunker. Die Preisgestaltung wird hier nicht behandelt, ist jedoch deutlich niedriger als die der nächstgelegenen Alternativen auf dem Markt, die in einem so breiten und kontinuierlichen Frequenzband arbeiten, was sehr erfreulich ist.
Ziel der Überprüfung war es einfach, diese Geräte mit fortschrittlicherer Messtechnik zu vergleichen und den Lesern fotodokumentierte Anzeigen der Displays bereitzustellen, damit sie sich eine eigene Meinung bilden und selbst entscheiden können, ob sie eine Anschaffung in Betracht ziehen. Es wurden keineswegs Werbezwecke verfolgt. Es handelt sich lediglich um eine unabhängige Bewertung und Veröffentlichung der Beobachtungsergebnisse.

Quelle: habr.com