Vergleich von tragbaren Mikrowellenmessgeräten Arinst vs Anritsu

Ein Paar Geräte des russischen Herstellers „Kroks“ wurde einem unabhängigen Test-Review unterzogen. Es handelt sich um kompakte Radiowellenmessgeräte, konkret: einen Spektrumanalysator mit integriertem Signalgenerator und einen Vektor-Netzwerkanalysator (Reflektometer). Beide Geräte haben einen Frequenzbereich von bis zu 6,2 GHz für ihre obere Frequenz.

Das Interesse besteht darin herauszufinden, ob es sich um weitere tragbare „Messgeräte“ (Spielzeuge) handelt oder ob es sich tatsächlich um bemerkenswerte Geräte handelt, da der Hersteller sie folgendermaßen positioniert: - „Das Gerät ist für den Amateurfunkbereich gedacht, da es sich nicht um ein professionelles Messinstrument handelt.“

Achtung, liebe Leser! Diese Tests wurden auf Amateurbasis durchgeführt und beanspruchen keinesfalls den Status einer metrologischen Untersuchung von Messgeräten, basierend auf den Standards des staatlichen Registers und allem, was damit zusammenhängt. Funkamateure dürften an den vergleichenden Messungen gängiger praktischer Geräte (Antennen, Filter, Attenuatoren) interessiert sein, anstelle theoretischer „Abstraktionen“, wie sie in der Metrologie üblich sind; beispielsweise wurden in diesem Test nicht abgestimmte Lasten, inhomogene Übertragungsleitungen oder Abschnitte kurzgeschlossener Leitungen verwendet.

Um Interferenz bei der vergleichenden Messung von Antennen zu vermeiden, ist eine schallfreie Kammer oder ein freier Raum erforderlich. Da die erste nicht verfügbar war, wurden die Messungen im Freien durchgeführt; alle Antennen mit gerichteten Empfangsrichtungen "schauten" in den Himmel, während sie auf einem Stativ befestigt waren und keine Veränderungen im Raum bei einem Gerätewechsel auftraten.
Bei den Tests kam ein phasestabiler koaxialer Messkabeltyp zum Einsatz, Anritsu 15NNF50-1.5C, sowie N-SMA-Adapter von renommierten Herstellern: Midwest Microwave, Amphenol, Pasternack, Narda.

Günstige Adapter aus China wurden nicht verwendet, da oft keine Wiederholbarkeit des Kontakts beim Umschalten auftritt und wegen des Abblätterns der nicht robusten Antioxidantien-Beschichtung, die anstelle des üblichen Goldes verwendet wird…

Um vergleichbare Bedingungen zu schaffen, wurden die Geräte vor jeder Messung mit demselben OSL-Kalibrierungsset kalibriert, innerhalb des gleichen Frequenzbands und des aktuellen Temperaturbereichs. OSL steht für „Open“, „Short“, „Load“, das sind die standardmäßigen Kalibrierungsparameter: „Offene Messung“, „Kurzschlussmessung“ und „50,0 Ohm belastete Übereinstimmung“, mit denen Vektoranalysegeräte normalerweise kalibriert werden. Für das SMA-Format wurde das Anritsu 22S50 Kalibrierungset verwendet, das im Frequenzbereich von DC bis 26,5 GHz normiert ist, hier der Link zum Datenblatt (49 Seiten):
www.testmart.com/webdata/mfr_pdfs/ANRI/ANRITSU_COMPONENTS.pdf

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

Der gemessene Widerstand an der abgestimmten Last der Kalibratoren betrug 50 ±0,02 Ohm. Die Messungen wurden mit kalibrierten, präzisen Multimetern der Laborqualität von HP und Fluke durchgeführt.

Um die beste Genauigkeit sowie die vergleichbaren Bedingungen in den Tests zu gewährleisten, wurde bei den Geräten ein ähnlicher Übertragungsbereich für den IF-Filter eingestellt, da ein engerer Bereich die Messgenauigkeit und das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht. Zudem wurde die größtmögliche Anzahl von Scannonpunkte (nahe 1000) gewählt.

Um alle Funktionen des betrachteten Reflexometers kennenzulernen, steht ein Link zur illustrierten Bedienungsanleitung des Herstellers zur Verfügung:
arinst.ru/files/Manual_Vector_Reflectometer_ARINST_VR_23-6200_RUS.pdf

Vor jeder Messung wurden alle Verbindungshorizonte in den koaxialen Steckern (SMA, RP-SMA, N-Typ) sorgfältig geprüft, da bei Frequenzen über 2-3 GHz die Reinheit und der Zustand der antioxidativen Oberfläche dieser Kontakte einen deutlich spürbaren Einfluss auf die Messergebnisse und die Stabilität der Wiederholbarkeit ausüben. Es ist sehr wichtig, die äußere Oberfläche des zentralen Stiftkontakts in der koaxialen Buchse sowie die zugehörige innere Oberfläche der Gegenstücks-Hülse sauber zu halten. Das gilt auch für den 'Geflechts'-Kontakt. Diese Kontrolle und die erforderliche Reinigung sind in der Regel unter einem Mikroskop oder durch eine hochvergrößerte Linse durchführbar.

Es ist auch wichtig, dass kein abblätternder Metallspäne auf der Oberfläche der Isolatoren in den koaxialen Steckverbindungen vorhanden ist, da diese parasitäre Kapazität erzeugen und die Funktionsfähigkeit sowie die Signalübertragung erheblich stören können.

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

Laut den Herstelleranforderungen für koaxiale Steckverbinder mit Gewinde darf beim Anschluss der zentrale Kontakt, der in die empfangende Buchse eintritt, nicht verdreht werden. Deshalb ist es wichtig, die axiale Basis der geschraubten Gehäusehälfte festzuhalten, wobei nur die Mutter gedreht werden darf, nicht die gesamte verschraubte Konstruktion. Dies verringert erheblich das Kratzen und andere mechanische Abnutzung der verbundenen Oberflächen, was einen besseren Kontakt und eine längere Anzahl an Schaltzyklen gewährleistet.

Leider wissen nur wenige Enthusiasten darüber Bescheid, während die meisten die gesamte Einheit zusammenschrauben und dabei ständig die ohnehin schon dünne Schicht der Kontaktoberflächen zerkratzen. Dies wird jedes Mal durch zahlreiche Videos auf YouTube von den sogenannten "Tester-Prüfern" neuer Mikrowellentechnik bestätigt.

In diesem Testbericht wurden alle zahlreichen Anschlüsse koaxialer Steckverbinder und Kalibratoren strikt unter Beachtung der oben genannten Betriebsanforderungen durchgeführt.

In vergleichenden Tests wurden mehrere verschiedene Antennen gemessen, um die Werte des Reflexmeters in verschiedenen Frequenzbereichen zu überprüfen.

Vergleich einer 7-elementigen Uda-Yagi-Antenne im Frequenzbereich von 433 MHz (LPD)

Da Antennen dieses Typs immer über einen ausgeprägten Rücklobus und mehrere seitliche verfügen, wurden zur Qualitätssicherung des Tests alle Umgebungsbedingungen für die Stabilität besonders beachtet, sogar bis hin zur Einsperrung der Katze im Haus. So sollte bei der Fotografie der verschiedenen Modi sichergestellt werden, dass sie nicht unbemerkt im Wirkungsbereich des Rücklobus war und dadurch Störungen im Diagramm verursacht.

Auf den Bildern sind Fotos von drei Geräten zu sehen, jeweils mit 4 Modi von jedem.

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

SWR-Diagramme:

Diagramme der Rückflussverluste:

Wolpert-Smith-Diagramme der Impedanz:

Phasendiagramme:

Wie zu sehen ist, sind die erhaltenen Grafiken sehr ähnlich, und die Messwerte zeigen Streuungen im Bereich von 0,1 % Fehler.

Vergleich eines koaxialen Dipols im Frequenzbereich von 1,2 GHz

SWR:

Rückflussverluste:

Wolpert-Smith-Diagramm:

Phase:

Hier liegen ebenfalls alle drei Messgeräte für die gemessene Resonanzfrequenz dieser Antenne im Bereich von 0,07%.

Vergleich der Hornantenne im Frequenzbereich von 3-6 GHz

Hier wurde ein Verlängerungskabel mit N-Steckern verwendet, das ein wenig Ungleichmäßigkeiten in die Messungen gebracht hat. Da jedoch die Aufgabe lediglich darin bestand, die Geräte zu vergleichen und nicht die Kabel oder Antennen, sollten die Geräte eventuelle Probleme im Signalweg korrekt zeigen.

Kalibrierung der Messebene unter Berücksichtigung des Adapters und des Feeders:

Stehwellenverhältnis (SWR) im Bereich von 3 bis 6 GHz:

Rückflussverluste:

Wolpert-Smith-Diagramm:

Phasendiagramme:

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

SWR:

Rückflussverluste:

Wolpert-Smith-Diagramm:

Phase:

Vergleichsmessung des Stehwellenverhältnisses eines chinesischen LPF-Filters bei 1,4 GHz

Aussehen des Filters:

SWR-Diagramme:

Vergleichsmessung der Feedlängendaten (DTF)

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

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

Und das haben die Geräte angezeigt:

Hier sind Kommentare überflüssig.

Vergleich der Genauigkeit des eingebauten Tracking-Generators

In diesem GIF-Bild sind 10 Fotos der Messwerte des Frequenzmessgeräts Ч3-54 gesammelt. Die oberen Hälften der Bilder zeigen die Werte des getesteten Geräts VR 23-6200. Die unteren Hälften zeigen die Signale, die vom Reflexmeter Anritsu ausgegeben werden. Für den Test wurden fünf Frequenzen ausgewählt: 23, 50, 100, 150 und 200 MHz. Wenn Anritsu Frequenzen mit Nullen an den unteren Stellen ausgab, hatte das kompakte VR eine leichte Überschreitung, die mit steigender Frequenz numerisch anstieg.

Obwohl laut den technischen Daten des Herstellers dies keinen 'Nachteil' darstellen kann, da es nicht über die angegebenen zwei Stellen nach dem Dezimalpunkt hinausgeht.

Die in einem GIF zusammengefassten Bilder über die interne 'Ausstattung' des Geräts:

Vorteile:

Die Vorteile des Geräts VR 23-6200 sind der niedrige Preis, die portable Kompaktheit und die vollständige Autonomie, die keinen externen Bildschirm von einem Computer oder Smartphone erfordert, sowie der vergleichsweise weite Frequenzbereich, der in der Kennzeichnung angezeigt wird. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass es sich nicht um einen skalar, sondern um einen vollwertigen Vektor-Messgerät handelt. Die Ergebnisse vergleichender Messungen zeigen, dass der VR kaum hinter größeren, renommierten und sehr teuren Geräten zurückbleibt. In jedem Fall ist es mit diesem kleinen Gerät vorzuziehen, das Dach (oder den Mast) zu erklimmen, um den Zustand der Feeder und Antennen zu überprüfen, als mit einem größeren und schwereren Gerät. Für den mittlerweile beliebten Frequenzbereich von 5,8 GHz im FPV-Racing (ferngesteuerte fliegende Multicopter und Flugzeuge mit bordseitiger Videoübertragung auf Brillen oder Bildschirme) ist es ohnehin ein Must-Have. Es ermöglicht, während des Flugs leicht die optimale Antenne aus dem vorhandenen Vorrat auszuwählen oder sogar während des Fluges eine nach einem Sturz verknickte Antenne wieder zu richten und einzustellen. Das Gerät könnte man als „taschenfreundlich“ bezeichnen und mit seinem geringen Eigengewicht kann es leicht an einem dünnen Feeder hängen, was bei vielen Feldarbeiten praktisch ist.

Negative Aspekte wurden ebenfalls festgestellt:

1) Ein erhebliches Betriebsproblem des Reflexometers ist die Unfähigkeit, Marker für Minima oder Maxima auf dem Diagramm schnell zu finden, ganz zu schweigen von der Suche nach "Delta" oder der automatischen Suche nach nachfolgenden (oder vorhergehenden) Minima/Maxima.
Insbesondere wird dies in den Modi LMag und SWR häufig nachgefragt, wo eine solche Funktion zur Markersteuerung stark vermisst wird. Man muss den Marker im entsprechenden Menü aktivieren und später manuell auf das Minimum der Kurve verschieben, um die Frequenz und den Wert des Stehwellenverhältnisses an diesem Punkt zu berechnen. Möglicherweise wird der Hersteller in zukünftigen Firmware-Versionen eine solche Funktion hinzufügen.

1 a) Außerdem kann das Gerät den benötigten Anzeigemodus für Marker beim Wechsel zwischen den Messmodi nicht neu zuweisen.

Beispielsweise wechselt man vom Modus VSWR zu LMag (Return Loss), und die Marker zeigen weiterhin den VSWR-Wert an, während sie logischerweise den Reflexionsmodulwert in dB anzeigen sollten, also das, was das derzeit ausgewählte Diagramm anzeigt.
Dasselbe gilt für alle anderen Modi. Um in der Marker-Tabelle die entsprechenden Werte für das gewählte Diagramm zu lesen, muss der Anzeigemodus jedes Mal manuell für jeden der 4 Marker neu zugewiesen werden. Es scheint eine Kleinigkeit zu sein, aber ein wenig «Automatisierung» wäre wünschenswert.

1 b) Im am häufigsten verwendeten Messmodus für VSWR kann die Amplitudenachricht nicht auf detailliertere Werte unter 2,0 umgeschaltet werden (zum Beispiel 1,5 oder 1,3).

2) Es gibt eine kleine Besonderheit bei der inkonsistenten Durchführung der Kalibrierung. Sie ist immer «offen» oder «parallel». Das heißt, die Möglichkeit, den gemessenen Wert des Kalibrators sequenziell zu speichern, wie es bei anderen VNA-Geräten üblich ist, fehlt. Normalerweise sagt das Gerät im Kalibrierungsmodus sequenziell an, welchen Kalibriermesswert man jetzt einstellen und ablesen sollte.

Bei ARINST haben die Benutzer gleichzeitig die Wahl zwischen allen drei Druckpunkten der Messungen, was erhöhte Aufmerksamkeit vom Bediener bei der Durchführung der nächsten Kalibrierungsphase erfordert. Obwohl ich bisher nicht durcheinander geraten bin, besteht eine geringe Möglichkeit, versehentlich die falsche Taste zu drücken, die nicht mit dem aktuell angeschlossenen Ende des Kalibrators übereinstimmt.

Es ist möglich, dass in zukünftigen Firmware-Updates die Entwickler diese offene „Parallele“ der Auswahl in eine „Sequenz“ ändern, um mögliche Fehler des Bedieners auszuschließen. Schließlich ist es nicht ohne Grund, dass in großen Geräten genau eine klare Reihenfolge bei den kalibrierenden Maßnahmen angewendet wird, um derartigen Verwechslungen vorzubeugen.

3) Sehr enger Temperaturbereich für die Kalibrierung. Während Anritsu nach der Kalibrierung einen Bereich von (zum Beispiel) +18 °C bis +48 °C bietet, beträgt der Bereich bei Arinst nur ± 3 °C von der Kalibrierungstemperatur, was bei Feldarbeiten (draußen), in der Sonne oder im Schatten zu wenig sein kann.

Zum Beispiel: wenn ich nachmittags kalibriert habe und bis zum Abend mit Messungen arbeite, ist die Sonne weg, die Temperatur sinkt und die Werte werden ungenau.

Irgendwie erscheint keine Fehlermeldung, die besagt: „Kalibrieren Sie erneut, da Sie den Temperaturbereich der letzten Kalibrierung überschreiten.“ Stattdessen beginnen fehlerhafte Messungen mit einer nullverschobenen Anzeige, was sich deutlich auf die Messergebnisse auswirkt.

Zum Vergleich, so berichtet der Reflektometer Anritsu darüber:

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

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

5) Die Tasten möchte ich durch andere ersetzen, da einige nicht sofort auf die Betätigung reagieren.

6) Der Touchscreen ist in manchen Bereichen nicht sensitiv genug, andererseits an anderen Stellen überempfindlich.

Fazit zum Reflektometer VR 23-6200

Wenn man die negativen Aspekte außen vor lässt, ist das Arinst VR 23-6200 im Vergleich zu anderen budgetfreundlichen, tragbaren und frei verfügbaren Lösungen auf dem Markt, wie dem RF Explorer, N1201SA, KC901V, RigExpert und SURECOM SW-102, die beste Wahl. Denn bei den anderen fehlt oft ein günstiger Preis oder sie sind in ihrem Frequenzbereich eingeschränkt und somit nicht universell einsetzbar oder sind im Wesentlichen Spielzeug-ähnliche Messgeräte. Trotz seiner Schlichtheit und des relativ niedrigen Preises entpuppte sich der Vektorreflektometer VR 23-6200 als überraschend gutes Gerät, das zudem leicht tragbar ist. Wenn die Hersteller die Schwächen noch beseitigen und den unteren Frequenzbereich etwas erweitern würden für Funkamateure im Kurzwellenbereich, würde das Gerät auf jeden Fall einen Platz unter den besten Budgetlösungen weltweit einnehmen, da es einen preiswerten Frequenzbereich von "2 MHz auf KW (160 Meter) bis hin zu 5,8 GHz für FPV (5 Zentimeter)" abdecken könnte. Und wünschenswert wäre, dass dies nahtlos über das gesamte Band erfolgt, im Gegensatz zu dem, was beim RF Explorer der Fall war.

Zweifellos werden bald noch günstigere Lösungen in diesem weiten Frequenzbereich verfügbar sein, und das ist großartig! Doch zur Zeit (im Juni-Juli 2019) ist dieser Reflexometer meiner bescheidenen Meinung nach das beste Gerät der Welt unter den tragbaren, erschwinglichen Serienangeboten.

— Teil zwei
Spektrumanalysator mit Tracking-Generator SSA-TG R2

Das zweite Gerät ist ebenso interessant wie der Vektorreflexometer.
Es ermöglicht die Messung der "Durchgangs"-Parameter verschiedener Mikrowellen-Geräte im 2-Port-Messmodus (S21-Typ). Beispielsweise kann die Funktionalität genau überprüft und der Verstärkungsfaktor von Boostern, Verstärkern oder der Signalabschwächung (Verluste) in Attenuatoren, Filtern, koaxialen Kabeln (Feedern) sowie anderen aktiven und passiven Geräten und Modulen gemessen werden, was mit einem Einkabel-Reflexmeter nicht möglich ist.
Dies ist ein vollständiger Spektrumanalysator mit einem sehr breiten und kontinuierlichen Frequenzbereich, was bei günstigen Amateurgeräten eher selten vorkommt. Darüber hinaus verfügt er über einen integrierten Tracking-Signal-Generator für Radiowellenfrequenzen, ebenfalls im breiten Spektrum. Dies ist eine nützliche Ergänzung zu einem Reflektometer und einem Antennenmessgerät. Damit kann man prüfen, ob es Abweichungen der Trägerfrequenz bei den Sendern, parasitäre Intermodulationen, Clipping und Ähnliches gibt...
Mit einem Nachverfolgungs-Generator und einem Spektrumanalysator, und durch Hinzufügen eines externen gerichteten Abzweigers (oder einer Brücke), wird es möglich, den gleichen Stehwellenverhältnis (KSV) der Antennen zu messen, allerdings nur im Modus der skalaren Messung, ohne Berücksichtigung der Phase, wie es bei der vektoriellen Messung der Fall wäre.
Link zur Herstelleranleitung:
Dieses Gerät wurde hauptsächlich mit dem kombinierten Messsystem GenCom 747A verglichen, das eine obere Frequenzgrenze von 4 GHz hat. Auch ein neuer Präzisions-Leistungsmesser, der Anritsu MA24106A, war an den Tests beteiligt, mit werkseitig eingespeicherten Korrekturtabellen für die gemessene Frequenz und Temperatur, normiert auf 6 GHz.

Eigenes Geräuschoberflächen-Analysetool mit angepasster "Dämpfung" am Eingang:

Minimal -85,5 dB, lag im Bereich LPD (426 MHz).
Bei steigender Frequenz erhöht sich auch die Geräuschschwelle, was durchaus nachvollziehbar ist:
1500 MHz — 83,5 dB. 2400 MHz — 79,6 dB. Bei 5800 MHz — 66,5 dB.

Messung des Verstärkungsfaktors des aktiven Wi-Fi-Bosters, basierend auf dem Modul XQ-02A.


Ein besonderes Merkmal dieses Boosters ist die automatische Einschaltung, bei der der Verstärker beim Anlegen der Versorgung nicht sofort aktiviert wird. Durch Experimentieren mit Dämpfungsgliedern an einem großen Gerät konnte der Einschaltwert der integrierten Automatik ermittelt werden. Es stellte sich heraus, dass der Booster in den aktiven Zustand wechselt und das durchlaufende Signal nur verstärkt, wenn es größer als minus 4 dBm (0,4 mW) ist:


Für diesen Test reichte der Ausgangspegel des eingebauten Generators auf dem kleinen Gerät einfach nicht aus, da der dokumentierte Einstellbereich in den technischen Daten von minus 15 bis minus 25 dBm reicht. Hier benötigten wir jedoch minus 4, was deutlich höher ist als minus 15. Ja, man hätte einen externen Verstärker verwenden können, aber das Ziel war ein anderes.
Mit einem großen Messgerät habe ich den eingeschalteten Booster gemessen, es ergab 11 dB, entsprechend den technischen Daten.
Mit einem kleinen Messgerät konnte ich das Dämpfungsmaß des ausgeschalteten Boosters ermitteln, jedoch mit angelegter Spannung. Es stellte sich heraus, dass der spannungslose Booster das durchlaufende Signal bis zur Antenne um den Faktor 12.000 dämpfte. Aus diesem Grund stoppte der Langstrecken-Hexacopter, nachdem er 60-70 Meter geflogen war und vergaß, rechtzeitig Strom auf den externen Booster zu geben, und schaltete auf den automatischen Rückflug zum Startpunkt um. Da entstand die Notwendigkeit, das Dämpfungsmaß des ausgeschalteten Verstärkers zu ermitteln. Es stellte sich als etwa 41-42 dB heraus.

Rauschgenerator 1-3500 MHz


Ein einfacher Rauschgenerator der Amateurklasse, produziert in China.
Eine lineare Vergleichsmessung in dB ist hier etwas unangebracht, da die Amplitude bei verschiedenen Frequenzen, bedingt durch die Natur des Rauschens, ständig variiert.
Nichtsdestotrotz gelang es, von beiden Geräten sehr ähnliche, vergleichende Frequenzgang-Diagramme zu erstellen:

Hier war der Frequenzbereich an den Geräten gleich eingestellt, von 35 bis 4000 MHz.
Und auch in der Amplitude sind die erhaltenen Werte durchaus ähnlich.

Durchlassfrequenzgang (Messung S21), LPF 1.4
Im ersten Teil der Übersicht wurde dieser Filter bereits erwähnt. Dort wurde sein stehendes Wellenverhältnis gemessen, während hier die Übertragungs-Antwortkurve dargestellt wird, die deutlich zeigt, mit welcher Dämpfung er arbeitet und wo sowie wie viel er abschneidet.

Hier ist deutlicher zu erkennen, dass beide Geräte die Übertragungs-Antwortkurve dieses Filters nahezu identisch aufgenommen haben:

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

Messung der Dämpfung der Attenuatoren

Für die Vergleichsmessungen habe ich die präzisesten, markenspezifischen Attenuatoren ausgewählt. Die chinesischen Modelle wurden absichtlich ausgeschlossen, aufgrund ihrer großen Streuung.
Der Frequenzbereich bleibt gleich, von 35 bis 4000 MHz. Die Kalibrierung im zweikanaligen Messmodus wurde ebenso sorgfältig durchgeführt, mit obligatorischer Kontrolle der Oberflächenreinheit aller Kontakte an den gekoppelten koaxialen Anschlüssen.

Das Kalibrierungsergebnis auf dem Niveau von 0 dB:

Die Abtastfrequenz wurde auf den Mittelwert in der Mitte des vorgegebenen Frequenzbandes gesetzt, nämlich 2009,57 MHz. Die Anzahl der Scanning-Punkte war ebenfalls gleich, jeweils 1000 + 1.

Wie видно, Das Ergebnis der Messungen desselben Attenuators mit 40 dB war zwar nah, aber nicht ganz übereinstimmend. Der Arinst SSA-TG R2 zeigte 42,4 dB, während der GenCom 40,17 dB anzeigte, unter gleichen Bedingungen.

30 dB Attenuator


Arinst = 31,9 dB
GenCom = 30,08 dB
Ein ähnlicher kleiner Unterschied im prozentualen Verhältnis wurde auch bei den Messungen anderer Attenuatoren festgestellt. Um die Lesezeit und den Platz im Artikel zu sparen, wurden diese jedoch nicht in diese Übersicht aufgenommen, da sie den oben genannten Messungen ähneln.

Min und Max Spur
Trotz seiner Portabilität und Benutzerfreundlichkeit haben die Hersteller die nützliche Funktion hinzugefügt, die Minimal- und Maximalwerte der variierenden Spuren anzuzeigen, was bei verschiedenen Einstellungen gefragt ist.
Drei Aufnahmen, die zu einem GIF-Bild zusammengestellt wurden, am Beispiel eines LPF-Filters im Frequenzbereich von 5,8 GHz, bei dessen Anschluss absichtlich Störsignale und Störungen eingeführt wurden:

Der gelbe Track — die aktuelle Kurve des maximalen Abtastwegs.
Der rote Track — die in Erinnerung gespeicherten Maxima aus vorherigen Abtastungen.
Dunkelgrüner Track (nach der Verarbeitung und Komprimierung der Bilder grau) – entsprechend den Minimalwerten der FHZ.

Messung des Stehwellenverhältnisses (SWR) von Antennen
Wie bereits zu Beginn der Übersicht erwähnt, verfügt dieses Gerät über die Möglichkeit, einen externen gerichteten Entkoppler (Direct Coupler) oder eine separat angebotene Messbrücke (aber nur bis 2,7 GHz) anzuschließen. Die Software ermöglicht die Durchführung einer OSL-Kalibrierung, um dem Gerät den Referenzpunkt für das SWR anzugeben.

Hier ist der gerichtete Entkoppler mit phasenkontrollierten Messleitungen dargestellt, jedoch bereits vom Gerät nach Abschluss der SWR-Messungen getrennt. Er wird hier jedoch in aufgeklappter Position gezeigt, sodass Sie die scheinbare Verbindung ignorieren können. Der gerichtete Entkoppler wird links am Gerät angeschlossen, jedoch in umgekehrter Orientierung zur Markierung. Dann wird das einfallende Signal vom Generator (obere Buchse) und das reflektierte Signal am Eingang des Analysators (untere Buchse) korrekt erfasst.

Auf den beiden kombinierten Fotos wird ein Beispiel für eine solche Verbindung und die Messung des Stehwellenverhältnisses (SWR) einer zuvor bereits gemessenen Rundstrahlantenne des Typs „Clever“ im Frequenzbereich von 5,8 GHz gezeigt.

Obwohl die Möglichkeit zur Messung des SWR nicht zu den Hauptanwendungen dieses Geräts gehört, gibt es dennoch (wie auf dem Bild des Displays zu sehen ist) berechtigte Fragen dazu. Der festgelegte und unveränderliche Maßstab des SWR-Diagramms zeigt einen hohen Wert von bis zu 6. Obwohl das Diagramm die SWR-Kurve dieser Antenne annähernd korrekt darstellt, wird der genaue Wert auf dem Marker aus irgendeinem Grund nicht angezeigt. Zehntel- und hundertstel Werte werden nicht ausgegeben. Es werden nur ganze Zahlen wie 1, 2, 3… angezeigt. Es bleibt somit eine gewisse Unklarheit in Bezug auf das Messergebnis.
Für grobe Schätzungen, um insgesamt zu verstehen, ob die Antenne brauchbar ist oder beschädigt, ist dies jedoch sehr akzeptabel. Feine Einstellungen im Umgang mit der Antenne werden jedoch schwierig, obwohl sie durchaus möglich sind.

Messung der Genauigkeit des integrierten Generators
Wie bei einem Refraktometer sind auch hier nur 2 Dezimalstellen in den technischen Daten angegeben.
Es ist schon naiv zu erwarten, dass ein budgetfreundliches Gerät mit einem Rubidium-Frequenzstandard ausgestattet ist. *smiley*
Dennoch wird die interessierte Leserschaft sicherlich an der Genauigkeit eines so kompakten Generators interessiert sein. Da das kalibrierte Präzisionsfrequenzmessgerät jedoch nur bis 250 MHz verfügbar war, beschränkte ich mich auf die Betrachtung von vier Frequenzen im unteren Bereich, nur um einen Trend zur Fehlerquote zu erkennen, sofern vorhanden. Es sei erwähnt, dass auch bei höheren Frequenzen Fotos von einem anderen Gerät vorbereitet wurden. Um jedoch Platz im Artikel zu sparen, wurden diese ebenfalls nicht in diese Übersicht aufgenommen, da sie die gleiche prozentuale Fehlerquote wie in den unteren Bereichen bestätigten.

Vier Fotos von vier Frequenzen wurden aus Platzgründen zu einem GIF-Bild zusammengestellt: 50,00; 100,00; 150,00 und 200,00 MHz.


Der Trend und die bestehende Fehlerquote sind gut sichtbar:
Bei 50,00 MHz zeigt sich ein geringfügiges Frequenzübermaß des Generators von 954 Hz.
100,00 MHz, entsprechend etwas mehr, +1,79 kHz.
150,00 MHz, noch mehr +1,97 kHz.
200,00 MHz, +3,78 kHz.

Weiter oben wurde die Frequenz mit dem GenCom-Analyzer gemessen, der über ein gutes Frequenzmessgerät verfügt. Zum Beispiel, wenn der im GenCom integrierte Generator bei einer Frequenz von 50,00 MHz 800 Hertz zu wenig ausgegeben hat, zeigte nicht nur das externe Frequenzmessgerät dies an, sondern auch der Spektrumanalysator maß genau so viel:

Hier ist eines der Bilder des Displays, mit der gemessenen Frequenz des im SSA-TG R2 integrierten Generators, anhand der Mitte des Wi-Fi-Bereichs bei 2450 MHz:


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

Vergleich der Signalamplitude Messung.
Im nachfolgenden gif-Bild sind 6 Fotos gesammelt, auf denen der Arinst SSA-TG R2 Analysator seinen eigenen Generator bei sechs zufällig gewählten 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, zeigen die Messungen andere Werte.
Um die Ursachen dieser Amplitudenanzeige zu klären, wurden Messungen mit dem Arinst SSA-TG R2 Generator an dem präzisen Anritsu MA24106A Sensor durchgeführt, wobei eine Kalibrierungsnullung bei der Last vorgenommen wurde, bevor die Messungen begannen. Außerdem wurde jedes Mal der Frequenzwert eingegeben, um die Messungen unter Berücksichtigung der Koeffizienten gemäß der werkseitig eingebetteten Korrekturtabelle für Frequenz und Temperatur zu präzisieren.

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 Signalamplitudenwert, der vom integrierten Generator des SSA-TG R2 ausgegeben wird, für eine Amateurklasse recht ordentlich. Und die am unteren Bildschirmrand angezeigte Amplitude des Generators scheint einfach "gezeichnet" zu sein, da er tatsächlich ein höheres Niveau ausgibt, als er sollte, im regulierbaren Bereich von -15 bis -25 dBm.

Um dem aufgetretenen Zweifel entgegenzuwirken, ob der neue Sensor Anritsu MA24106A nicht etwas zu nett ist, habe ich einen Vergleich mit einem anderen Labor-Systemanalysator von General Dynamics, Modell R2670B, durchgeführt.


Aber nein, die Abweichung in der Amplitude stellte sich als nicht erheblich heraus, im Bereich von 0,3 dBm.

Das Leistungsmessgerät GenCom 747A zeigte ebenfalls eine ähnliche Überschreitung des Pegels vom Generator an:

Aber auf dem Niveau von 0 dBm übertraf der Analyzer Arinst SSA-TG R2 offenbar etwas die Amplitudenwerte, und zwar mit verschiedenen Signalquellen bei 0 dBm.


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


Die Anpassung des Dämpfungswerts des Attenuators über den Touchscreen mit dem Finger erschien mir nicht sehr praktisch, da die Liste der Optionen oft übersprungen wird oder häufig auf den maximalen Wert zurückspringt. Es stellte sich als bequemer und präziser heraus, dafür einen altmodischen Stylus zu verwenden.


Bei der Analyse der Harmonischen eines Niedrigfrequenzsignals von 50 MHz trat fast im gesamten Frequenzbereich des Analysators (bis 4 GHz) eine «Anomalie» auf, insbesondere bei Frequenzen um 760 MHz.


Bei einer breiteren oberen Bandbreite (bis 6035 MHz), um einen Span von genau 6000 MHz zu erzielen, ist die Anomalie ebenfalls deutlich sichtbar.


Bei diesem gleichen Signal, das von demselben eingebauten Generator im SSA-TG R2 kommt, gibt es die Anomalie nicht, wenn es an ein anderes Gerät angelegt wird.


Da bei einem anderen Analysator diese Anomalie nicht festgestellt wurde, liegt das Problem nicht im Generator, sondern im Spektrum-Analysator.

Der integrierte Attenuator zur Dämpfung der Amplitude des Generators reduziert klar und deutlich mit Schritten von 1 dB, alle seine 10 Stufen. Hier unten auf dem Bildschirm ist die abgestufte Spur auf der Zeitachse gut sichtbar, die die Funktionalität des Attenuators zeigt:

Nachdem die Ausgangsbuchse des Generators und der Eingang des Analysators verbunden waren, schaltete ich das Gerät aus. Am nächsten Tag, als ich es wieder einschaltete, entdeckte ich ein Signal mit normalen Harmonischen bei einer interessanten Frequenz von 777,00 MHz.

Der Generator selbst war jedoch ausgeschaltet geblieben. Als ich das Menü überprüfte, stellte ich tatsächlich fest, dass er ausgeschaltet war. Theoretisch sollte also kein Signal am Ausgang des Generators erscheinen, wenn er am Vortag abgeschaltet wurde. Ich musste den Generator im Menü auf irgendeine Frequenz einschalten und gleich danach wieder ausschalten. Nach dieser Aktion verschwand die seltsame Frequenz und trat nicht erneut auf, zumindest nicht bis zum nächsten Einschalten des gesamten Geräts. Wahrscheinlich wird der Hersteller in einer zukünftigen Firmware dieses selbstständige Einschalten bei einem ausgeschalteten Generator beheben. Fehlt das Kabel zwischen den Ports, merkt man jedoch nicht, dass etwas nicht stimmt, außer dass die Geräuschspannung etwas höher ist. Nach dem gewaltsamen Ein- und Ausschalten des Generators sinkt die Geräuschspannung ein wenig, allerdings nur um einen kaum wahrnehmbaren Betrag. Dies ist ein kleiner betrieblicher Nachteil, dessen Lösung zusätzliche 3 Sekunden nach dem Einschalten des Gerätes in Anspruch nimmt.

Die innere Ausstattung des Arinst SSA-TG R2, dargestellt in drei Fotos, die in einem GIF zusammengefügt sind:

Vergleich der Abmessungen mit dem alten Spektrumanalysator Arinst SSA Pro, auf dem oben ein Smartphone als Display liegt:

Vorteile:
Wie bereits beim vorherigen reflektierenden Messgerät Arinst VR 23-6200, zeigt der hier betrachtete Analysator Arinst SSA-TG R2 dasselbe Formfaktor- und Abmessungen-Design mit kompakten, aber dennoch ernstzunehmenden Eigenschaften für den Funkamateur. Er benötigt, wie die vorherigen Modelle SSA, kein externes Display, sei es auf einem Computer oder Smartphone.
Ein sehr breiter, zusammenhängender Frequenzbereich von 35 bis 6200 MHz.
Die genaue Betriebszeit wurde nicht getestet, aber die Kapazität des eingebauten Lithiumakkus reicht für eine längere Autonomie.
Die Messungen weisen eine relativ geringe Abweichung auf, was für ein Gerät dieser kompakten Klasse mehr als ausreichend ist, zumindest für den Amateurbereich.
Der Hersteller unterstützt sowohl Firmware-Updates als auch physische Reparaturen, falls erforderlich. Der Analysator ist bereits weit verbreitet erhältlich, das heißt, er ist nicht nur auf Bestellung wie bei anderen Herstellern.

Es wurden ebenfalls einige Nachteile festgestellt:
Unbeachtete und nicht dokumentierte, spontane Ausgabe des Signals mit einer Frequenz von 777,00 MHz. Ein Missverständnis wird sicherlich durch ein zukünftiges Firmware-Update behoben. Wenn man jedoch über diese Besonderheit informiert ist, lässt es sich in nur drei Sekunden einfach durch das Ein- und Ausschalten des integrierten Generators beheben.
Man muss sich ein wenig an den Touchscreen gewöhnen, da nicht alle virtuellen Tasten sofort aktiviert werden, wenn man den Slider bewegt. Wenn man hingegen die Slider nicht verschiebt, sondern direkt auf die Endposition tippt, funktioniert alles sofort einwandfrei. Das ist weniger ein Nachteil, sondern eher eine 'Besonderheit' der gezeichneten Bedienelemente, insbesondere im Menü des Generators und des Steuerungsssliders des Attenuators.
Bei der Verbindung über Bluetooth scheint der Analyzer erfolgreich mit dem Smartphone verbunden zu werden, aber der Verlauf des Frequenzgangs wird nicht ausgegeben, wie zum Beispiel beim veralteten SSA Pro. Bei der Verbindung wurden alle Anforderungen der Anleitung, die im Abschnitt 8 des Handbuchs beschrieben sind, vollständig eingehalten.
Es könnte so scheinen, dass, wenn das Passwort akzeptiert wird und auf dem Smartphone-Bildschirm eine Bestätigung über die Verbindung angezeigt wird, diese Funktion nur für das Aktualisieren der Firmware über das Smartphone gedacht ist.
Das ist jedoch nicht der Fall.
In Punkt 8.2.6 der Anleitung steht eindeutig:
8.2.6. Das Gerät wird mit dem Tablet/Smartphone verbunden, auf dem Bildschirm erscheint ein Diagramm des Signalbereichs sowie eine Informationsmeldung über die Verbindung zum Gerät ConnectedtoARINST_SSA, wie in Abbildung 28. (c)
Ja, die Bestätigung erscheint, aber der Track bleibt aus.
Ich habe es mehrfach neu verbunden, der Track erschien dabei nie. Bei dem alten SSA Pro jedoch sofort.
Ein weiterer Nachteil der angeblichen "Universalität" ist, dass sie aufgrund der Beschränkung am unteren Ende des Arbeitsfrequenzbereichs für Kurzwellenamateurfunker nicht geeignet sind. Für RC FPV hingegen erfüllen sie die Anforderungen von Hobbyisten und Profis in vollem Umfang und sogar darüber hinaus.

Fazit:
Insgesamt haben beide Geräte einen sehr positiven Eindruck hinterlassen, da sie im Grunde ein komplettes Messsystem bieten, das sogar für fortgeschrittene Radioamateure geeignet ist. Die Preisgestaltung wird hier nicht beleuchtet, aber sie liegt deutlich unter der anderer ähnlicher Produkte auf dem Markt, die in einem so breiten und kontinuierlichen Frequenzband arbeiten, was erfreulich ist.
Ziel dieser Übersicht war es, die Geräte einfach mit fortschrittlicheren Messgeräten zu vergleichen und den Lesern fotodokumentierte Anzeigen der Displays zur Verfügung zu stellen, sodass sie sich eine eigene Meinung bilden und eigenständig entscheiden können, ob sie eine Anschaffung in Betracht ziehen. Es gab dabei keineswegs Werbeabsichten. Nur eine objektive Bewertung und die Veröffentlichung der Beobachtungsergebnisse wurden verfolgt.

Quelle: habr.com