50ohm-contents-dl/contents/sections/vna_2.md

Tidigare har vi lärt känna den vektoriella nätverksanalysatorn (VNA), se figur [ref:a_vna_swr]. Här tittar vi lite närmare på hur den fungerar.

För en mätning genererar VNA:n först en HF-signal med en fastställd startfrekvens och skickar den till mätobjektet, till exempel en antenn eller en svängningskrets. Därefter mäter den signalen som kommer tillbaka, dvs. reflekteras, från mätobjektet. Både amplitud och fas registreras. För att minska inverkan av störningar kan flera mätningar göras och medelvärdesbildas för varje frekvenspunkt.

Efter mätningen höjs frekvensen ett fastställt steg och proceduren upprepas. På så sätt går VNA:n steg för steg igenom hela området från start- till stoppfrekvens. Detta kallas frekvenssvep (engelska sweep).

Utifrån mätvärdena för de enskilda frekvenspunkterna kan VNA:n bestämma olika storheter och visa dem över frekvensen. Hit hör till exempel mätobjektets impedans och stående-vågförhållandet (SWR). På så sätt kan man direkt se vid vilka frekvenser en antenn är väl anpassad eller har en resonans.

[photo:323:a_vna_swr:SWR-mätning av en slutmatad trådantenn. SWR är nästan $1$ vid $\qty{14}{\mega\hertz}$] [picture:526:a_vna_swr_2:Möjligt SWR-förlopp för en antenn.]

---

Ett möjligt visningssätt hos VNA:n är att dela upp impedansen i real- och imaginärdel (resistans R och reaktans X). Resistansen anges ofta i \unit{\ohm} och reaktansen ibland som j\unit{\ohm}. Visningen skiljer sig mellan olika instrument. Bokstaven j kommer från en skrivsätt inom elektrotekniken där den står för matematikens så kallade imaginära enhet (i). Positiva reaktanser står för induktivt och negativa reaktanser för kapacitivt beteende.

*Imaginära tal* är ett omtyckt hjälpmedel inom elektroteknik och matematik. För att kunna lösa ekvationer som $x^2 = -1$ har man hittat på ett så kallat imaginärt tal ($i$) som multiplicerat med sig självt ger ett negativt tal: $i^2 = -1$. Inget reellt tal uppfyller en sådan ekvation, eftersom ett negativt tal gånger ett negativt tal är ett positivt tal. Därför kallas $i$ ”imaginärt”. Adderar man reella tal (t.ex. $54$) med ett imaginärt tal (t.ex. $-12i$) får man ett komplext tal: $54 - 12i$. Ett komplext tal kan till exempel användas för att beskriva real- och imaginärdelen av en impedans. Man kan också räkna om komplexa tal till en amplitud och en fas. I stället för bokstaven $i$ används inom elektrotekniken bokstaven $j$, för att undvika förväxling med symbolen $i$ (för ström).

---

Många VNA:er kan visa SWR-förloppet över frekvensen grafiskt. Ligger en antenns resonansfrekvens för lågt vet man att antennen bör kortas. Ligger den för högt behöver antennen förlängas.