Historia nanoVNA – dobrego miernika impedancji

W artykule NanoVNA – gdzie i którą wersję kupić? przedstawiłem zwięzłą odpowiedź na pytania dotyczące zakupu. Natomiast w poniższym artykule przedstawiam historię rodziny, czy raczej rodzin nanoVNA – przyrządów, które pierwotnie zostały opracowane przez amatorów, a są przydatne każdemu elektronikowi.

W serii artykułów o numerach zaczynających się od M024 (https://piotr-gorecki.pl/m024) przedstawiłem fascynującą historię trzech rodzin popularnych i tanich przyrządów pomiarowych opracowanych pierwotnie przez hobbystów, a dziś masowo produkowanych w Chinach. Ten artykuł ma numer M027 i przedstawia historię mierników zwanych nanoVNA.

Co to jest nanoVNA?

Od wielu lat znane i wykorzystywane były wobulatory, wobuloskopy i analizatory widma. Ich podstawowa zasada działania jest stosunkowo prosta do zrozumienia. Nas teraz interesują przyrządy zwane VNA, które działają zupełnie inaczej. Ich zasada działania i specyfika są tajemnicą nawet dla wielu elektroników. Także z powodu nazwy. VNA to Vector Network Analyzer i najwięcej niepewności wnosi słowo Network. Jakie to sieci analizuje on w sposób wektorowy?

Sytuację komplikuje fakt, że te przyrządy mierzą impedancję w bardzo szerokim zakresie częstotliwości, nie tylko radiowych, ale też mikrofalowych, a mianowicie do kilku gigaherców, czyli kilku tysięcy megaherców, a wtedy silnie dają o sobie znać tajemnicze zjawiska falowe i mówimy o rozpraszaniu (scattering). Ale to zupełnie inna historia.

Moim zdaniem dużo trafniejszą, a zdecydowanie mniej straszącą polską nazwą VNA jest: wektorowy miernik impedancji. Tak, ponieważ w sumie podstawową funkcją jest pomiar impedancji. Przynajmniej przy niższych częstotliwościach.

Ja z kosztownego, profesjonalnego analizatora VNA produkcji Hewlett-Packard (fotografia 1) korzystałem już ponad 30 lat temu, pracując w jednym z zakładów TELKOM.

Obecnie mam możliwość „dotknąć się” do RSA3015 N (fotografia 2) – przyrządu typu 4 w 1, który między innymi jest analizatorem VNA o paśmie do 1,5 GHz.

Ale znam i wykorzystuję nanoVNA – to najtańsza na rynku odmiana VNA. Ja nie jestem specjalistą od techniki w.cz., ani tym bardziej mikrofalowej. Jednak dobrze wiem, że nanoVNA albo inna wersja VNA to genialny przyrząd, który powinien stać się wyposażeniem dosłownie każdej pracowni elektronicznej. VNA to przyrząd niebywale wszechstronny, ale zdecydowanie zbyt mało znany. Wbrew opisom, nie jest to jedynie analizator anten i innego sprzętu radiowego. NanoVNA to niewyobrażalnie uniwersalny… omomierz, a właściwie uniwersalny miernik impedancji, a tym samym także miernik pojemności, indukcyjności oraz oczywiście parametrów falowych. Przyrząd, który może też pełnić funkcję TDR.

Mam dwie tanie wersje nanoVNA, pokazane na fotografii 3. Kilku oddzielnych artykułów i filmów wymaga odpowiedź na pytania, jak działa nanoVNA i jak można ten genialny przyrząd wykorzystać w zastosowaniach „nieantenowych” jako znakomity szerokopasmowy miernik impedancji. A w tym artykule przedstawię tylko fascynującą historię nanoVNA.

VNA (nie) dla każdego?

„Prawdziwe” analizatory VNA mają bardzo szerokie pasmo i ogromną dynamikę. „Na dole” zakres pracy może sięgać nawet 10 herców, a „na górze” w najlepszych VNA przekracza 100 GHz. Tak! Jest szerszy niż 100 000 megaherców!

Poszerzanie pasma VNA zarówno w górę, jak też w dół oraz zwiększanie dynamiki jest bardzo kosztowne. Dlatego też ceny profesjonalnych VNA zawsze były i są wysokie, a niektórych wręcz niebotyczne.

Hobbyści, a konkretnie najbardziej zaawansowani krótkofalowcy, od lat próbowali budować rozmaite odmiany VNA. Interesującym przykładem sprzed kilku lat może być projekt (rysunek 4) ze strony: https://hforsten.com/improved-homemade-vna.html.

Jednak były to konstrukcje niezbyt atrakcyjne dla ogółu, bo albo miały atrakcyjne parametry ale były bardzo rozbudowane i kosztowne albo były to rozwiązania kompromisowe o słabych parametrach.
(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w styczniowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 1/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 1/2026 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.