Guide pratique du NanoVNA pour des mesures réelles

Si tu as acheté un NanoVNA “juste pour vérifier le ROS (SWR)”, tu es déjà sur la bonne voie — mais le NanoVNA peut faire bien plus qu’afficher un simple chiffre. Bien utilisé, c’est un analyseur de réseau vectoriel (VNA) compact : il mesure l’impédance complexe en fonction de la fréquence, affiche S11 (réflexion) et S21 (transmission), et t’aide à diagnostiquer des problèmes d’antenne et de coaxial, à construire de meilleurs chokes, à valider des filtres et à estimer les pertes d’un câble — sans deviner.

Ce guide est volontairement orienté terrain. Pas une visite de menus, mais des méthodes reproductibles : calibration propre, plan de référence maîtrisé, connectique correcte, réglages de sweep pertinents et procédures solides pour les antennes, le coax et les ferrites.

Bases du NanoVNA et attentes réalistes

Un NanoVNA génère un signal RF balayé (sweep) et mesure amplitude et phase à ses ports. À partir de là, il calcule les paramètres de diffusion :

  • S11 : quantité de signal réfléchie par la charge (antenne, composant). Sert à l’impédance, au return loss, au ROS, à la résonance.

  • S21 : quantité de signal transmise à travers le dispositif (filtre, câble, atténuateur). Sert à la perte d’insertion / gain et à la réponse en phase.

Ce pour quoi il est excellent

  • Accorder une antenne (fréquence de résonance, bande passante, validation d’un réseau d’adaptation)

  • Diagnostiquer une ligne d’alimentation (tendances de pertes, estimation du facteur de vélocité, connecteurs douteux)

  • Évaluer des chokes de mode commun (impédance d’un montage ferrite selon la fréquence)

  • Mesurer des filtres (passe-bande, passe-bas, notch), des atténuateurs, des coupleurs (courbes S21)

  • Comparer “avant / après” de façon répétable

Ce pour quoi il est moins adapté

  • Mesures ultra-précises de très faibles pertes (limites de dynamique)

  • Métrologie large bande sans montages/fixtures rigoureux

  • Mesures avec des adaptateurs/connexions instables (le NanoVNA mesurera surtout ta chaîne d’erreurs)

L’état d’esprit qui évite 80% des galères

Un NanoVNA n’est “fiable” que si ton plan de référence de calibration et ta mécanique RF (connecteurs, adaptateurs, contraintes mécaniques) sont propres. La calibration, c’est une routine — pas un clic unique.

Hygiène matérielle : connecteurs, adaptateurs, câbles

La plupart des problèmes attribués à la “mauvaise précision” viennent en réalité des SMA/adaptateurs. En VHF/UHF, un seul adaptateur bas de gamme suffit à dégrader la mesure.

Moins d’adaptateurs que tu ne le penses

Chaque interface ajoute :

  • un désadaptation supplémentaire

  • de la longueur électrique

  • un risque de faux contact / géométrie hors tolérances

Règle pratique : chaîne d’adaptation la plus courte et la plus constante possible. Si tu dois utiliser des adaptateurs : qualité correcte et même “chaîne standard” à chaque mesure.

Protéger les ports SMA du NanoVNA

Les SMA du NanoVNA ne sont pas faits pour supporter une contrainte mécanique. Utilise :

  • un petit pigtail flexible “sacrifiable”

  • une vraie décharge de traction (ne pas tordre le port)

  • des adaptateurs “consommables” remplaçables

Nettoyage et serrage reproductible

  • En haute fréquence, “serré à la main” peut manquer de répétabilité.

  • Ne pas sur-serrer à l’aveugle, mais viser un serrage stable.

  • Si la courbe change quand tu touches le connecteur : problème mécanique, pas logiciel.

Comprendre le plan de référence (reference plane)

Le concept le plus important en pratique VNA est le plan de référence (ou plan de calibration). En calibrant, tu dis au VNA : “jusqu’à ce point précis, tout est compensé”.

Si tu calibres au port du NanoVNA puis tu ajoutes ensuite des adaptateurs/câbles, tu mesures ces éléments. Si tu calibres avec la chaîne déjà montée, tu déplaces le plan de référence à l’extrémité de cette chaîne.

Pourquoi c’est critique pour les antennes

Pour une antenne, tu veux le plan de référence aussi près que possible du point d’alimentation. Mesurer depuis le shack au bout d’un long coax, c’est mesurer : antenne + transformations de ligne + pertes + effets de mode commun.

Approche pratique

  • Contrôle rapide : calibration au point le plus accessible.

  • Accord/diagnostic : amener le NanoVNA au feedpoint ou maintenir une chaîne de mesure strictement identique.

Calibration sans douleur : SOLT correctement

Le NanoVNA utilise généralement une calibration SOLT :

  • Short (court-circuit)

  • Open (circuit ouvert)

  • Load (charge 50 Ω)

  • Thru (liaison directe pour 2 ports)

Dans la plupart des cas :

  • calibration 1 port (S11) pour antennes/impédance

  • calibration 2 ports (S11 + S21) pour filtres/câbles/pertes

Calibration 1 port (S11) pas à pas

  1. Définir la plage de fréquences (start/stop) réellement utile.

  2. Choisir un nombre de points raisonnable.

  3. Menu calibration → 1 port.

  4. Mettre Open au plan de référence → mesurer.

  5. Mettre Short → mesurer.

  6. Mettre Load 50 Ω → mesurer.

  7. Sauvegarder/activer la calibration.

Point clé : si tu changes fortement la plage, recalibre. Une calibration n’est pas “universelle”.

Calibration 2 ports (S21) pas à pas

  1. Régler la plage adaptée au dispositif (filtre, câble).

  2. Choisir calibration 2 ports (Open/Short/Load sur chaque port + Thru).

  3. Faire Open/Short/Load sur port 1.

  4. Faire Open/Short/Load sur port 2.

  5. Connecter un Thru court et propre entre port 1 et port 2 → mesurer.

  6. Sauvegarder/activer.

Astuce : le “Thru” doit être court et défini. Un câble long “au hasard” n’est pas un bon Thru, sauf si tu l’intègres volontairement à un montage fixe.

Si ton kit de calibration est “moyen”

Tu peux obtenir d’excellents résultats comparatifs si tu :

  • utilises toujours les mêmes standards

  • gardes le même plan de référence et la même chaîne

  • privilégies la reproductibilité et les tendances

Réglages de sweep qui changent vraiment la mesure

Plage de fréquences et résolution

Trop large = tu perds de la résolution là où il faut. Trop étroite = tu rates des résonances annexes.

Workflow conseillé :

  • balayage large pour comprendre.

  • zoom sur la zone utile + recalibration.

Nombre de points

Plus de points = courbe plus détaillée, mais sweep plus lent.

Valeurs de départ :

  • 201–401 points : contrôle rapide

  • 801–1024 points : accord fin / forme de filtre

Bande IF et stabilité (si disponible)

Réduire la bande IF :

  • diminue le bruit et la “danse” de la trace

  • ralentit le sweep

  • aide pour les détails faibles

Lissage/averaging

Le lissage rend la courbe plus lisible mais ne “corrige” pas une mauvaise calibration ou une connectique bancale.

Lire les résultats : ROS, return loss, impédance, diagramme de Smith

Le ROS est pratique mais incomplet

Le ROS ne dit pas :

  • si tu es inductif/capacitif

  • quelle est l’impédance réelle

  • si l’effet vient de l’antenne ou de la ligne

Le return loss (dB) est souvent plus parlant

Pour comparer :

  • 10 dB : acceptable

  • 15–20 dB : bon

  • 25–30 dB : excellent
    Mais attention : chercher “1:1 parfait” peut pousser à des solutions plus pertes.

L’impédance complexe est la vérité

Affichage R + jX :

  • R proche de 50 Ω au point visé est idéal en système 50 Ω

  • la résonance correspond généralement à X ≈ 0

Le Smith n’est pas réservé aux pros

Pense-le comme une carte :

  • centre = 50 Ω résistif

  • gauche = R plus faible, droite = R plus élevé

  • au-dessus / au-dessous = réactance (selon convention)

Pour l’antenne, observe comment la trace se déplace quand tu coupes/allonges ou modifies le matching.

Mesurer une antenne sans se tromper soi-même

Mesurer au feedpoint si possible

C’est la meilleure façon d’éviter les transformations de ligne et les effets de mode commun. Même un petit pigtail est préférable à un long coax “inconnu”.

Mesurer depuis le shack : ce que tu mesures vraiment

Tu mesures :

  • la transformation d’impédance due à la longueur électrique

  • les pertes du coax (qui peuvent “améliorer” artificiellement le ROS)

  • les effets de routing et de mode commun

Utile pour :

  • vérifier une dérive

  • détecter une panne (eau, rupture, connecteur)

  • comparer des configurations si la chaîne reste identique

Le mode commun : le perturbateur invisible

Si la résonance bouge quand tu touches le coax ou que tu changes son chemin : courant de mode commun sur la tresse.

Correctifs (ordre logique) :

  1. choke au point d’alimentation

  2. balun/unun adapté et compris

  3. contrepoids / radials améliorés

  4. routing du coax éloigné des éléments rayonnants

Workflow d’accord simple et reproductible

  1. Définir une plage serrée autour de la bande (ex. 6,8–7,3 MHz).

  2. Calibrer 1 port au meilleur plan possible.

  3. Observer R et X.

  4. Ajuster la longueur → déplacer le point X=0.

  5. Ajuster le matching → rapprocher R de la valeur cible.

  6. Mesurer à chaque étape et noter.

Exemples : signatures typiques d’antennes

Dipôle demi-onde

  • résonance nette (X traverse 0)

  • R souvent entre 50 et 75 Ω selon hauteur/terrain

  • bande passante dépend fortement de la hauteur et des objets proches

EFHW (end-fed half-wave)

Très sensible à :

  • la qualité du transformateur (unun), pertes, saturation

  • le contrepoids

  • le mode commun sur le coax

Sur NanoVNA :

  • résonances instables sans choke

  • amélioration nette quand le choke au feedpoint est efficace

Verticale avec radials

Avec radials corrects : courbe stable et “propre”. Sans radials : résistance effective basse, dérive, sensibilité à l’humidité et à l’environnement.

Antennes compromises (grenier, raccourcies, chargées)

  • bande étroite (Q élevé)

  • forte pente de X autour de la résonance

  • très sensibles à de petits déplacements

Mesurer du coax : pertes, facteur de vélocité, diagnostic

Mesurer la perte d’insertion (S21)

  • port 1 → coax → port 2

  • calibration 2 ports aux extrémités de ta chaîne

  • observer S21 sur la plage

La perte monte avec la fréquence. Cela sert à :

  • comparer des coax

  • détecter un câble abîmé

  • valider des connecteurs

Estimer le facteur de vélocité (VF) / longueur électrique

Bon pour du diagnostic :

  • “ce n’est pas le coax que je croyais”

  • estimation approximative si tu n’as pas mieux

Connecteurs mauvais / eau dans le coax

Signaux typiques :

  • ripple inattendu en S21 (ondes stationnaires)

  • instabilité quand tu bouges le câble

  • gros changement après re-terminaison

Mesurer des filtres et composants avec S21

Le NanoVNA est très utile pour :

  • passe-bas (harmoniques)

  • passe-bande (sélectivité)

  • notch (rejet)

  • atténuateurs (perte plate)

  • certains coupleurs (selon les limites)

Règles d’un montage S21 “propre”

  • calibration 2 ports, Thru court

  • câbles courts et stables

  • peu d’adaptateurs

  • plage couvrant bande utile + rejets

Si tu vois du ripple

Soupçonne d’abord :

  • désadaptation d’adaptateurs

  • blindage insuffisant

  • câbles trop longs

  • plan de référence incohérent

Mesurer un choke ferrite : l’usage qui rentabilise le NanoVNA

Un choke est censé présenter une forte impédance au courant de mode commun sur l’extérieur du coax.

Ce que tu recherches

Objectif pratique :

  • plusieurs centaines d’ohms minimum

  • idéalement 1–5 kΩ sur la/les bandes problématiques

  • comportement large bande, pas une seule pointe très étroite

Attention : mesurer le mode commun, pas autre chose

De nombreuses “mauvaises méthodes” mesurent surtout :

  • la résonance du montage (fixture)

  • des capacités/inductances parasites

  • la chaîne d’adaptateurs

Ce qui compte : géométrie fixe, liaisons courtes, plan de référence clair, comparaison entre variantes.

Toroïde vs perles vs spires

  • plus de spires → plus d’inductance mais aussi plus de capacité (résonances)

  • perles empilées → souvent plus large bande

  • spires serrées → peuvent créer des pics (pas toujours souhaitables)

Le NanoVNA est parfait pour trancher : deux variantes, deux mesures, on garde la courbe la plus utile.

Antennes au grenier et indoor : ce que le NanoVNA révèle

En intérieur, le couplage avec :

  • isolants aluminisés

  • câbles électriques

  • structures métalliques de toiture

  • gouttières, descentes

  • gaines HVAC
    peut dominer.

Tu verras :

  • résonance qui bouge avec quelques cm

  • dérive selon humidité/pluie/saison

  • coax qui devient “une partie de l’antenne”

Stabiliser :

  • choke au feedpoint

  • routing coax constant

  • éloigner autant que possible des grosses masses métalliques

  • viser stabilité + pertes acceptables, plutôt que le “1:1 parfait”

Courbes bizarres : causes fréquentes

La résonance bouge quand tu touches le coax

Cause : mode commun / couplage
Fix : choke, contrepoids, balun/unun, routing

Courbe dentelée / instable

Cause : mauvais contact, adaptateur instable, bande IF trop large, load médiocre
Fix : connectique, réduire IF, meilleurs standards

La calibration “ne tient pas”

Cause : plage changée, chaîne modifiée, plan de référence déplacé
Fix : recalibrer dans le setup réel

ROS bon, performances mauvaises

Cause : pertes coax / adaptation lossy / inefficacité de rayonnement
Fix : regarder impédance, mesurer pertes, reconsidérer l’antenne

Workflow qui fait gagner du temps

Constituer un “kit standard”

  • 1–2 bons câbles SMA

  • une charge 50 Ω correcte

  • un Thru court et défini

  • 1–2 adaptateurs de qualité (toujours les mêmes)

  • option : outil de couple SMA + pigtail sacrifiable

Tenir un petit log

Note :

  • plage

  • points / bande IF

  • plan de référence / chaîne

  • setup antenne (hauteur, routing, choke, contrepoids)

Le pouvoir des comparaisons

Même si l’absolu est limité, le NanoVNA excelle en comparatif :

  • choke A vs B

  • matching rev1 vs rev2

  • connecteur ancien vs neuf

  • position antenne 1 vs 2

Quick checklist : “mes mesures n’ont aucun sens”

  1. Calibration faite sur la bonne plage, et chaîne inchangée ensuite ?

  2. Trop d’adaptateurs ?

  3. Connecteurs serrés et mécaniquement stables ?

  4. Tu mesures des effets de ligne/mode commun au lieu de l’antenne ?

  5. Setup touché/bougé entre mesures ?

  6. Tu te fies au ROS au lieu d’impédance/return loss ?

  7. L’environnement (métal, toiture, câbles) domine ?

Astuces avancées pour des données plus fiables

Port extension (si disponible)

Utile si tu dois inclure un câble fixe et compenser son délai, mais :

  • ne remplace pas une bonne calibration

  • dépend de la stabilité du câble

Limites de dynamique en stopband

Un NanoVNA ne prouvera pas toujours 80 dB de rejet. En revanche, il est très bon pour :

  • fréquences de coupure

  • forme du passband

  • amélioration relative

  • détection de résonances

Ne pas ignorer la phase

La phase aide à repérer :

  • artefacts de montage

  • résonances inattendues

  • problèmes de câble



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