同軸ケーブルの短縮率を測る ~ NanoVNAのTDR機能編

この前、同軸ケーブルのインピーダンス変化(対周波数)を使って、短縮率を求めた。

先日、ある方とQSOした際に、NanoVNAで同軸ケーブルの短縮率(速度係数、Velocity Factor)を測る話しになった。そう言...

別解として、NanoVNASaverのTDR機能を使って短縮率を求めてみる。

前回はRG-58C/U 10mを使ったが、せっかくなので、今回は別のケーブルを使ってみる。と言っても、RG-58A/U。特性はRG-58C/Uと同じ(RG-58C/Uは、RG-58A/UのMIL規格準拠品らしい)。

事前に長さを測る。

変換コネクタまで含んだ長さで1.51m。NanoVNAのプローブの先でキャリブレーションを行っているので、これより先を測定対象とするため。変換コネクタの部分が同軸ケーブルではないので少々インチキではあるが。

測定の様子。NanoVNASaverで見るので、本体の画面は無関係。

同軸ケーブルの端は短絡(被覆をむいてショートさせた)。前回の結果から、短絡端の方が正しい結果に近いようだったので。

測定結果。インピーダンスの様子。

前回はこれを元に短縮率を計算したが、今回はTDRの画面を使う。

おや、いきなり、1.51mとピッタリな結果。ということで、このケーブルの短縮率は、0.66。

本当は、ケーブルの種類のところを「Custom」にして、「Velocity factor」を変化させて1.51mになるポイントを見つけようと思っていた。つまり、

のように。

では、検算代りにインピーダンスから計算してみる。λ/2のポイントから計算してもいいのだけど、より簡単にλのポイント(マーカ4)の周波数で計算する。

$$電気長 = \frac{300}{130.70} = 2.30$$

$$短縮率 = \frac{1.51}{2.30} = 0.66$$

TDRを使って求めた値と一致。小数点以下何桁まで見るかという話もあろうが、あまり細かいところまで見ても「誤差の範囲」だろう。

また、見ての通り、短縮率が0.01変れば、同軸ケーブル1.5mに対して数cmの長さの違いとなって現れる。なので、極端に短い同軸ケーブルで短縮率の測定は難しいだろうと思う。

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