Le NanoVNA est un analyseur de réseau vectoriel (VNA) portable à faible coût, initialement conçu par edy555. Des améliorations ultérieures, notamment celles apportées par Hugen, ont permis d’optimiser l’alimentation par batterie et d’étendre la plage de fréquences disponible.
Si vous venez de faire l’acquisition de ce type d’appareil, ce guide francophone vous aidera à bien démarrer : matériel fourni, principes de mesure, calibration pas à pas, lecture des courbes, marqueurs, fonction TDR, et logiciels PC pour aller plus loin.
1. Matériel nécessaire
Vous devriez normalement avoir reçu avec votre NanoVNA :
- Une charge SMA de 50 Ω (LOAD)
- Un SMA fermé (SHORT)
- Un SMA ouvert (OPEN)
- Un connecteur femelle SMA vers femelle SMA (adaptateur traversant)
- Deux câbles SMA mâle vers SMA mâle
- Un stylet (pour une navigation précise sur l’écran tactile)
2. Présentation générale du NanoVNA
Le NanoVNA (Vector Network Analyzer) mesure les caractéristiques fréquentielles d’un réseau haute fréquence. Il calcule principalement la puissance réfléchie et transmise via :
- Coefficient de réflexion (S11) : proportion d’énergie réfléchie par un dispositif HF (ex. antenne mal adaptée).
- Coefficient de transmission (S21) : proportion d’énergie transmise entre les ports (ex. efficacité d’un filtre ou d’un amplificateur).
L’appareil réalise ces mesures en 101 points répartis dans la plage de fréquences choisie :
- De 50 kHz à 300 MHz en onde fondamentale (dynamique supérieure à 70 dB).
- De 300 MHz à 900 MHz sur la 3ᵉ harmonique (dynamique d’environ 50-60 dB).
- De 900 MHz à 1500 MHz sur la 5ᵉ harmonique (dynamique d’environ 40 dB).
Chaque signal reçu est converti à une fréquence intermédiaire (FI) fixe de 5 kHz, simplifiant la numérisation et augmentant la précision.
À noter : la dynamique de mesure diminue progressivement au-delà de 300 MHz, car on exploite alors des harmoniques de plus en plus faibles du signal de sortie du synthétiseur Si5351 plutôt que la fréquence fondamentale. Pour des mesures précises en UHF, préférez donc un appareil basé sur une architecture fondamentale native (type NanoVNA V2/SAA-2) si votre budget le permet.
3. Définir la plage de fréquences
Avant toute opération, définissez précisément la plage de mesure souhaitée :
- Accédez au menu « Stimulus » (ou « Fréquence »).
- Réglez la fréquence de départ (START) et validez.
- Répétez pour la fréquence finale (STOP).
Après chaque modification de plage, refaites impérativement l’étalonnage pour garantir la précision des mesures.
Pour réutiliser ces réglages, sauvegardez-les dans le menu SAVE ou MEMORY. Réduire la plage permet des mesures plus précises (ex : 144,0 à 144,5 MHz).
Pas de balayage : Réduire l’écart entre les fréquences de départ et d’arrivée concentre davantage de points, augmentant ainsi la précision des résultats.
4. Procédure d’étalonnage
L’étalonnage est indispensable avant chaque utilisation et après chaque modification de la plage de fréquences, car il élimine les erreurs systématiques (câbles, connecteurs, NanoVNA lui-même) :
- Réinitialisez d’abord l’étalonnage existant (
CAL RESET). - Effectuez toujours l’étalonnage à l’extrémité du câble utilisé pour vos mesures.
- Connectez la norme OPEN au port CH0 et sélectionnez
CALIBRATE OPEN. - Connectez la norme SHORT au port CH0 et sélectionnez
CALIBRATE SHORT. - Connectez la norme LOAD au port CH0 et sélectionnez
CALIBRATE LOAD. - Connectez la norme LOAD simultanément aux ports CH0 et CH1, puis sélectionnez
CALIBRATE ISOLN.
« ISOLN » (Isolation) : compense la diaphonie entre les ports CH0 et CH1, essentielle pour les mesures précises des faibles niveaux de signal. - Reliez les câbles CH0 et CH1 via l’adaptateur traversant, puis sélectionnez
CALIBRATE THRU. - Finalisez l’étalonnage avec
CALIBRATE DONE. - Enregistrez les données via
SAVE 0.
N’oubliez pas d’importer les données sauvegardées après stabilisation de l’affichage.
Exemple pratique : mesurer le SWR de votre antenne
Une fois la calibration faite sur la bande qui vous intéresse (par exemple 14,0 à 14,35 MHz pour le 20 mètres), connectez directement votre antenne (via son câble coaxial) au port CH0. Passez en affichage SWR, et déplacez un marqueur le long de la courbe : le point le plus bas indique la fréquence de résonance de votre antenne, et sa valeur vous donne le taux d’ondes stationnaires à cet endroit. Un SWR proche de 1:1 à la fréquence où vous comptez émettre signifie une antenne bien adaptée ; un SWR élevé (au-delà de 2:1 ou 3:1 selon votre matériel) indique qu’un réglage de longueur, de plan de masse ou de coupleur d’antenne est nécessaire avant d’émettre.
5. Affichage des traces
Vous pouvez afficher jusqu’à quatre traces simultanément, dont une est active à tout moment. Pour simplifier l’analyse, activez uniquement les traces nécessaires à votre mesure en cours via : DISPLAY → TRACE
6. Formats d’affichage
Le NanoVNA propose plusieurs formats adaptés à vos mesures :
- Smith Chart (Abaque de Smith) : visualisation graphique de l’impédance complexe, rendant intuitif le diagnostic des désadaptations.
- Log Mag : amplitude en dB, idéale pour visualiser les réponses en fréquence des filtres et amplificateurs.
- Phase : phase du signal en degrés.
- SWR (ROS) : vérification rapide de l’adaptation d’impédance.
- Real/Imaginary : composantes réelles et imaginaires de l’impédance.
- Resistance : uniquement la composante résistive.
- Reactance : uniquement la composante réactive.
7. Utilisation des marqueurs
Les marqueurs facilitent l’identification précise des points critiques, comme la résonance d’une antenne ou la fréquence centrale d’un filtre :
- Appuyez sur
MARKER(ouMKR), sélectionnez-en un (M1, M2, …). - Déplacez-le avec les touches ◄ et ► pour observer les valeurs en temps réel.
8. Fonctionnalité TDR (Time Domain Reflectometer)
La fonction TDR localise précisément les défauts (court-circuit, coupure, changement d’impédance) sur câbles ou une ligne de transmission, grâce au temps de trajet aller-retour du signal réfléchi. Les défauts apparaissent clairement sous forme de pics à l’écran.
La relation entre le temps et la fréquence est la suivante : augmenter la fréquence maximale augmente la résolution temporelle, tandis que réduire la fréquence maximale allonge la distance maximale mesurable. C’est une relation d’échange, car la durée correspond directement à une distance. Si vous voulez augmenter la distance maximale de mesure, vous devez donc abaisser la fréquence maximale, CQFD.
La technique est la suivante : connectez le câble à mesurer au PORT1, laissez l’autre extrémité ouverte ou court-circuitée, déplacez le marqueur sur la valeur de crête de la courbe S11, et la longueur de câble estimée s’affichera à l’écran.
Compléments techniques :
Le microcontrôleur (MCU) intégré au NanoVNA gère le traitement numérique après la conversion analogique-numérique des signaux reçus.
Formats Smith complémentaires :
[R + L/C] : affichage pratique (Ω + nH ou pF) facilitant l’ajustement concret des circuits d’adaptation d’impédance.
[R + jX] : affichage théorique des composantes résistives (Ω) et réactives (inductive ou capacitive).
Questions fréquentes
Faut-il recalibrer le NanoVNA à chaque utilisation ?
Oui, dans l’idéal. La calibration compense les erreurs liées à vos câbles et connecteurs précis ; si vous changez de câble, de plage de fréquences, ou même simplement après une longue période, il est recommandé de recalibrer pour garantir des mesures fiables.
Pourquoi mes mesures deviennent-elles moins précises au-delà de 300 MHz ?
Au-delà de 300 MHz, le NanoVNA « classique » exploite les harmoniques impaires (3ᵉ et 5ᵉ) du signal de sortie plutôt que la fréquence fondamentale, ce qui réduit progressivement la dynamique de mesure et la précision.
Le NanoVNA peut-il remplacer un pont de mesure ROS classique ?
Pour la majorité des usages radioamateur (réglage d’antennes, vérification de filtres, mesure de câbles), oui, et avec bien plus d’informations qu’un simple pont de ROS (impédance complexe, résonance, TDR). Pour des mesures de haute précision en laboratoire ou au-delà de 900 MHz, un instrument professionnel ou un NanoVNA de génération plus récente (architecture fondamentale, type SAA-2) reste préférable.
Ressources
Voici quelques ressources en ligne qui complètent cet article sur le NanoVNA :
- Guide d’utilisation du NanoVNA : ce guide détaillé couvre les bases du NanoVNA, y compris les procédures de calibration et les méthodes de mesure. nanovna.com
- Manuel de l’utilisateur – NanoVNA V2 : ce manuel approfondi fournit des instructions détaillées sur la configuration, la calibration et l’utilisation du NanoVNA V2. nanorfe.com
- Guide francophone complet avec vidéos : mesures S11/S21, calibration, mesure de SWR et de câbles pas à pas. tutoduino.fr
- Tutoriel vidéo de calibration (français) : méthode propre et rapide pas à pas. YouTube
- Forum NanoVNA H4 – Questions des débutants sur la calibration : cette discussion aborde les questions courantes des débutants concernant la calibration du NanoVNA H4. Groups.io
Applications PC
Trois applications à ma connaissance permettent de gérer sur un PC les résultats et les mesures.
- NanoVNA-Saver : développé par Rune B. Broberg. Cet outil multiplateforme permet de sauvegarder les fichiers Touchstone du NanoVNA, de balayer les plages de fréquences par segments pour obtenir plus de 101 points de données, et d’afficher et d’analyser les données obtenues. nanovna.com
- NanoVNASharp NOD v3 (Hugen) : peut prendre des captures d’écran (nouveau firmware) et afficher les valeurs mesurées sur le PC. groups.io
- NanoVNA-App : logiciel Windows très performant développé par OneOfEleven pour NanoVNA et LibreVNA. Téléchargeable précompilé ici : nanovna.com
En conclusion
Le NanoVNA a rendu la mesure d’impédance et l’analyse de réseau HF accessible à tous les radioamateurs pour un budget dérisoire face aux instruments professionnels. Une fois la calibration bien maîtrisée — l’étape qui rebute le plus les débutants — c’est un outil qui accompagnera aussi bien le réglage d’une antenne que le diagnostic d’un câble défectueux ou la caractérisation d’un filtre maison. N’hésitez pas à explorer les logiciels PC associés pour aller plus loin dans l’analyse de vos mesures.
Cet article est reproduit sur HamAnalyst avec l’autorisation de son auteur, Albert Müller, qui en conserve la pleine propriété intellectuelle. Retrouvez les travaux originaux sur : ON5AM.
Licencié Harec depuis 1990, après une pause de quelques années, j'ai renouvelé mon intérêt pour la radio, je suis particulièrement actif en HF, appréciant le FT8, les contest et la chasse au Dx. Passionné d'informatique, je suis convaincu que le monde des radioamateurs doit évoluer avec les avancées technologiques, notamment avec l'émergence de l'IA dans nos shack.
