Software Defined Radio-ontvanger

De dagen dat je meteoren met grote complexe radio-ontvangers en antennes moest waarnemen, lijken voorbij. De ontwikkeling van goedkope RTL-SDR dongles maakt het mogelijk om in een handomdraai van je laptop een breedbandige radio-ontvanger te maken waarmee je radioreflecties van meteoren kunt detecteren.

We geven we je hier enkele praktische tips en bouwplannen voor het waarnemen van meteoren met een Software Defined Radio (SDR). Deze breedbandige radio-ontvanger is een soort USB-stick die je in een computer plugt en aansluit op een antenne. Het resultaat is een simpele en low-budget radio-opstelling. We zetten hier de belangrijkste componenten voor je op een rij, met een korte toelichting.

Benodigdheden

1. Een DVBT / DAB stick

Dit is de zogenaamde RTL-SDR dongle met een R820T(2) tuner. Deze zijn bij elektronicawinkels te bestellen voor prijzen variërend van €25 tot €40 inclusief BNC/MCX verloop kabeltje (bijvoorbeeld via deze elektronicawinkel). Genoemde webwinkel biedt ook een Nederlandstalige installatie beschrijving en linkjes naar geschikte software (o.a. SDR#, Zadig). Via Amazon.com of RTL-SDR.com is de hieronder getoonde dongle met aluminium behuizing te koop voor $21,95, maar diverse (Chinese) sites bieden deze RTL-SDR dongles ook aan voor lagere prijzen. Deze soort dongle wordt ook gebruikt voor de webSDR van CAMRAS (zie onder).

Om meteoren te detecteren via de GRAVES-rader stem je met behulp van de besturingssoftware de frequentie van de SDR-dongle af op 143,0485 MHz, nét iets lager dan de frequentie van de radar. Met de ontvangstmodus in ‘upper side band’ (USB) verander je de draaggolf van de GRAVES-radar in een toon. Als er een reflectie op een meteoor plaatsvindt, zal de reflectie als ‘ping’ hoorbaar worden. De reflecties kun je vervolgens ook met speciale audio analyse software visualiseren en tellen.

Foto: CAMRAS (Simon Bijlsma).  RTL-SDR dongle. Via elektronicawinkels zijn geschikte dongles verkrijgbaar als ‘DVBT / DAB stick’. De ‘luxe’ variant op de foto is geoptimaliseerd voor radiotoepassingen en komt in een aluminium behuizing met SMA-connector (goudkleurig op de foto), die hier is voorzien van een verloopkabel naar een gangbare ‘N’ antenneconnector.

2. Geschikte audio analyse software

De SpectrumLab software die ontwikkeld is door een zendamateur Wolfgang Büscher (DL4YHF) is zeer geschikt om meteoren zichtbaar te maken. Wetenschappelijke instituten zoals BIRA gebruiken ook deze software. Paul Hyde (G4CSD) van de ‘British Astronomical Association’ (BAA) heeft een aantal lezenswaardige Engelstalige artikelen geschreven over de bouw van de ‘MetScat’ antenne(zie foto) en het gebruik van de SpectrumLab software met goede uitleg over de toepassing voor meteoordetectie. CAMRAS vrijwilliger Frans de Jong (PE1RXJ) heeft een aparte Nederlandstalige handleiding geschreven waarin hij uitlegt hoe de SpectrumLab software het beste gebruikt kan worden voor het visualiseren en het automatisch tellen van radioreflecties aan meteoren. Elders op deze pagina vindt u zijn handleiding ‘Radiometeoren visualiseren’.

 3. Een geschikte richtantenne, zoals een Yagi-antenne

Voor het waarnemen van meteoren met een SDR-dongle behaal je het beste resultaat door een Yagi-antenne tussen de 3 en 5 elementen te gebruiken. Langere Yagi’s met meer elementen hebben weliswaar meer ‘gain’ zodat in principe zwakkere meteoren te horen zijn, maar tegelijkertijd is de openingshoek van die lange Yagi’s veel smaller waardoor er weer veel minder meteoren worden gehoord. Je kunt vanaf ongeveer €70 à €80 kant-en-klare 3-elements 144 MHz (2m band) antennes kopen. Yagi-antennes voor de 6m band zijn nog wat duurder omdat er meer materiaal nodig is vanwege de grotere lengtes. Een dergelijke Yagi-antenne die, door aanpassing van de elementen aan de precieze bakenfrequentie, nog beter geoptimaliseerd is voor één van de genoemde meteoorbakens, is ook heel goed zelf te maken met materialen uit de lokale bouwmarkt.


Foto’s: CAMRAS (Simon Bijlsma).  Zelfbouwantennes voor een radiometeorenstation.  Links de geoptimaliseerde 143 MHz Yagi-antenne naar het ontwerp van DK7ZB.  Rechts een koperen ‘MetScat’ antenne naar het ontwerp van G4CQM, zoals beschreven door Paul Hyde (BAA). Dit is een ander model dat ook goed bruikbaar is.

WebSDR van CAMRAS

De webSDR op de website van CAMRAS gebruikt een online-ontvanger die het mogelijk maakt voor verschillende gebruikers onafhankelijk van elkaar af te stemmen binnen een paar frequentie banden. Deze ontvanger is een zogenaamde ‘Software Defined Radio’ (SDR) en geeft een goed idee van de mogelijkheden van deze opstelling om meteoren te detecteren.  Tot voor kort werd voor de ontvangst van GRAVES de beschreven 3-elements antenne gebruikt. Inmiddels is er een 5-elements versie gemonteerd waarmee de websitebezoekers naar meteoren kunnen luisteren, de huidige masten zijn een tijdelijke opstelling. Als de definitieve antenne mast geplaatst wordt in de ‘Radio tuin’ zullen we gebruik gaan maken van genoemde 5-elements Yagi en de verderop beschreven 3-elements 49 MHz Yagi die speciaal voor ‘meteor scatter zijn gebouwd. Naast de mogelijheid om te luisteren naar meteoorreflecties via de GRAVES radar, is het ook mogelijk om met de webSDR naar het BRAMS-baken te luisteren. Laatstgenoemde baken in Dourbes is via deze directe link van de CAMRAS webSDR te beluisteren op http://websdr.camras.nl:8901/  U kunt de andere bakens zoals GRAVES en Ieper vinden op dezelfde site. 

Links naar relevante software

Windows:

Linux/OSX:

Tekstbijdrage: Simon Bijlsma (PA7SB), radiozendamateur, amateurastronoom en CAMRAS-vrijwilliger.