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’ of ‘burst’ 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) en Dr. David Morgan van de ‘British Astronomical Association’ (BAA) hebben een aantal lezenswaardige Engelstalige artikelen geschreven o.a. 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 website vindt u zijn handleiding ‘Radiometeoren visualiseren’ en de presentatie die hij gaf bij de EUCARA-conferentie in 2018: ‘First results with the live CAMRAS meteor reception’.
3. Een geschikte antenne, 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 1,2 : CAMRAS (Simon Bijlsma). Zelfbouwantennes voor een radiometeorenstation. Links de geoptimaliseerde 143 MHz Yagi-antenne naar het ontwerp van DK7ZB. In het midden een koperen ‘MetScat’ antenne naar het ontwerp van G4CQM, zoals beschreven door Paul Hyde (BAA). Foto 3 : CAMRAS (Erik Kruger) Rechts de nieuwe vaste antenne mast voor de webSDR in juli 2024. Foto 4: CAMRAS (Simon Bijlsma) De onlangs toegevoegde LOFAR LBA antenne.
WebSDR van CAMRAS
De webSDR op de CAMRAS-website maakt gebruik van een online ontvanger waarmee verschillende gebruikers onafhankelijk van elkaar kunnen afstemmen binnen een aantal frequentiebanden. Deze ontvanger is een zogenaamde Software Defined Radio (SDR) en geeft een goed beeld van de mogelijkheden van deze opstelling om meteoren te detecteren. Mijn presentatie over de constructie van de bovengenoemde webSDR-ontvanger is te vinden in de presentatie die ik gaf op de EUCARA 2018-conferentie: ‘Building the CAMRAS Meteor Scatter webSDR’. Tot voor kort werd voor de ontvangst van GRAVES de eerder beschreven 3-elements en later een tijdje een 2m-antenne met 5 elementen gebruikt. Momenteel kunt u echter naar meteoren luisteren met behulp van een 143 MHz Yagi-antenne met 4 elementen en een gevouwen dipool die speciaal is gebouwd voor meteor scatter. Ook voor de 6m-band wordt de eerder beschreven zelfgebouwde 49 MHz Yagi-antenne met 3 elementen gebruikt. De voorlopige 5 meter hoge antennemasten werden in juli 2024 vervangen door een vaste 15 meter hoge mast, waarop de 49 MHz-antenne op 9 meter boven de grond staat, een 70 MHz Yagi met vier elementen op 11 meter boven de grond en de 143 MHz-antenne op 13 meter boven de grond. Bovenop is een Discone-antenne gemonteerd. Naast de mogelijkheid om meteoorreflecties te beluisteren via de GRAVES-radar, is het ook mogelijk om met de webSDR te luisteren naar de Belgische BRAMS en VVS-bakens. In mei 2022 werd in het Verenigd Koninkrijk een speciaal meteoorbaken ‘GB3MBA’ geïnstalleerd bij het Sherwood Observatory van de Mansfield and Sutton Astronomical Society. Dit baken is ook te ontvangen met de webSDR. Het bovengenoemde meteoorbaken in Dourbes is te beluisteren via deze directe link op Dourbes. Op dezelfde site kunt u ook op andere bakens afstemmen, zoals Ieper , GB3MBA en GRAVES.
Update
Op 23 juni 2025 hebben we een LOFAR LBA-antenne geplaatst om de eerder genoemde Belgische en Engelse meteoorbakens beter te kunnen ontvangen. Bij het observeren en automatisch tellen van meteoren hadden we vaak problemen met reflecties van vliegtuigen, waardoor er strepen in het beeld verschenen, wat het automatisch tellen bemoeilijkte. De reden dat we de laatste tijd meer last lijken te hebben van reflecties van vliegtuigen, is waarschijnlijk de recente verhoging van het zendvermogen van het meteoorbaken in Dourbes, waar ze het vermogen met ongeveer 5 dB verhoogden van 120 W naar 400 W. De reden hiervoor is dat op bepaalde ontvangstlocaties in België de signaal-ruisverhouding onvoldoende is om meteoren goed te kunnen detecteren. Deze informatie hebben we vernomen van een medewerker van BRAMS. Daarnaast vermoeden we dat de oude eindversterker van Dourbes in Ieper gebruikt zou kunnen worden. Dit baken zond uit met een zendvermogen van 50 W en is dit mogelijk recent verhoogd naar 120 W? De info over het baken in Ieper is nog niet bevestigd, dus het zou ook kunnen dat het door de aanpassing van onze eigen antennemast komt dat Ieper de laatste tijd ook veel meer vliegtuigsporen vertoont dan voorheen? Meteoren komen voor op hoogtes tussen de 100 km en 80 km. Op lagere hoogtes wordt de snelheid van de meteoroïde door wrijving in de atmosfeer zo sterk verminderd dat ionisatie van stikstof en zuurstof niet meer plaatsvindt en de meteoor uitdooft. Kenmerkend voor een LOFAR LBA-antenne is dat deze turnstile antenne een stralingspatroon heeft dat voornamelijk omhoog, richting het zenit, kijkt. Hierdoor ontvangt deze antenne minder signalen van vlak boven de horizon. Iets wat de 3-elements Yagi-antenne wel doet ondanks zijn elevatie van 15 graden.
Links naar relevante software
Windows:
Linux/OSX:
Tekstbijdrage: Simon Bijlsma (PA7SB), radiozendamateur, amateurastronoom en CAMRAS-vrijwilliger.
