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Unter Software Defined Radio (SDR) fasst man Konzepte für Hochfrequenz-Sender und -Empfänger zusammen, bei denen kleinere oder größere Anteile der Signalverarbeitung mit Software verwirklicht werden. Die Analogkomponente von SDR-Geräten kann ein Geradeausempfänger oder ein Überlagerungsempfänger (Superhet) sein. Vor allem Selektion und Modulation/Demodulation werden bei einem SDR mittels digitaler Signalverarbeitung (DSP) erreicht.
Das RTLSDR-Projekt verwendet normale DAB- und DVB-T-Sticks, die auf dem verbreiteten RTL2832U-Chipsatz von Realtek basieren.
Software Defined Radio im Amateurfunk
Zunächst einmal hängt die Auswahl des SDRs von den spezifischen Anforderungen ab. Die verfügbaren Frequenzbänder und einstellbaren Frequenzen variieren je nach Tuner-Chip. Möchte man auch DVB-T2 empfangen, wird die Auswahl bereits begrenzt, da nicht alle SDRs den erforderlichen HEVC-Codec und die Bandbreite unterstützen.
- RTL-SDR: Dies ist eine beliebte und kostengünstige Option für den Einstieg in die Welt der SDRs. Es basiert auf dem RTL2832U-Chip und bietet einen Frequenzbereich von etwa 24 MHz bis 1,7 GHz. Es gibt verschiedene Versionen und Hersteller, darunter Nooelec, RTL-SDR.com und Airspy. Mit deren 2MHz Bandbreite kann z.B. das gesamte 2m-Amateurfunkband (144-146MHz) betrachtet werden.
- SDRplay: SDRplay bietet eine Vielzahl von Empfängern an, die unterschiedliche Bandbreiten unterstützen, darunter HF-, VHF- und UHF-Bänder. Je nach Modell können SDRplay-Geräte Bandbreiten von mehreren Kilohertz bis zu mehreren Megahertz abdecken. Mit einer maximalen Bandbreite von bis zu 10 MHz kann z.B. das gesamte 70cm-Amateurfunkband (430-440MHz) betrachtet werden.
- Airspy: Die Airspy-Serie von SDR-Boards bietet eine hohe Abtastgeschwindigkeit und eine breite Bandbreite. Es gibt verschiedene Modelle zur Auswahl, darunter den Airspy Mini, den Airspy R2 und den Airspy HF+ Discovery, die jeweils unterschiedliche Frequenzbereiche und Funktionen bieten.
- PlutoSDR: Dieses SDR-Board von Analog Devices bietet einen Frequenzbereich von 325 MHz bis 3,8 GHz und unterstützt den Empfang und die Übertragung. Es ist besonders für drahtlose Kommunikationsanwendungen wie das Experimentieren mit Protokollen wie LTE und WLAN geeignet.
- HackRF One: Dieses SDR-Transceiver-Board bietet einen Frequenzbereich von 1 MHz bis 6 GHz und ermöglicht sowohl den Empfang als auch den Sendebetrieb. Es ist besonders für die Entwicklung und Experimente in der Funktechnik geeignet.
- LimeSDR: Dieses leistungsstarke SDR-Board bietet einen Frequenzbereich von 100 kHz bis 3,8 GHz und unterstützt sowohl den Empfang als auch den Sendebetrieb. Es verfügt über eine breite Bandbreite und eine hohe Abtastgeschwindigkeit, was es für viele Anwendungen attraktiv macht.
- vollwertige SDR Transceiver: Bei diesen Amateurfunktransceivern werden viele der traditionellen Hardware-Funktionen durch Software ersetzt, was eine höhere Flexibilität und Vielseitigkeit in der Funkkommunikation ermöglicht. Solche Produkte sind bekannt für ihre hohe Leistung und fortschrittliche Funktionen, weshalb sie bei Amateurfunkbetreibern und Fachleuten in der Funkkommunikationsbranche beliebt sind.
Dies sind nur einige Beispiele von SDRs auf dem Markt, und es gibt viele weitere Optionen zur Auswahl. Es ist wichtig, die technischen Spezifikationen und Funktionen der verschiedenen Modelle zu überprüfen, um das am besten geeignete für die eigenen Anforderungen zu finden.
Praxistipps für Einsteiger
Es gibt also verschiedene Faktoren zu beachten, wenn man sich für einen SDR entscheidet.
Je nachdem, wie viel man finanziell investieren möchte, gibt es verschiedene Optionen, von billigsten Schwingquarzen über preiswerte Temperatur-stabilisierte Oszillatoren (TCXO) bis hin zu guten "Quartz-Ofen"-Oszillatoren (OCXO).
- Was möchtest du mit dem SDR machen?
Die verfügbaren Bänder und Frequenzen hängen vom Tuner-Chip ab.
- Willst du auch DVB-T2 empfangen?
In diesem Fall gibt es nur wenige Optionen, da der HEVC-Codec und die Bandbreite berücksichtigt werden müssen.
- Wie viel Geld möchtest du investieren?
Ein Schwingquarz ist finanziell günstiger als ein temperaturstabilisierter Oszillator, aber auch weniger stabil. Ein Umbau mit einem OCXO ist sehr stabil, aber teurer. Du könntest auch eine externe Referenzfrequenz verwenden, z.B. einen GPS-gesteuerten Oszillator.
- Im oberen Preissegment
gibt es neben SDRs wie LimeSDR, Pluto, Berry dann im Hochpreissegment professionelle SDRs (FlexRadio, SUNsdr); es ist eine persönliche Entscheidung, ob diese einem das Geld wert sind.
Einige empfehlenswerte Optionen sind die Produkte von Nooelec und der RTL-SDR v3. Wenn man einen einfachen rtl-sdr-Empfänger (im blauen oder schwarzen Plastikgehäuse) verwendet, kann es zu Driftproblemen kommen. In diesem Fall kann mit ppm-Korrektur in der Software nachjustiert werden. Das Gerät in ein Metallgehäuse umzubauen und eine externe Referenzfrequenz verwenden ist immer eine gute Lösung.
Eine gute Option ist der Nooelec NESDR Empfänger, der ein Metallgehäuse hat und eine recht geringe ppm-Abweichung aufweist.
Diese RTL-sdr basierten "Empfänger" können zumeist keine Kurzwelle empfangen und für diesen Fall wird ein Upconverter (wie z.B. Nooelec Ham-it-up) erforderlich.
Generell ist es wichtig, eine gut angepasste Antenne zu verwenden, anstatt einen Verstärker einzusetzen.
Eine stabile Referenzfrequenz und eine gute HF-Abschirmung sind ebenfalls wichtig.
Zudem ist es ratsam, eine glatte Versorgungsspannung zu verwenden, um Störungen zu minimieren.
Großsignalfestigkeit erhält man am besten mit geeigneten Filtern.
Letztendlich liegt die Entscheidung bei jedem selbst, welche Option am besten zu den eigenen Bedürfnissen und finanziellen Möglichkeiten passt.
SDR-Anwendungsprogramme
Es gibt verschiedene Softwareoptionen für den Betrieb von RTL-SDR (Software Defined Radio) Geräten. Hier sind einige beliebte Optionen:
SDR# (SDR sharp)
SDR# ist eine benutzerfreundliche Software, die mit den meisten RTL-SDR Empfängern kompatibel ist. Sie bietet eine breite Palette von Funktionen und ermöglicht den Empfang und die Verarbeitung verschiedener Signale wie FM-Radio, Flugzeugverkehr, Wetterdaten und vieles mehr.
CubicSDR
CubicSDR ist eine Software, mit der man SDR-Signale empfangen, decodieren und analysieren kann. Es bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche und unterstützt verschiedene Modulationsarten. Man benötigt eines der vielen kompatiblen SDR-Hardwaregeräte und kann dann Frequenzen auswählen und Signale in Echtzeit visualisieren. Besonderes Merkmal neben der sehr vollständigen Oberfläche sowie der umfangreichen SDR-Hardware-Unterstützung ist die Möglichkeit, mehrere Frequenzen zeitgleich zu empfangen.
CubicSDR ist für Windows, macOS und Linux verfügbar und Open-Source.
HDSDR
HDSDR ist eine weitere beliebte Software für RTL-SDR. Sie bietet eine intuitive Benutzeroberfläche und unterstützt viele Funktionen wie Frequenz- und Bandbreitensteuerung, Aufnahme und Wiedergabe von Signalen sowie verschiedene Demodulationsmodi.
SDRangel
SDRangel ist eine leistungsstarke Open-Source-Software, die mit RTL-SDR Geräten arbeitet. Sie bietet eine Vielzahl von Funktionen, darunter eine breite Palette von Demodulationsmodi, Signalaufnahme und -wiedergabe sowie die Möglichkeit zur Erstellung eigener Signalverarbeitungsblöcke. SDRangel eignet sich ebenfalls bestens für den Empfang von DATV (digital amateur television) im Distrikt Q Saar.
GNU Radio mit GR-Companion
GNU Radio ist eine Open-Source-Software, die zur Entwicklung von SDR-Anwendungen verwendet wird. Es bietet eine Sammlung von Werkzeugen, Bibliotheken und Signalverarbeitungsblöcken, mit denen Benutzer SDR-Anwendungen erstellen können. GNU Radio ermöglicht die Konfiguration, Verarbeitung und Analyse von Funksignalen in Echtzeit.
GNU Radio bietet eine leistungsstarke Plattform für die Entwicklung von SDR-Anwendungen. Mit GNU Radio als Softwarewerkzeug können Benutzer ihre eigenen SDR-Empfänger, -Sender und -Anwendungen erstellen. GR-Companion bildet die grafische Benutzeroberfläche, mit der Signalflussdiagramme mausgesteuert erstellt und SDR-Anwendungen visuell entworfen werden (z.B.:DATV mit PlutoSDR & GnuRadio).
GQRX
GQRX ist eine plattformübergreifende Software, die RTL-SDR Geräte unterstützt. Sie bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche und ermöglicht den Empfang und die Analyse verschiedener Signale wie FM-Radio, Amateurfunk, Wetterdaten und vieles mehr.
SDR Console
SDR Console ist eine weitere beliebte Softwareoption für RTL-SDR Geräte. Es handelt sich um eine funktionsreiche Software, die verschiedene SDR-Empfänger unterstützt, einschließlich RTL-SDR. SDR Console bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche und bietet eine Vielzahl von Funktionen wie Spektrumanalyse, Wasserfalldarstellung, Aufnahme und Wiedergabe von Signalen sowie Unterstützung für verschiedene Demodulationsmodi. Es ermöglicht auch die Fernsteuerung von SDR-Geräten und unterstützt verschiedene Plugins für erweiterte Funktionalität. SDR Console ist für das Windows-Betriebssystem verfügbar und kann von der offiziellen Website heruntergeladen werden.
SDR Touch für Smart-Phone & -Tablet
SDR Touch ist eine umfassende SDR-App für Android oder Apple iOS. Sie unterstützt verschiedene SDR-Empfänger, einschließlich RTL-SDR, und bietet Funktionen wie Frequenz- und Bandbreitensteuerung, Demodulation, Aufnahme und Wiedergabe von Signalen sowie Spektrumanalyse. Für den Einsatz wird ein sogenanntes OTG-Kabel und evt. ein Y-Kabel zur externen Spannungsversorgung benötigt.
OpenWebRX als Web-Anwendung im Browser
OpenWebRX ist ein Open-Source-Software-Defined-Radio (SDR) Empfänger, der es Benutzern ermöglicht, SDR-Empfänger über das Internet bereitzustellen, fernzusteuern und darauf zuzugreifen. Es bietet eine webbasierte Benutzeroberfläche zum Einstellen des Empfängers, Anpassen von Einstellungen und Streaming der empfangenen Signale in Echtzeit. OpenWebRX unterstützt verschiedene SDR-Hardwaregeräte und kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter Amateurfunk, Spektrumüberwachung und Signalanalyse.
RTL-SDR Kommandozeile
RTL-SDR-Kommandozeilen-Werkzeuge ermöglichen die Verwendung von Software Defined Radio (SDR) mit RTL2832-basierten USB-Dongles. Mit diesen Befehlszeilenprogrammen können RTL-SDR-Dongles gesteuert und SDR-Funktionen wie das Empfangen, Decodieren und Analysieren von Funkfrequenzen durchgeführt werden.
- `rtl_test`: Überprüft die Verfügbarkeit des RTL-SDR-Dongles und gibt Informationen zu dessen Eigenschaften aus.
- `rtl_fm`: Empfängt FM-Rundfunksignale und gibt den Audiostream aus.
- `rtl_sdr`: Nimmt IQ-Daten vom RTL-SDR-Dongle auf und speichert sie in einer Datei.
- `rtl_tcp`: Startet einen TCP-Server, der den RTL-SDR-Dongle über das Netzwerk zugänglich macht.
- `rtl_adsb`: Decodiert ADS-B-Signale von Flugzeugen und zeigt Informationen wie Flugnummer und Position an.
- `rtl_power`: Führt eine Spektrumanalyse durch und zeigt die Signalstärke über einen bestimmten Frequenzbereich an.
- `rtl_433`: Der RTL-SDR-Dongle lässt sich nutzen, um Telemetrie von Sensoren in Echtzeit zu empfangen und die decodierten Daten anzuzeigen.
Das Programm rtl_433 erkennt das verwendete Protokoll und zeigt die erfassten Informationen an, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Batteriestand und andere sensorbasierte Daten am Beispiel unserer Wetterstation im Clubheim.
WebSDR im Distrik Q Saar
WebSDR am Relais
DBØIKS auf Förderturm Göttelborn
www.darc.saarland -> OK -> Startmenu -> SDR
Das Relais DBØIKS steht auf dem Förderturm von Schacht IV der Grube Göttelborn und markiert einen der wichtigsten Relais-Standorte im Saarland. Insbesondere ist hier der APRS Digipeater mit iGate für den Distrikt konfiguriert.
Vor der Stilllegung im Jahr 2000 war die Grube Göttelborn eines der größten Bergwerke Europas.
Davon geblieben ist die beeindruckende Industriearchitektur. Im Zentrum steht der Förderturm von Schacht IV, der "Weiße Riese".
Es ist das höchste Fördergerüst in ganz Europa.
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