Radioempfang mit Software-Defined-Radio

Viel Zeit ist vergangen seit den ersten Detektorempfängern zum Empfang von Funk- und Radiosignalen. Mit der laufend verbesserten Integration von HF-tauglichen ICs und steigender Leistungsfähigkeit von Rechnern ist es heute möglich, im PC einen digitalen quasi „Direktempfänger“ mit wenig Aufwand aufzubauen. Als Empfangsteil dient ein DVB-T-USB-Stick, preislich in der Größe von 10-40 Euro. Die Signalverarbeitung erfolgt im PC mit Freeware-Programmen wie QIRX oder SDR#.

Um aus dem HF-Störnebel in der Wohnung herauszukommen, ist es mit dieser Technik auch möglich, mit wenig Aufwand den Empfangsteil abgesetzt entfernt auf oder unter dem Dach anzubringen, die Daten des Stick in einem kleinen Rechner (Raspberry Pi, Orange Pi Zero) auf ein LAN-übertragbares Format zu bringen und „irgendwo“ im Netz die Daten im Rechner zu verarbeiten. Weitere Details dazu findet man in den Heften der Zeitschrift „ct“ 17/2018 und 23/2019.

Der DVB-T-Stick deckt je nach Typ einen Empfangsbereich von 50-1200 MHz ab. Dabei programmiert das PC-Programm auf dem entfernten Pi-Rechner eine passende Mittenfrequenz, wenn man mit dem  PC-Programm  Bereiche wie UKW oder DAB untersuchen will. Die empfangenen Eingangssignale werden digital mit 8 Bit Auflösung über das LAN übertragen und im PC ausgewertet.

Mit dem Programm QIRX wird hier DAB+ mit einer 30 cm Teleskop-Antenne am Terratec-USB-Stick empfangen, dekodiert und hörbar gemacht. Der „Antennenumsetzer“ zum LAN ist ein Orange-Pi-Zero 256M, 600 MHz CLK  und ca. 20% Auslastung.

Zu den Vorteilen kann rechnen, dass die Variantenvielfalt dieser USB-Sticks gering ist. Technisch sind die meisten, ob alt oder neu, identisch und verwenden den RTL2832U. Das vereinfacht die Software.

Die relativ grobe Auflösung des Eingangs-Digitalwandlers mit 8 Bit führt relativ schnell dazu, dass leise neben sehr starken Signalen verzerrt oder gestört empfangen werden. Der Kurzwellenbereich von 4-30 MHz gehört meistens nicht zum einfach einstellbaren Frequenzbereich.  Die dem DVB-T-Stick beiliegende kleine Teleskop-Antenne ist nur eine Behelfslösung, funktioniert aber.

Man kann so eine Empfangsanlage aber leicht durch eine aktive Breitband-Antenne aufrüsten, nicht abgedeckte Frequenzbereiche durch ‚analoges‘ Auf- oder Abmischen in den möglichen Frequenzbereich verschieben und vieles andere mehr. Der Empfangsteil könnte sogar, LAN-Anschluss vorausgesetzt, auf der Gartenlaube oder beim Nachbarn angebracht werden.

Aus den Niederlanden wird ein solches, aber erweitertes Webradio für jedermann, als WebSDR System von der Universität Twente angeboten.

Dieses System hat eine aktive Breitband-Antenne auf dem Gebäudedach. Auf einem Rechner darunter läuft ein „Software-Defined-Radio (SDR)“ Programm, das es dem Internet-User, sogar vielen gleichzeitig, ermöglicht, über den Browser auf einer eingegebenen Frequenz Radiosignale zu hören.

Schade, dass diese Funktion Jahrzehnte zu spät möglich ist, sind doch heute fast alle öffentlichen Langwelle-, Mittelwellen und Kurzwellensender auf der Welt abgeschaltet oder nur kurzfristig einmal zu empfangen.