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Reuter RAP1-D WLAN-Preselektor

 

In der Hobbyszene wird häufig über Software Defined Radios (SDR's) diskutiert und es geht meistens um die Möglichkeiten die die Software bietet. Durch die ganze Hype um die Software und das gieren nach neuen Funktionen, werden wichtige Faktoren in den Hintergrund gedrängt. Die Vorselektion des Antennensignales ist ein solcher Faktor.
Der Radiomarkt ist überschwemmt mit Günstig-SDR's die einem sagenhafte Möglichkeiten versprechen. Einige dieser Geräte empfangen in der Tat recht ordentlich, doch fehlt bei praktisch jedem dieser Geräte eine ausreichende Vorselektion. Wie wichtig diese ist, ist manchem SWL oder gar Funkamateur nicht klar. Empfangsstarke SDR wie z.B. Airspy HF+ Discovery und SDRplay - Geräte, können sehr gut von einem Preselektor profitieren. Auch ältere, analoge Empfänger wie die noch häufig anzutreffenden Kenwood R-1000, Lowe HF-150, Alinco DX-R8, AOR AR3030 usw., haben keine gescheite Vorselektion eingebaut. Diese übersteuern recht schnell an breitbandigen Antennen.

Doch was ist ein Preselektor und wie wirkt sich dieser auf den Empfang aus?
Ein Preselektor ist ein Gerät das zwischen Antenne und Empfänger eingefügt wird. Dieser Preselektor beinhaltet verschiedene Filterkombinationen. Das sind Tiefpass- und Bandpassfilter. Teilweise ist noch ein Verstärker eingebaut um die Kabel- und/oder Filterdämpfung auszugleichen. Auch ein Dämpfungsglied kann eingebaut sein. Die Frequenzen durchlaufen nur das für sie in Frage kommende Tief- oder Bandpassfilter. Dieser Filter wird entweder manuell vom Benutzer oder automatisch durch eine allfällige Empfängersteuerung geschaltet. So wird nur ein kleiner Teilbereich des Frequenzspektrums zum Empfänger durchgelassen.  Siehe Blockdiagramm unten. Ein Preselektor unterdrückt nur Ausserbandstörungen, Signale die ausserhalb des Filterdurchlassbereiches auftreten.
Eine breitbandige Antenne wie sie heutzutage häufig verwendet wird, empfängt in der Regel das gesamte Frequenzspektrum. In diesem Frequenzspektrum gibt es unzählige und teils auch sehr starke Sender. Gelangt dieses breitbandige Signal ohne ausreichende Vorselektion zum Analog/Digital Wandler (ADC) eines SDR, übersteuert dieser recht schnell. Das Ergebnis ist dann starkes Rauschen, undefinierbare Signalgemische und Geisterstationen die vom SDR selbst (oder auch von einem analogen Empfänger) produziert werden. Man nennt diese Art von Störungen auch Intermodulation oder Grosssignalstörungen. Wie sich solche Übersteuerungen anhören können, kann man unter folgendem Link aufrufen. >Grosssignalstörungen<
Damit solche Unliebsamen Phänomene gar nicht oder stark gedämpft auftreten, setzt man einen Preselektor ein. Hier kommt der RAP1D ins Spiel. Dieser wurde speziell für breitbandige Empfangsgeräte (SDR) entwickelt, kann aber auch für analoge Empfänger eingesetzt werden. Breitbandig, weil jeder SDR eine gewisse Spektrumsbandbreite zur Verfügung stellt. Der RAP1D hat drei abstimmbare Bandpassfilter, die mit zunehmender Frequenz breitbandiger werden.

Der RAP1D besitzt ein Aluminiumgehäuse und ist, wie von Reuter Elektronik gewohnt, hochwertig verarbeitet. Das OLED-Display ist dementsprechend klein, aber gut ablesbar. Die Inschriften sind graviert.

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Die eigentliche Filterschaltung befindet sich unter einem Abschirmgehäuse und ist somit doppelt geschirmt. Eine erfreuliche Entdeckung unter der Haube ist der hochwertige, optische Encoder von Bourns. Ein Garant für lange Lebensdauer! Mechanische Encoder, die oft in ähnlichen Geräten verbaut sind, zeigen schon nach kurzer Betriebszeit Abnutzungserscheinungen und funktionieren nicht mehr richtig. Wegen der geringen Baugrösse ist der RAP1D ein Leichtgewicht. Aus dem Grund ist auf der Unterseite der Platine ein zusätzliches Gewicht angeschraubt. Das gibt dem Gerät mehr halt auf dem Tisch.

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Die wichtigsten Daten des RAP1D

-- Größe (B x H x T): 75 mm x 28 mm x 130 mm
-- Frequenzbereich: 0 - 30 MHz
-- Tiefpassfilter bei 0.5MHz & 30MHz
-- Drei abstimmbare Bandpassfilter 0.5 - 1.9MHz -- 1.9 - 9MHz -- 9 - 30MHz
-- Regelbares Dämpfungsglied 1 - 32.5dB
-- 0 - 30MHz Bypassschaltung der Filter
-- Filterbandbreite 15 - 20% der eingestellten Mittenfrequenz
-- Durchgangsdämpfung: -2 dB von 0 – 0.5 MHz -- 0 dB  von 0.5 MHz - 30 MHz
-- Gesamtverstärkung bis 10dB
-- Pegelgenauigkeit: ± 3 dB
-- IP3: >= + 20 dBm (10 MHz)
            >= + 25 dBm (10 MHz) ab Seriennummer 521
-- Eigenrauschen: -159 dBm/Hz bei 10MHz
-- Stromversorgung: 9 bis 15V / max. 250 mA
-- Anschlüsse:
    Antenne & RX: BNC
    Stromsversorgung: Hohlbuchse mit 5.5 x 2.1mm
    WLAN-Antennenanschluss: SMA
-- Preselektorsteuerung:
    Manuell am Gerät mittels Abstimmknopf
    über WLAN vom PC aus & alle Reuter RDRxx Empfänger
    über das Koaxialkabel. Nur mit einem Reuter RDRxx Empfänger möglich.
-- Version "D": Eingebaute Fernspeiseweise mit 12V, 200mA max.
-- Version "D": Eingebaute Antennensteuerung für die Reuter RLA4 Antenne.
-- Gewicht: <= 500 g

-- Mit jedem Empfänger einsetzbar

Lieferumfang:
-- RAP1D
-- WLAN Antenne

 

RAP1D - Blockdiagramm


Vorbereitungen für den Betrieb

Das erste was man tun sollte ist das lesen der Bedienungsanleitung. So klein der RAP1D erscheinen mag, so birgt er doch einige Funktionen in sich die es zu beherrschen gilt. Man wird schnell bemerken, das im Lieferumfang des RAP1D kein DC-Kabel beiliegt. Wieso Reuter Elektronik das unbedingt benötigte Stromkabel nicht mitliefert, ist mir ein Rätsel. Man benötigt ein Stromkabel mit Hohlstecker 5.5x2.1mm. Die heutigen SDR haben sehr oft "SMA" als Antennenanschluss. Man benötigt allenfalls ein Pigtail-Kabel SMA auf BNC- Anschluss. Es gibt auch Adapter, aber von denen rate ich ab.
Sind alle Anschlüsse gemacht, kann es auch schon losgehen! Beim einschalten des RAP1D wird als erstes die Seriennummer angezeigt. Diese ist wichtig für die Konfiguration des WLAN. Aber als erster Schritt, betreibe ich den Preselektor erstmal von Hand mit dem Abstimmknopf. Dieser Knopf beinhaltet mehrere Funktionen. Durch drücken und gleichzeitiges drehen wird der kleine Kursorbalken unterhalb der Anzeigen bewegt.
Folgende Einstellungen können damit gemacht werden:
-- Filterfrequenz ändern in 1MHz, 100KHz, 10Khz Schritten
-- Verstärkung/Dämpfung einstellen
-- Antennensteuerung der RLA4
-- Displayhelligkeit
-- Konfiguration WLAN Anbindung (Knopf gedrückt halten, Gerät einschalten)

 

Die Steuersoftware RAP Control / RLA Control

Damit der RAP1D mit der Steuersoftware kommuniziert, muss dieser zuerst an das WLAN Netzwerk angemeldet werden. Am Router die WPS-Taste drücken. Den Abstimmknopf des RAP1D gedrückt halten und einschalten. Nach etwa 5 Sekunden den Knopf nochmal kurz drücken und den Knopf etwas drehen, damit der RAP1D in den WLAN-Scan Modus gelangt. Nach ein paar Sekunden werden alle verfügbaren Access-Points angezeigt. Man wähle seinen aus und drückt den Knopf zum bestätigen. Dann sollte auf dem Display ein "L" für das erfolgreiche einloggen am AP. erscheinen. Hat die Steuersoftware Zugriff auf den RAP1D, erscheint ein "S".
Die Steuersoftware für den RAP1D kommt als .exe-Datei und braucht nicht installiert zu werden. Damit die Verbindung aufgebaut werden kann, muss ins Setup gegangen werden und dort die Seriennummer des RAP1D eingegeben werden und klickt auf "Connect". Die Verbindung steht sofort. Die Steuersoftware ist unkompliziert und lässt sich gut bedienen. Allerdings ist das Programmfenster zu gross! Es nimmt sehr viel Platz auf dem Monitor ein. Hat man nur ein Monitor, wird es eng, sollte man ein SDR betreiben. Was dem Programm fehlt ist eine "On Top" Funktion. Diese hält das Programmfenster immer im Vordergrund.
Mit dem Setup-Fenster lassen sich noch Firmware-Updates auf den RAP1D übertragen. Das gelingt mittlerweile flott und ohne Probleme.

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Funktion des Preselektors

Mit dem Video unten, wird die Funktionsweise des RAP1D dargestellt. Er wird hier über den PC ferngesteuert. Dazu wird die mitgelieferte Fernsteuer-Software"RAP Control / RLA Control" verwendet. Hierzu habe ich den Premium SDR Elad FDM-S3 genommen. Dieser ist in der Lage, 24MHz Spektrumsbandbreite darzustellen.
Die erste Betriebsart des RAP1D ist die Bypass-Funktion. Damit werden die Bandpässe überbrückt was bedeutet, das keine Filterung des Eingangsignals stattfindet. Anschliessend ist zu sehen, wie sich der gefilterte Frequenzabschnitt von links nach rechts bewegt. Die Klicks auf die Up/Down Tasten der Steuersoftware sind gut ersichtlich. Gut zu erkennen, wie sich die Breite des Filterdurchlassbereiches in Richtung höherer Frequenz vergrössert. Die Filterbandbreite beträgt 15 - 20% der eingestellten Mittenfrequenz. Als Beispiel nehmen wir 10MHz Mittenfrequenz. 20% davon ergeben 2MHz. Bedeutet, die Filterdurchlassbreite ist max. 2MHz.
 

 

 

Arbeiten mit dem RAP1D

Ich habe den RAP1D seit Juli 2023 in Verwendung und war auch Betatester. Im Verlauf der Testphase, wurden mehrere Firmwareupdates gemacht. Diese betrafen meist die Steuerung und die Optimierung der WLAN Funktion. Aber auch die Hardware. Diese wurde von Version C auf D aktualisiert.
Der RAP1D wurde mehrheitlich mit dem RDR52 betrieben, weil dieser Empfänger den RAP1D fernsteuern kann. Das schöne hierbei, über die WLAN-Verbindung kommunizieren die beiden Geräte bidirektional. Der RDR52 kann den Preselektor und die Antennensteuerung im RAP1D komplett fernsteuern. Alle Einstellungen können am RDR52 gemacht werden. Der RAP1D muss nicht gesondert bedient werden. Leider konnte die Antennensteuerung nicht getestet werden, weil ich keine RLA4 Antenne besitze. Ich habe noch die ältere RLA3, leider aber kann diese Version nicht ferngesteuert werden. Aber die auf 12V schaltbare Fernspeiseweiche konnte ich benutzen. Die Antennensteuerung auf über 180° drehen und schon liegen 12V an mit max. 200mA.
Der Verbindungsaufbau zwischen RDR52 und RAP1D klappt problemlos. Im Setup-Menu des RDR52 wird "RSW" aus der Auswahlliste gewählt, die Seriennummer des RAD1D eingegeben und der WLAN Access-Point aktiviert. Beim RAP1D wird die WLAN suche aktiviert, dann den RDR52 auswählen und schon steht die bidirektionale Verbindung. Wird die Frequenz am RDR52 verändert, laufen die Frequenzanzeige und der Preselektor im RAP1D synchron. Der WLAN Verbindungsaufbau beim Neustart der Geräte dauert ca. 15 Sekunden.
Die andere Möglichkeit den RAP1D über den RDR52 fernzusteuern, ist die Anbindung über das Antennenkabel. Ja, das Koaxialkabel zwischen RAP1D und dem RDR52 dient als Steuerleitung. Hierzu wird im Setup-Menu des RDR52 nur  "RAP" angewählt. Diese Art der Fernsteuerung hat aber folgende Nachteile.
-- Langsame Datenübertragung
-- Funktioniert nicht bidirektional. Datenübertragung nur in Richtung des RAP1D
-- Geringfügige HF-Störungen durch Datenübertragung
 

Die Praxis

Wenn man mit dem RDR52 arbeitet und der RAP1D nebenan jeder Frequenzänderung folgt, nimmt man die Filterfunktion des Gerätes nicht wahr. Schaltet man den RAP1D mal auf Bypass, wird der aufmerksame SWL den feinen Unterschied bemerken. Der RDR52 hat selber einen einfachen Preselektor eingebaut und verträgt Pegelstarke Antennen gut bis sehr gut. Durch die zusätzliche Filterung des RAP1D, verringert sich der Grundrauschpegel nochmals um 3-4dB, je nach Frequenzbereich. Für Hardcore-DX ein ausschlaggebender Wert der über hören oder nicht hören entscheiden kann. Diese Unterschiede sind meistens an Pegelstarken Antennen wie z.B. der NTi MegaDipol MD300DX erkennbar.
Folgende Empfangssituationen hatte  ich im 49m & 22m Band.
Myanmar auf 5985KHz am späteren Abend kam ohne RAP1D gerade so übers Grundrauschen. Nach dem zuschalten des Preselektors, kam die Station verständlich und Berichtsreif über dem Rauschen. Ein deutlicher SNR Anstieg.
Hongkong Volmet in USB auf 13282KHz um die Mittagszeit an der Grasnarbe mit unverständlichem Signal. Nach zuschalten des RAP1D kam der Sender klar über Grasnarbe und teils verständlich. Das sind nur zwei Beispiele von vielen aus der langen Testphase und zeigen, für welche Art vom SWL ein solches Gerät von nutzen sein kann.




 

Die Filterwirkung des RAP1D gezeigt am JRC NRD-525

Es war nicht ganz einfach die Filterwirkung an den vorhandenen Empfängern zu demonstrieren. Denn alle Empfänger in meinem Shack sind ziemlich Grosssignalfest an den aktuellen Aktivantennen. Da musste ich mir einen kleinen Kunstgriff einfallen lassen. Hierbei stellte sich der JRC NRD-525 als geeigneten Kandidat heraus. Warum der NRD-525? Der ist ziemlich Grosssignalfest! Aber nur wenn der interne Preselektor aktiv ist. Dieser lässt sich mit der Tastenkombi "Memo & die Ziffer 4" umgehen und auf Bypass schalten. Normalerweise sollte diese Massnahme ausreichen um den NRD-525 zum übersteuern zu bringen. Leider aber waren die Summensignale auf der Kurzwelle in letzter Zeit tief bis sehr tief. Das reichte nicht aus um den NRD-525 zu übersteuern.
Da musste noch ein Empfangsverstärker mit richtig Power her. Zum Glück hatte Heinz Stampfl (HB9KOC) in seinem Labor einen solchen Verstärker mit 34dB Verstärkung liegen. Dieser Verstärker wurde zwischen RAP1D und dem NRD-525 in die Koax-Leitung eingeschleift.
Vorgehensweise:
Der RAP1D wird auf Bypass geschaltet, zu erkennen an der gestrichelten Linie auf dem Display des RAP1D. Der 34dB-Verstärker wird eingeschaltet und der interne Preselektor des NRD-525 auf Bypass geschaltet. Dann wird nach einem starken Sender gesucht.
Beispiel 1:
Auf 6055KHz sendet gerade der religiöse Sender Evangelische Missionsgemeinden aus Nauen und bringt knapp S9+50dB. Dann suchte ich diesen Sender auf anderen Frequenzbereichen und wurde auf der doppelten Frequenz fündig. Auf 12110KHz war der Sender zu hören. Das ist Intermodulation 2.Ordnung.
Durch einschalten der Vorselektion beim RAP1D konnte das unerwünschte Signal sofort entfernt werden. Um auszuschliessen, dass der RAP1D oder der 34dB-Verstärker die Übersteuerung selbst produzierten, wurde der Preselektor des NRD-525 kurz eingeschaltet. Wäre die Intermodulation jetzt noch vorhanden, würde entweder der RAP1D oder 34dB-Verstärker die IM produzieren. Die Intermodulation war aber sofort verschwunden. Das zeigte, dass der NRD-525 tatsächlich übersteuert hatte.
Beispiel 2:
Auf der Frequenz 8900KHz ist ein RTTY-Signal zu hören. Den Sender DDH9 konnte ich als DWD (Deutscher Wetterdienst) identifizieren. Eine eindeutige Intermodulation. Wurde die Vorselektion des RAP1D eingeschaltet, verschwand das RTTY-Signal auf der Stelle. Auch hier habe ich den Gegencheck gemacht um sicher zu gehen dass der NRD-525 wirklich übersteuerte und nicht der RAP1D oder der 34dB-Verstärker.

 

 

Fazit

Aus der Empfängerschmiede von Burkhard Reuter kommt wieder mal ein innovatives Gerät, das in dieser Form einmalig ist! Ein manueller/automatischer Preselektor mit Antennensteuerung, Fernspeiseweiche und über WLAN fernsteuerbar. Dazu noch universell einsetzbar und in gewohnt hoher Verarbeitungsqualität. Die technischen Daten können ebenfalls überzeugen.
Dennoch gibt es Kritikpunkte!
Im Lieferumfang ist kein Stromkabel beigelegt. Das Programmfenster der Steuersoftware ist viel zu gross geraten und beansprucht sehr viel Platz auf dem Desktop. Das eine oder andere Detail könnte noch verbessert werden., wie z.B. eine "On Top" Funktion.
Für wen eignet sich der RAP1D? Meiner Meinung nach ist der RAP1D ein sehr nützliches Zubehör für Hardcore-DXer. Wer das letzte dB an SNR aus seinem Empfänger rausholen möchte, sollte sich Gedanken über diesen Preselektor machen!

Toller und innovativer Preselektor!
 

gepostet: 14.01.2024

 

 

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