“Der Unterschied zwischen Elektrizität und Elektronik ist so wie der Unterschied zwischen einem Toaster und einem Fernseher"
Isaac Asimov, Science Fiction Autor

Einleitung:

Die Möglichkeit mit einem einfachen DVB-T USB Dongle auf der Basis des Realtek RTL2832U Chips ein kostengünstiges Software Defined Radio (SDR) für den Funkempfang zu realisieren hat bei den Funkamateuren (und nicht nur bei ihnen) in den letzten mehr als 10 Jahren einen wahren Boom ausgelöst. Der freie und kostengünstige Empfang eines großen Frequenzspektrums wurde damit wesentlich vereinfacht. Das Interesse an dieser Plattform und den vielfältigen Experimentier- und Anwendungsmöglichkeiten ist ungebrochen.

Der Realtek RTL2832U Chip in diesen Dongles ist eigentlich ein DVB-T (TV) COFDM (Coded Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) Demodulator mit USB 2.0 Interface, der das I/Q Signal über die USB Schnittstelle auf den Rechner zur weiteren Verarbeitung schickt. Die darin (ver-)steckten erweiterten Möglichkeiten wurden vom V4L/DVB Linux-Kernel Entwickler Antti Palosaari 2012 entdeckt und haben sich wie ein Lauffeuer unter Funkamateuren und anderen am (Rund-)funkempfang Interessierten verbreitet. Vom Rundfunkempfang bis zum Wettersatellitenempfang ist fast alles möglich.

In der vom 18.10.2024 - 31.8.2025 laufenden Sonderausstellung "Unsichtbare Wellen - 100 Jahre Rundfunk" im Museum im Zeughaus in Innsbruck ist eine derartige Empfangsstation für UKW Rundfunkempfang im Eingangsbereich der Ausstellung zu sehen.

Funktionsweise der DVB-T USB-Dongles:

Der RTL2832U Chip gibt 8-bit I/Q-Samples mit einer höchstmöglichen theoretischen Samplerate von 3,2 MS/s über eine USB 2.0 Schnittstelle aus. Die höchste Samplerate, die bisher erreicht wurde ohne Samples zu verlieren ist 2,8 MS/s - das fordert aber die CPU Leistung des Rechners entsprechend. Empfohlen ist 2,56 MS/s zu verwenden - die Bandbreite ist damit maximal 2,5 MHz. Der realistisch nutzbare Frequenzbereich hängt vom verwendeten Tuner ab. Dongles, welche den Elonics E4000 Tuner benutzen ermöglichen eine Range von 52-2.200 MHz (mit einem Gap zwischen 1.100 und 1.250MHz) und sind nicht mehr sehr weit verbreitet.
Die meisten Nachfolger nutzen den Rafael Micro R820T Tuner Range: 24 - 1.766 MHz (ohne Gap). Seit 2015 wird auch der Rafael Micro R820T2 Tuner verbaut, der eine erweiterte Range: 13 – 1.864 MHz (ebenfalls ohne Gap) und verbesserte Frequenzstabilität durch einen TCXO bietet. Auch dieser Tuner ist schon in die Jahre gekommen und wird von Rafael Micro seit 2020 nicht mehr produziert ist aber noch immer in Stückzahlen erhältlich. Als Ersatz fungiert nun vermehrt der R860, der baugleich mit dem R820T ist. In den Programmen wird weiterhin ein R820T angezeigt.
Der König ist tot - lang lebe der König (der RTL-SDR Dongle Tuner)! Die Produkte am Markt werden mittlerweile hauptsächlich für diesen Zweck entwickelt und vertrieben.

Für den Empfang unter 24MHz benötigt man in der Regel einen sogenannten Upconverter, der Signale mit niedrigeren Frequenzen z.B. um 125 MHz hochmischt. Manche SDR Produkte haben den schon eingebaut. Die Software kann so konfiguriert werden, dass sie dies in der Anzeige berücksichtigt.

Es gibt eine Fülle von SDR Hardware Plattformen, die um diese RTL2832U/R820T(2) Kombination gebaut worden sind, die die Performance der einfachen SDR DVB-T Dongles erheblich verbessern. Die SDR Dongles werden insbesondere bei der Nutzung über 1.500 MHz ziemlich heiß - eine Kühlung des Chips ist sehr wichtig. Die Frequenzstabilität ist ausreichend; die Frequenzgenauigkeit kann in der Software in ppm nachjustiert werden und ist normalerweise typisch für einen bestimmten Dongle.

Es gibt mittlerweile viele weitere SDR Programme, die mit diesen DVB-T USB-Dongles funktionieren.
Das hier vorgestellte Programm SDR# (SDRSharp) von Airspy ist bei Weitem die populärste Variante, mit der man schnell unter Windows zum gewünschten Ziel kommt.

Weitere bekannte SDR Programme/Hardware:

SDR++ (kostenlos) Multiplattform (Windows, Linux, OSX and BSD) Software
Airspy Mini 2 Hardware
SDRPlay Hardware mit SDRUno (Software)
DXPatrol  Very Wide SDR Receiver (Hardware mit integriertem Upconverter für Kurzwelle)
RTL-SDR (Hardware mit SMA Buchse)
FUNCube Dongle Pro+ 150 kHz bis 240 MHz und 420 MHz to 1,9 GHz

Upconverter:
NooElec Ham It Up (ca. € 75 inkl. Gehäuse) Hardware Upconverter für Kurzwellenempfang (AddOn zu SDR Dongle)

SDR Transceiver:
HackRF (ca. € 320) 1 MHz bis 6 GHz, 20MHz Bandbreite mit bis zu 15dBm/31mW Sendeleistung (frequenzabhängig)
LimeSDR (ca. € 450) 100 kHz bis 3,8 GHz, 61 MHz Bandbreite mit bis zu 10dBm/10mW Sendeleistung
Adalm-Pluto (ca. € 320) 325 MHz bis 3,8 GHz, 20 MHz Bandbreite mit bis zu 7dBm/5mW Sendeleistung mit Pluto-SDR (Software)

Einen gut gemachten SDR Guide für Einsteiger gibt es hier:
SDR erklärt - Was ist Software Defined Radio? (wimo.com)

Sehr ausführliche RTL-SDR Seite (englisch):
rtl-sdr and GNU Radio w/Realtek RTL2832U, E4000 and R820T (superkuh.com)

Voraussetzungen für die Installation von Airspy SDR#
unter Microsoft Windows (MS Windows 7 und höher):

1. Ein kompatibles RTL2832U Device

Ich habe mich für den Nooelec RTL-SDR v5 HF/VHF/UHF USB DVB-T Dongle entschieden - kostet bei Amazon (10/2024) ca. € 38,00.
So sieht er aus:

Da dieser USB-Dongle eine SMA-Buchse als Antenneneingang hat, ist noch eine passende Teleskopantenne (ca. € 7,00) notwendig.
Es gibt zweifellos noch unzählige und teilweise sogar noch günstigere DVB-T Dongles.

2. Microsoft Windows 7 oder höher mit installiertem Microsoft .NET Desktop Runtime 7.0 oder 8.0

Ich habe die Installation unter MS Windows 11 getestet. 
Die aktuelle Microsoft .NET Desktop Runtime Version 8.0 kann (falls notwendig) von Microsoft kostenlos heruntergeladen werden:
https://dotnet.microsoft.com/en-us/download/dotnet/8.0

Screenshot Microsoft .NET Downloadseite:

3. Airspy SDR# Software

Die aktuelle Version des SDR# Software Pakets kann unter der Website:  http://airspy.com/download/ heruntergeladen werden:

Aktuelle Informationen zu SDR# findet man auch im Blog unter: https://www.rtl-sdr.com/

Installationsbeschreibung:

1. DVB-T Stick an USB Port anstecken

Wenn man den DVB-T Stick in einen USB Port steckt, werden Treiber vom Internet geladen und installiert. 
Das ist kein Problem - die Treiber werden allerdings im nächsten Installationsschritt ohnehin durch die speziellen benötigten Zadig WinUSB Treiber ersetzt. Die manchmal mit dem DVB-T Stick mitgelieferte Software darf nicht installiert werden!
Es können auch mehrere RTL-SDR Sticks zugleich verwendet werden - dann muss aber sie S/N eines der Sticks angepasst werden.

2. Installation von Airspy SDR#

Die SDR# Software von http://airspy.com/download/ herunterladen und in dem gewünschten Programmverzeichnis entpacken.
Nachdem es keine Installationsroutine gibt, ist dieses Verzeichnis später auch das Programmverzeichnis.

Dann die Installationsdatei: install-rtlsdr.bat im Programmverzeichnis starten:

In diesem Schritt wird auch der benötigte ZADIG Treiber für den USB-Dongle heruntergeladen und in das Installationsverzeichnis kopiert.
Ohne diesen speziellen Treiber funktioniert SDR# nicht!
Sollte das nicht klappen, kann der Treiber auch manuell heruntergeladen werden:
ZADIG Treiber: https://zadig.akeo.ie/

3. Installation ZADIG WinUSB TReiber

Nun muss der ZADIG Treiber für den SDR DVB-T USB-Dongle installiert werden.
Dazu die Datei "zadig.exe" im Installationsverzeichnis mit der rechten Mousetaste anklicken und "Als Administrator ausführen":

Danach beim Menüpunkt "Options -> List All Devices" und "Ignore Hubs or Composite Parents" markieren:

Nun das Device "Bulk-In, Interface (Interface0)" oder "NESDR SMArt v5" (je nach USB-Dongle) auswählen und darauf achten, dass die USB ID 0BDA 2838 erscheint.

ACHTUNG:
Keinesfall irgendein anderes Device auswählen, denn sonst wird dessen Treiber überschrieben und dadurch funktionieren u.U. Systemkomponenten wie z.B. die Mouse nicht mehr!

Es wird der WinUSB Treiber benötigt, also sicherstellen, das WinUSB in der Box nach dem Pfeil wo Driver steht ausgewählt ist.
Die Box links vom grünen Pfeil ist nicht wichtig - dort kann NONE oder RTL... stehen. Diese linke Box zeigt nur den im Moment installierten Treiber und die Box auf der rechten Seite jenen Treiber, der installiert wird, wenn Replace/Install ausgewählt wird.

Nun auf "Replace Driver oder Install Driver" klicken.

Die Installation kann bis zu 5 Minuten dauern - nach Abschluß der Installation erscheint:

4. SDR# starten und Source "RTL-SDR USB" auswählen

In dem Programmverzeichnis die Datei "SDRSharp.exe" starten und unter Source "RTL-SDR USB" (1) auswählen.
Dann unter "Einstellungen" (2) die RF Gain erhöhen (oder Tuner AGC wählen) und mit Klick auf das Dreieck "Play" (3) den Empfänger starten:

Damit ist die Installation abgeschlossen!

Die Einstellungen sind zum Großteil selbsterklärend - im Zweifelsfall findet man die Funktionen schnell heraus.

Die wichtigsten Einstellungen zu Beginn:

1. Im Setup Menu RF Gain im Setup Menü von 0 auf einen höheren Wert z.B. 14 einstellen.
2. Den Range Schieberegler auf der rechten Seite des SDR# Fensters (Zoom) passend einstellen.
3. Im Setup Menü die “Correct IQ” Einstellung aktivieren um beim  R820T/R820T2 den Center Spike zu entfernen, oder “Offset Tuning” beim E4000/FC0012/13 aktivieren.
4. Die “Snap to grid” Einstellung abschalten, oder den PPM Offset entsprechend justieren.
5. Die "Mode" (Modulation) Einstellung korrekt auf das zu empfangene Signal einstellen.
6. Richtigen Laustsprecher unter Windows auswählen.

Weiterführende Links:

Es gibt auch diverse Plugins für verschiedene Zwecke z.B. um die Empfangsfrequenz zu fixieren oder um eine "Autoplay" Funktion zurealisieren.
Eine Liste der Plugins findet sich unter: https://www.rtl-sdr.com/sdrsharp-plugins/

Viele Artikel auf der RTL-SDR Seite zeigen zusätzliche Möglichkeiten:
https://www.rtl-sdr.com/category/article/

Beschreibung der Funktionen (englisch):
https://www.rtl-sdr.com/sdrsharp-users-guide/

Einen englischsprachigen Qick-Start und Troubleshooting Guide gibt es hier:
https://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/

SDR Programme, die den RTL2832 DVB-T USB Dongle unterstützen (Auswahl):

High Definition Software Defined Radio:
http://www.hdsdr.de/

SDR Radio:
https://www.sdr-radio.com/

SDR Spectrum Analyzer
https://github.com/pavels/spektrum

RTL1090 (ADS-B):
http://rtl1090.com/

Weitere SDR Programme:
https://www.rtl-sdr.com/big-list-rtl-sdr-supported-software/
Hardware Liste:
Rtl-sdr - rtl-sdr - Open Source Mobile Communications (osmocom.org)

Anwendungen auf Basis der RTL-SDR Empfangsmöglichkeiten:
https://www.flightradar24.com/

Wettersatellitenempfang mit RTL-SDR:
https://www.youtube.com/watch?v=M_GsajjHoJE

DAB/DAB+ (Digital Audio Broadcasting) Empfänger:
https://www.welle.io/

Viel Erfolg beim Einstieg in den Funkempfang mit RTL-SDR!

Manfred, OE7AAI
aktualisiert am 17.10.2024