Dieser einfach zu bauende Funkpeiler ist mit einem Zweifachmikroprozessor aufgebaut wodurch eventuelle Abgleichungen und Eichungen überflüssig werden. Die Ablesung erfolgt durch ein 16-stelliges LED-Display. Wenn das zu empfangende Signal ausfällt oder ungenügend ist um noch eine gute Peilung zu berechnen wird die vorige Peilung wiedergegeben und die LED-Anzeige beginnt zu blinken.

Der Peiler ist unter anderm ganz gut bei Ballonfuchsjagden einsetzbar. Bei der KNMI in de Bilt in den Niederlanden lässt man in jedem Jahr im September einen Wetterballon aufsteigen der mit einer Anzahl von Radiosendern und selbst mit einem Amateur-Fernsehsender versehen ist. Am 11. September 2005 wurde diese Ballonfuchsjagd schon zum 27. mal veranstaltet und es beteiligten sich hunderte von Menschen aktiv an dem Wettbewerb um den Ballon aufzuspüren. Siehe weitere Informationen unter www.ballonvossenjacht.nl  Ausser für Fuchsjagden kann man diesen Peiler natürlich auch verwenden um Störer anzupeilen die aus Jux ihre Freude daran haben QSO's und Repeaterrunden zu stören. Ein kurzes Signal ist für eine gute Peilung ausreichend.

Die Wirkungsweise des Peilers beruht auf dem Dopplereffekt. Dies ist die Erscheinung dass eine Tonfrequenz höher oder tiefer wird wenn sich der Abstand zwischen der Signalquelle und dem Beobachter verändert. Die Wirkungsweise ist unter anderm durch das Pfeifen eines sich nähernden Zuges oder der Sirene eines Krankenwagens bekannt. Diese Wirkungsweise kann auch dazu gebraucht werden die Richtung der Quelle, in diesem Fall eines Radiosenders, zu bestimmen. Um den Abstand zwischen der Quelle und dem Beobachter zu verändern sollte es im Prinzip möglich sein die Empfangsantenne jedesmal ganz schnell dadurch zu versetzen dass man sie sich in einem Kreis drehen lässt. Um bei Radiowellen aber einen brauchbaren Dopplereffekt zu erhalten sollte die Geschwindigkeit, in der die Antenne sich dreht, zumindest ungefähr 60.000 km pro Stunde betragen [1]. Praktisch und mechanisch ist das nahezu nicht durchführbar. Daher werden an Stelle von nur einer sich drehenden Empfangsantenne vier oder acht Antennen benutzt , die zueinander in einem Kreis aufgestellt werden. Die Antennen werden elektrisch schnell der Reihe nach gleichmässig ein- und ausgeschaltet so dass jedesmal nur eine Antenne aktiv ist. Die Geschwindigkeit in der das geschieht ist nicht kritisch. Bei diesem N0GSG-Peiler geschieht das durch eine Frequenz von ungefähr 750 Hz. Durch das Ein- und Ausschalten der Antennen entsteht der Effekt als ob sich die Empfangsantenne gleichmässig dreht. Wenn sich dabei die Antenne - virtuell - auf den Sender zubewegt steigt die Frequenz. Bewegt die Antenne sich dagegen - virtuell - vom Sender weg dann sinkt die Frequenz. Mit einem FM-Empfänger kann diese Frequenzveränderung hörbar gemacht werden. Der hörbare Ton entspricht der Umdrehungsfrequenz; hier also 750 Hz. Wobei die Phase von dem Winkel abhängig ist worunter Das Radiosignal die Antenne erreicht hat. Indem man die Einschaltzeiten der Antennen als Referenz nimmt kann ein Dopplerpeiler hieraus eine genaue Peilung berechnen. Mit vier Antennen ist die Genauigkeit ungefähr zehn Grad. Mit acht Antennen sogar fünf Grad.

Der Peiler besteht aus:
- Dem Haupteinheit mit dem Display.
- Dem RF-Combiner.
- Den Antenna Switching Units (vier Stück).

Beschreibung des Hauptschaltbildes
(Drucken sie bitte zuerst das Schema aus und lese dann weiter. Für noch mehr Klarheit können sie unten am Blatt auf Fotos klicken).
Der Peiler verwendet zwei Mikroprozessoren. Einen als Zeitgeber und Ablaufsteuerer und einen zweiten als Prozessor für die digitalen Signale. Die Mikroprozessoren, U101 und U103, sind beide vom Typ AT90S1200A von ATMEL und kosten lediglich 1,45 Euro pro Stück. U101 steuert über Port B (Pin 12 -19) das Ein- und Ausschalten der vier Antennen. Zwei Portanschlusspunkte mit gegenseitiger Polarität steuern jedesmal eine Antenne. Zum Beispiel +ANT1 und -ANT1 sind die Signale die Antenne-1 steuern. Um Antenne-1 einzuschalten wird +ANT1 hoch (+ 5 Volt) und -ANT1 niedrig (0 Volt). Zur gleichen Zeit sind bei den anderen drei Antennen diese Signale genau umgekehrt und diese drei Antennen sind damit ausgeschaltet. Durch Testen habe ich festgestellt dass kein Signal von einer ausgeschalteten Antenne durchkommt. Selbst nicht in unmittelbarer Nähe eines Senders. Und dass sogar kein einziger Verlust auftritt wenn eine Antenne eingeschaltet ist. Die Steuerung jeder Antenne wird durch ein Netzwerk erreicht das aus R103 (DIP Resistor Array) und C106 - C113 besteht. Diese Netzwerke verlängern die Flankenzeiten der Steuerimpulse. Dadurch werden als Folge des kontinuierlichen Umschaltens ungewünschte Störungen im HF-Output der Antennen reduziert. Dieses konzentriert das zu empfangende Signal innerhalb der Bandbreite des FM-Empfängers anstelle es zu verbreitern. Die Netzwerke vergrössern ebenfalls die Empfangsempfindlichkeit des Peilers [2]. Die sich elektrisch rotierende Antenne produziert als Folge des Dopplereffekts einen 750-Hz-Ton aus dem Lautsprecher des FM-Empfängers. U104A und 105A verstärken und filtern das Signal und machen es geeignet für die Weiterverarbeitung durch den Mikroprozessor U103. U104A, ein MF10, ist ein geschaltetes kapazitives Filter und wird als Bandpassfilter mit einer Güte von ungefähr 150 konfiguriert. Die Mittenfrequenz wird durch die Zeitgeberfrequenz des Mikroprozessors bestimmt. Hierdurch kann keine Ungenauigkeit durch das Filter oder andere Bauteile entsteheen. Bei einem früheren Peiler ohne Mikroprozessoren was das häufig wohl der Fall. Das Bandpassfilter U104A entfernt nahezu jede Information des Audiosignals ausser den Dopplerton von 750 Hz. U104A wird durch den Mikroprozessor U101 mit einer Frequenz von 75 kHz zeitgesteuert. Der MF10 hat ein eingebautes festes 100:1-Verhältnis zwischen dem 75 kHZ Zeitsteuersignal und dem 750 Hz Dopplerton. Dadurch werden exakt 100 Zeitsteuerimpulse von 75 kHz für eine volle Umdrehung von 360 Grad der Antennen benötigt. Dadurch läuft die Mitte des Bandpasse von U104A immer exakt synchron mit der Antennenumdrehung. Der gefilterte Dopplerton bildet den Input für den Schmitt-Trigger U105A, ein LM339 [3]. U105A formt den sinusförmigen Dopplerton in ein Rechtecksignal von 750 Hz um und bringt dadurch keine Veränderung im Timing des Nullpunktdurchganges. Das Timing des Nullpunktdurchganges enthält nämlich die richtige Information der Peilung. Das Rechtecksignal vom U105A bildet den Input für den Mikroprozessor U103 auf PD1 Pin 3. U103 misst die Phase des Nullpunktdurchganges in Bezug auf das Steuersignal +ANT1 und berechnet hieraus die Peilung. U103 bedient sich hier des 75 kHz Steuersignals dass von U101 kommt. Die Peilung wird von einem kreisförmig angeordnetem Display angezeigt das aus 16 LED's D103 bis D118 besteht. Die Software des U103 sorgt ebenfalls dafür dass aus dem hereinkommenden Dopplerton ein Durchschnitt errechnet wird der viermal pro Sekunde neu erstellt wird. Hierdurch wird ein sehr stabiles Auslesen des Displays ermöglicht, auch wenn sich das HF-Signal ändert. Durch Schliessen von S103, während der Peiler eingeschaltet wird, kann diese Einrichtung auch ausgeschaltet werden um den Mittelwert zu berechnen. Dieses resultiert in ein grobes und unstabiles Ablesen. Wenn man S102 länger als drei Sekunden schliesst sorgt U103 für das Kalibrieren und speichert die Daten in das (On-Chip) EEPROM.

Beschreibung der Antenneneinheit
Die Antenneneinheit besteht aus vier Schaltkreisen die direkt unter jeder Antenne angeordnet sind und einem zentralen RF-Combiner. Die Antennen sind vier identische Viertelwellenstäbe mit PL-259 Steckern. Diese werden als Groundplanes in SO-239 Buchsen gesteckt die auf ein Blech von ungefähr 1x1 Meter montiert werden. Die Schaltkreise für jede Antenne leiten das Antennensignal jeder Antenne der Reihe nach zu einem zentralen Combiner weiter. In dem Schaltkreis für Antenne 1 schaltet Pin-Diode D7 das Antennensignal weiter zum RF-Combiner. Währenddessen schaltet Pin-Diode D8 im RF-Combiner das Signal auf den Eingang des FM-Empfängers. C11 sorgt für gleichspannungsmässige Isolation zwischen dem Schaltkreis und dem FM-Empfänger. R7, R8, L7 und L8 sorgen für die Spannungszufuhr zu den Pin-Dioden und bilden gleichzeitig eine Abblockung für die Hochfrequenzsignale. L7 und L8, jeweils 0,47 Mikrohenry, verbessern das SWR zwischen Schaltkreis und Antenne. Das Koaxkabel zwischen dem Schaltkreis und dem RF-Combiner dient gleichzeitig als Zuleitung für die +5 Volt und 0 Volt Spannungen zu den Pin-Dioden D7 und D8. C12 und C16 dienen dazu die Abschirmung auf Massepotenzial zu halten. Über den Stecker J5 wird das selektierte Signal auf den Empfängereingang geleitet. Die anderen Schaltkreise arbeiten nach der gleichen Methode. Weil N0GSG jedesmal zwei Pin-Dioden pro Antenne benutzt und die erste Pin-Diode bereits direkt unter der Antenne anbringt ist es dadurch leider nicht mehr möglich einfach vier herkömmliche Magnetfussantennen auf das Autodach zu setzen, so dass ein zusätzliches Metallblech auf dem Autodach entfallen könnte. Vielleicht ist es doch wohl möglich vier Magnetfussantennen direkt an den RF-Combiner unter Weglassen der vier Schalteinheiten mit den Pin-Dioden D1, D3, D5 und D7 anzuschliessen. In den RF-Combiner muss dann wohl bei jeder Pin-Diode ein Ersatz R-L Netzwerk eingesetzt werden das aus einem Widerstand von 220 Ohm und einer Induktivität von 0,47 Henry besteht, wie sie nun in den Schalteinheiten angebracht sind. Wenn diese Lösung auch funktioniert so hätte der Aufbau des Peilers deutlich vereinfacht werden können. Ich werde dieses daher demnächst testen.

Aufbau der Haupteinheit
Gemäss des Autors N0GSG ist der Aufbau der Haupteinheit nicht kritisch und kann auch auf normale Printplatinen aufgebaut werden solange genügend Sorgfalt für eine gute Erdung aufgewendet wird. Aus eigener Erfahrung weiss ich jedoch dass dieser Aufbau durch den Gebrauch von Mikroprozessoren einen leichten Anlass für ungewünschte Löschungen oder andere Störungen des Sofwareprogramms geben kann. Daher habe ich selber für alle Einheiten des Peilers doppelseite Leiterplatten entwickelt ( siehe unter PCB’s). Die Verdrahtung von U101 und U104A muss weit genug voneinander gehalten werden um Durchdringen der 750 Hz Impulse in den Audioteil zu verhindern. Achte auf die richtige Polarität der LED's (D103 - D118 ). Die LED's sind an den Portausgängen PB0 - PB7 und PD6 von U103 angeschlossen. Der Mikroprozessor schaltet die Portausgänge PB0 - PB7 und PD6 fortwährend zwischen 'Sourcing' und 'Sinking' um um so die Anzahl anzuschliessender LED's zu verdoppeln ohne einen zusätzlichen Multiplexer zu benötigen. Auf der Leiterplatte ist ein 10-poliger SIL-Stecker für den Anschluss der LED's angebracht. Als LED's können am besten Typen mit einer Streulinse genommen werden. Obwohl es nicht störend ist fällt es bei LED's mit einer hellen Linse auf dass die LED's nicht völlig löschen. Ich nehme an dass dieses durch einen kleinen Schönheitsfehler in der Software von U103 verursacht wird. Die LED's sind an Port B angeschlossen und die gemeinsame Leitung für den Multiplexer wird auch von Port D gebraucht. Es ist insoweit ich (jetzt) weiss nicht möglich mit einem einzigen Softwarebefehl sowohl Port B als auch Port D zur gleichen Zeit in Polarität ändern zu lassen was für ein korrektes Multiplexen eigentlich nötig ist. Zwischen zwei Befehlen liegen immer ein oder mehrere Zeitgeberimpulse die allerdings 1 MHz betragen, aber in diesem Fall doch eine kleine Überlappung in den Multiplexer geben wodurch alle LED's die eigentlich gelöscht sein müssten doch ganz kurz aufleuchten können. Dieses 'Durchleuchten' ist durchaus nicht störend und fällt jedoch nur bei hellen LED's in einer dunklen Umgebung auf. Aber als Liebhaber von ATMEL-Mikroprozessoren will ich später nochmal probieren ob ich dem abhelfen kann. Für das Anschliessen der Antennensteuerleitungen ist auf der Leiterplatte ein 9-poliger SUB-D Stecker angebracht. Für die Druckschalter S102 und S103 sind Anschlussstifte angebracht. Für die Widerstandsanordnung R103 habe ich aus Beschaffungsgründen acht gewöhnliche 100 Ohm Widerstände genommen. Löte alle Punkte, die an Masse liegen, an beiden Seiten der Leiterplatte an. Wenn du für die IC's Fassungen mit gedrehten Stiften nimmst kannst du mit dem Lötkolben die Stifte durchlöten ohne die Fassung zu verbrennen. Achte darauf dass du beim Einsetzen der Einzelteile die Reihenfolge so wählst dass du die Lötstellen jedesmal noch gut erreichen kannst. Siehe für mehr Details den Layout und die Einzelteilaufstellung der Leiterplatte.

Aufbau der Switching Units (Umschalteinheiten)
Der Autor N0GSG rät dazu den Aufbau der Antenneneinheiten sorgfältig durchzuführen. Die Umschalteinheiten werden direkt unter das Blech, das als Grundplatte für die vier Antennen dient, gesetzt. Die gesamte Elektronik muss gegen starke Hochfrequenzsignale gut abgeschirmt werden. Sämtliche Verdrahtung muss so kurz wie möglich gehalten werden. Für die Umschalteinheiten und den RF-Combiner habe ich ebenfalls doppelseitige Leiterplatten genommen. Die Abmessungen der Umschalteinheiten sind ungefähr 4 x 4 cm. Diese Leiterplättchen werden direkt auf den Mittelanschluss der SO-239 Buchsen gelötet. An den vier Ecken werden sie durch M3-Schrauben und mit Abstandhülsen befestigt. Die M3-Schrauben dienen gleichzeitig zum Fixieren der Umschalteinheiten auf dem Aluminiumblech. Benutze etwas Dichtungsmaterial um zu verhindern dass Wasser eindringt. Das Koaxkabel wird an zwei Lötstiften angeschlossen. Das Ganze wird durch ein aus doppelseitiger Leiterplatte angefertigtes Kästchen von 5 x 5 x 3 cm völlig abgeschirmt. Das RG-58 Koaxkabel läuft durch ein Loch von 5 mm an der Seite. Achte darauf dass der Mantel der Koaxkabel nicht mit dem Kästchen verbunden ist. Lass deshalb den schwarzen Mantel des Kabels lang genug weiterlaufen. Ich habe hier keinen BNC-Stecker verwendet um eine zusätzliche Störquelle zu vermeiden.

Als Grundplatte hat N0GSG ein 36 x 48 Zoll Blech verwendet mit darunter einem 1/4 Zoll dickem Sperrholz. Selber habe ich zwei Aluminiumbleche von 50 x 100 cm aus dem Baumarkt verwendet mit darunter einer 18 mm dicken Sperrholzplatte, ebenfalls aus dem Baumarkt. Mit 18 mm fällt die Platte zwar etwas schwer aus. Nachträglich gesehen wäre 12 mm oder 8 mm auch ausreichend stark gewesen. In das Sperrholz bohrst du an der Stelle für die Umschalteinheiten vier Löcher von ungefähr 75 mm. Im Baumarkt findest du Sägebohrer für Bohrmaschinen womit du ein schönes sauberes Loch bohren kannst. Wie du es dann auf dem Autodach montierst hängt natürlich von dem Modell deines Autos ab. Du musst darauf Rücksicht nehmen dass du etwas Platz zwischen dem Autodach und der Platte für den RF-Combiner lässt. Nimm auch bitte Rücksicht darauf dass noch etwas zusätzlicher Platz für die BNC-Stecker und die Kabel übrig bleibt. Selber habe ich dafür unter der Platte zwei kleine Kanthölzer befestigt. Dadurch kannst du später den Peiler eventuell auch als feste Aufstellung auf einem Tisch oder dergleichen gebrauchen.

N0GSG hat die Antennen in einem Viereck auf die Platte gesetzt. Die Ecken des Vierecks liegen auf einem Kreis mit einem Radius von 14 Zoll, was auf ein Viereck mit den Seiten von +/- 50 cm (1/4 Wellenlänge) herauskommt. Antenne 1 steht links vorn über dem Fahrerplatz, Antenne 2 rechts vorn, Antenne 3 rechts hinten und Antenne 4 links hinten auf dem Autodach. Es ist zu empfehlen eventuell andere Antennen auf dem Autodach, soweit möglich, entfernt von den vier Dopplerantennen zu halten.
Mit diesen Abmessungen ist der Peiler für Signale von 50 MHz bis 300 MHz geeignet. Wenn der Peiler für Peilungen auf 430 Mhz (70 cm) gebraucht werden soll muss der Kreisradius auf 9 Zoll verringert werden. Der Hub des erzeugten Dopplertons ist proportional  zu der Grösse des Kreisradius. Dadurch dass man diesen etwas vergrössert kann die Empfindlichkeit des Peilers noch verbessert werden. Der Kreisradius darf jedoch nicht grösser als 27 Zoll beziehungsweise 17 ZoLL (Aliasing Effect) sein. Für maximale Empfindlichkeit und ein SWR von 1:1 ist die richtige Länge der Antennenstäbe 51 cm. Ich habe die Antennen aus 1,5 mm starken galvanisierten Vogelkäfiggittern, die im Eisenhandel in Längen von 1m verkauft werden, hergestellt. Aus einem Stück können zwei Antennen hergestellt werden. Wenn sie an den Innenleiteranschluss der PL-259 Stecker gelötet werden sind sie genau 51 cm lang.

Aufbau des RF-Combiners
Wichtig beim Aufbau des RF-Combiners ist dass die Verdrahtung für jede Antenne gleich lang ist. Das gilt auch für die Koaxkabel zu den Umschalteinheiten. Lege eventuelle Überlängen in einen Bogen wenn der RF-Combiner nicht genau in der Mitte der Antennen aufgestellt wird. Jeder Zentimeter Unterschied kann eine Abweichung in der Peilung liefern die zwischen 0 und 1 Grad variiert. Das ist zwar keine all zu grosse Abweichung aber bei einer Entfernung von 50 km schielt das doch fast 1 km. Versuche zu vermeiden Kabel von einer Viertelwellenlänge zu nehmen.

Die Leiterplatte für den RF-Combiner ist daher derartig ausgeführt das der Mittelanschluss zum FM-Empfänger sich in der Mitte der Leiterplatte befindet. In einem Kreis, symmetrisch und in gleichen Abständen, werden die Anschlüsse zu den Umschalteinheiten angeordnet. Die Anschlüsse werden mit BNC-Steckern ausgeführt, die direkt auf der Leiterplatte angebracht werden. Weil die Koaxkabel gleichzeitig für die Steuersignale zu den Antennen dienen müssen die BNC-Steckern isoliert eingesetzt werden. Hf-mässig werden sie durch die Kondensatoren C13 - C16 von 1 nF an Masse gelegt. Die Pin-Dioden D2, D4, D6 und D8 bilden zusammen mit den Kondensatoren C2, C5, C8 und C11 den Weg zum FM-Empfänger. Um diesen Weg so kurz wie möglich zu halten werden diese Bauteile schwebend zwischen den Steckeranschlüssen und den vergoldeten Lötstiften auf der Leiterplatte gelötet. Die Anschlüsse für +ANT und -ANT 1 bis einschliesslich 4 werden ebenfalls mit Lötstiften ausgeführt worauf die Drähte zum SUB-D Stecker gelötet oder gewickelt werden können.
Die Leiterplatte wird mit vier M3-Schrauben und Abstandrollen in ein Gussaluminiumgehäuse von ungefähr 10 x 12 x 3 cm untergebracht. Die Löcher für die BNC-Stecker sind so reichlich gebohrt dass das Gehäuse keinen Kontakt mit den BNC-Steckern hat. Die Steuerung des Dopplerpeilers wird über einen 9-poligen SUB-D Stecker angeschlossen. Als Verbindung zwischen dem RF-Combiner und dem Dopplerpeiler kann eventuell ein herkömmliches 9-adriges Computer COM-Kabel benutzt werden. Ich selber benutze ein selbsthergestelltes Kabel von ungefähr 3 m Länge. Das Kabel besteht aus neun Litzendrähten von 0.8 mm über die ich eine Abschirmung eines Stückes RG-58 Koaxkabel geschoben habe. Ich fand dass die Kabel aus den Elektronikläden zu dünne Adern haben (0,14 mm). Die Abschirmung von dem Kabel bildet eine gute Masseverbindung zwischen der Antenneneinheit und dem Dopplerpeiler. Vergiss daher nicht die Abschirmung an beiden Seiten mit Pin 5 des SUB-D Steckers zu verbinden.

Programmieren des Mikroprozessors
Das Programmieren von ATMEL Mikroprozessoren ist im allgemeinen sehr einfach. Im Internet kann man viele Seiten mit Beschreibungen von einfachen preisgünstigen AVR Programmiergeräten finden die du benutzen kannst [5]. Achte darauf dass das Programmiergerät passend für den AT90S1200 ist. Der AT90S1200 Mikroprozessor verfügt über einen integrierten 1-MHz Oszillator. Dadurch ist es möglich U101 und U103 ohne einen externen Quarz arbeiten zu lassen. Um den RC-Oszillator zu benutzen muss im Oszillatorregister des Mikroprozessors erst das RCEN-Bit auf 0 (Null) gesetzt werden. Dies geschieht nicht gleichzeitig mit dem Laden der HEX-Datei in den Mikroprozessor sondern muss zusätzlich durch das Setzen der sogenannten FUSE-Bits gemacht werden. Bei einem AT90S1200A wurde das bereits werksseitig gemacht, sodass du nur noch die HEX-Datei in den Mikroprozessor laden musst. Hast du jedoch einen AT90S1200 erworben muss das RCEN-Bit erst noch auf Null gesetzt werden. Leider ist das aber mit einem einfachen Programmiergerät nicht möglich sondern muss zum Beispiel mit einem STK500 Programmiergerät von ATMEL gemacht werden. Speziell zum Lösen dieses Problems hat der Autor des Dopplerpeilers, N0GSG, ein 'FUSE-Bit' Programmiergerät entwickelt [6]. Darin befindet sich dann ein AT90S1200A der derart programmiert ist dass es bei einem anderen AT90S1200 das FUSE-Bit setzen kann. Alles was du nur tun musst ist den AT90S1200 in den Halter des FUSE-Bit-Programmiergerätes zu stecken und danach die Spannung einzuschalten und nach einem Bruchteil einer Sekunde ist der AT90S1200 dann für den Gebrauch des internen RC-Oszillators eingestellt.
Wenn du diese Lösung jedoch auch zu umständig findest nimm Kontakt mit mir auf und ich programmiere und teste für dich den Mikroprozessor. Und da wir allesamt Funkamateure sind natürlich GRATIS. Du brauchst lediglich die Briefmarke zu bezahlen (beim N0GSG bezahlst du $20 ).

Der AT90S1200 geht demnächst vielleicht aus der Produktion. ATMEL hat für einen Nachfolger mit mehr Möglichkeiten mit der Typennummer ATtiny2313 gesorgt. Schlag in den Datenblättern für mehr Details nach [7]. Und als Ersatz von AT90S1200 durch ATtiny2313 lies ATMEL's Anwendungsnotiz [8]. 

Abgleich und Test
Wenn U101 und U103 in die Fassungen gesetzt sind müssen die LED's am Display durch das Einschalten der Spannung erst einmal links- und einmal rechtsherum laufen. Danach blinken sie alle um anzuzeigen dass da noch kein Dopplerton empfangen wird. Wenn dies alles geschieht kannst du annehmen dass die Mikroprozessoren in Ordnung sind. Setze nun auch U104 ein und verbinde nacheinder mit einer nicht zu langen Testschnur den Audioeingang mit +ANT1 bis +ANT4. Auf diese Weise simulierst du dass ein Dopplerton empfangen wird. Jedesmal wenn du von +ANT wechselst geht das LED-Display 90 Grad weiter. Wenn du den Audioeingang mit +ANT1 verbunden hast kannst du die Eichtaste S102 schliessen (mindestens 3 Sekunden). Das LED-Display muss dann Norden anzeigen. Wenn du die Testprozedur mit +ANT2 bis einschliesslich +ANT4 wiederholst geht das LED-Display nach Osten, Süden und zum Schluss nach Westen. Du weisst nun dass die Haupteinheit in Ordnung ist. Obwohl nicht unbedingt notwendig kannst du dir nun auch am SUB-D Stecker mit dem Oszilloskop die Steuersignale für die Antennen ansehen. Diese müssen dann ungefähr so aussehen:

Steuersignale für Antenne 1 und 2. Jede Antenne wird in einer Sekunde 750 mal für 0.33 ms eingeschaltet. Die Signale von Antenne 3 und 4 sind jedesmal wieder um 0.33 ms verschoben. (Skopeinstellung : 0.2 ms/Div)

Wenn der Dopplerpeiler normal arbeitet werden die Antennen der Reihe nach mit einer Frequenz von 750 Hz ein- und ausgeschaltet. Es ist dann ziemlich schwierig zu kontrollieren ob jede Antenne gut arbeitet und die gleiche Empfangsempfindlichkeit hat. Ich habe daher einen kleinen Testkreis aufgebaut womit ich jede Antenne von Hand ein- und ausschalten kann. Der Testkreis hat, genau wie der Dopplerpeiler, einen 9-poligen SUB-D Stecker an den für den Test das Kabel zum RF-Combiner angeschlossen wird. Mit Verbindungssteckern (Jumper) im Testkreis kann ich dann auswählen welche Antenne ich einschalten will. Durch die Pin-Dioden der Antenne lasse ich dann über einen Vorwiderstand von 680 Ohm und eine grüne LED aus einer 9-Volt-Batterie ungefähr 7 mA fliessen. Die grüne LED dient nur als Anzeige.
Wenn die Antennen so eingeschaltet werden kannst du sie eine nach der anderen auf gleiche Empfindlichkeit und SWR testen. Du musst auf diese Weise feststellen können dass das S-Meter deines Empfängers nun das Gleiche anzeigt als wenn ein willkürlich anderer 1/4-Wellenstab ohne Pin-Dioden an den Empfänger angeschlossen wird. Mit anderen Worten: Die Pin-Dioden können keinen Verlust verursachen. Wenn du einen Antennenanalyser hast kannst du bei diesem Test auch von jeder Antenne nacheinander das SWR überprüfen. Du sollst dies besser nicht mit Leistung aus einem Sender machen weil eine Pin-Diode für niedrige Ströme dadurch möglicherweise beschädigt werden kann. Wenn du den Antennenanalyser an das Kabel, das von Stecker J5 zum Empfänger führt, anschliesst misst du ein SWR das etwas von 1:1 abweicht. Den Grund dafür sehe ich in den übrigen Antennenschaltkreisen die ebenfalls mit J5 verbunden bleiben. Nimm an dass du Antenne 1 zum Messen eingeschaltet hast. Du hast dann nicht nur das Breitbandnetzwerk bestehend aus R7 und L7 parallel zu Antenne 1 stehen , sondern auch die gleichen Netzwerke für Antenne 2, 3 und 4. Obwohl es keinen nachteiligen Effekt bringt wäre hier vielleicht eine Verbesserung möglich gewesen wenn die Spulen L1, L3, L5 und L7 eine höhere Induktivität gehabt hätten. Ich habe es selbst erst bemerkt als alles schon aufgebaut war. Sonst hätte ich etwas mehr ausprobiert. Übrigens sagt N0GSG über die Spulen folgendes: L1-L8 0,47µH - This component must be self resonant above 200Mhz for 2 meter operation and 500Mhz for 70 cm, reduce L1-L8 to 0,22µH.

Aufbau des Peilers
Der Peiler wird in einem sogenannten Eurogehäuse mit einer Höhe von ungefähr 60 mm untergebracht. Das LED-Display kann dann einen Durchmesser von ungefähr 50 mm an einer der kürzeren Seiten haben. Um die Löcher für das LED-Display zu bohren habe ich eine Bohrschablone hergestellt. (siehe Downloads). Bohre 2,8 mm Löcher für die LED's. Die LED's passen dann klemmend sodass selbst kein Kitt oder Leim nötig ist. Wenn du beim Bohren etwas Spiritus verwendest verläuft der Bohrer nicht und schneidet besser in das Aluminium. Wenn die LED's in die Löcher eingesteckt sind kannst du die Verdrahtung anbringen. Es ist ganz gut möglich die Anschlussdrähte um die rechteckigen Anschlussstifte zu wickeln anstatt sie daran anzulöten. Du benötigst dazu kein Wickelwerkzeug. Weil 4 oder 5 Windungen schon ausreichend sind kannst du das auch ganz geschickt mit einer kleinen Zange machen. Ich habe die Anschlussdrähte der LED's auf ungefähr 6 mm abgeschnitten so dass genügend Platz ist um jedesmal zwei Drähte zu wickeln wo das nötig ist. Dadurch dass die LED's an der Rückseite etwas herausragen ist es nötig die Leiterplatte der Haupteinheit (der Doppler selbst) ungefähr 5 mm kürzer zu machen. Damit man zwischen den untersten LED's und der Leiterplatte der Haupteinheit keinen Kurzschluss verursacht habe ich aus dünnem Kunststoffmaterial ein passendes Plättchen von ungefähr 5 x 10 cm genommen das dann zwischen die LED's und die Leiterplatte gesetzt wurde. Wenn du alles sorgfältig ausmisst bekommst du so ein schönes passendes Ganzes mit dem SUB-D Stecker an der anderen Seite. An der Vorderseite beim LED-Display habe ich auch die Schalter S102 und S103 angebracht. Die Anschlüsse für Audio und 12 Volt befinden sich beim SUB-D Stecker an der Rückseite. Die grüne LED für die 12 Volt Anzeige befindet sich in der Mitte des LED-Displays. Auf diese Weise liefert es vielleicht eine bessere Orientierung wenn du den Peiler im Dunklen gebrauchst. Es ist dann etwas leichter zu bestimmen welche von den roten LED's leuchtet.

Obwohl ich es selbst noch nicht gemacht habe scheint es mir praktisch wenn in dem Gehäuse auch ein kleiner Lautsprecher eingebaut wird. Den Audioeingang fest abschliessen mit 16 Ohm und dahinter ein LM386 oder etwas gleichwertiges mit Lautstärkeregelung sodass die Phase der Audio sich nicht verändern kann wenn man an der Lautstärkeregelung dreht.

Kalibrieren und Inbetriebnehmen des Peilers
Das Kalibrieren des Peilers nimmt ganz wenig Zeit in Anspruch. Ich selbst habe zum Kalibrieren den Repeater PI3ZLB benutzt. Die Antennen dieses Repeaters stehen in einer Höhe von 180 m auf einem Schornstein des DSM-Komplexes in Geleen. Dem Schornstein muss man sich bis auf einen Abstand von einigen hundert Metern nähern wodurch der vertikale Winkel unter dem du das Signal empfängst sich ein wenig dem Signal bei einer Ballonfuchsjagd ähnelt.

Stelle das Auto derartig hin dass es mit der Vorderseite richtig auf dem Repeater zeigt. Wenn du es ganz genau machen willst schaust du an den Antennen auf dem Auto entlang um zu sehen ob sie mit der Antenne des Repeaters in einer Richtung liegen, in diesem Fall dem Schornstein. Wenn du den Repeater empfängst drückst du S102 für drei Sekunden (oder länger). Du siehst dann dass auf dem Display die LED vorne rechts ( Norden ) leuchtet. Sie geht ins Blinken über wenn das Signal des Repeaters ausfällt. Der Peiler ist nun kalibriert. Die Angaben bleiben erhalten auch wenn du die Spannung abschaltest. Du kannst danach das Auto jedesmal um 90 Grad umsetzen damit du auch die Richtungen Osten, Süden und Westen kontrollieren kannst. In meinem Fall klappte alles exakt vom ersten Moment an.
An Stelle eines Repeaters kannst du auch selbst mit einem Handfunkgerät oder einem Fuchsjagdsender den Peiler kalibrieren. Der Autor des Peilers, N0GSG, schlägt vor einen Freund - kann auch eine Freundin sein Hi! - auf eine Entfernung von ungefähr 35 m mit einem Handfunkgerät rund um das Auto laufen zu lassen nach du zuvor die Richtung richtig eingestellt hast. Das LED-Display muss der Testperson dann genau folgen. Achte darauf dass die Antenne des Handfunkgrätes vertikal gehalten wird. Eine verkehrte Palarisationsebene kann Abweichungen in der Peilung ergeben.

Ich habe bemerkt dass die Lautstärke mitunter einen kleinen Einfluss auf die Peilung hat. Mit anderen Worten: Wenn du die Lautstärke ein wenig höher einstellst, wie das bei einem CONDOR Mobiltelefon möglich ist, kann sich dadurch die Peilung genau um ein LED nach links oder rechts verschieben. Du kannst dem zuvorkommen indem du die Kalibrierung mit der richtigen Lautstärke machst. Ich habe nicht bemerkt dass es Probleme gibt wenn du es etwas lauter einstellst. Achte darauf dass du den Peiler erneut kalibrieren musst wenn du einen anderen Empfänger verwendest. Durch einen anderen Empfänger könnte der Peiler in die entgegengesetzte Richtung weisen wenn die zwei Anschlussdrähte für den Lautsprecher vertauscht werden. Oder irgent anders wo eine Phase drehung zu stande käme.

Danksagungen:
Ich danke KD6QD, Bill Tom, für die Überlassung der QST Ausgabe November 2002.
Ich danke ON5GJ, Rik Schmitz, für das Zurverfügungstellen seines Antennenanalysers.
Ich danke DL6DZ, Horst Hensler aus Haltern am See, für die Hilfe beim übersetzen dieses Artikels in die Deutsche Sprache.
Ich danke die Redaktion vom Funk Amateur für das veröffentlichen meines Artikels.
Ich danke N0GSG, Tom Wheeler für die Genehmigung seinem Artikel weiter zu veröffentlichen zu dürfen.

Literaturhinweise:
'Transmitter Hunting Radio Direction Finding Simplified' von Joseph D. Moell, K0OV und Thomas N. Curlee, WB6UZZ. ISBN 0-8306-2701-4 (pbk).

Notizen:
[1] Antennenkreisumfang / Zeit
[2] Es ist durch etwas Experimentieren möglich die Empfindlichkeit noch zu verbessern.
[3] Ich habe die Leiterplatte für den LM358 ausgestattet.
[4] http://www.qsl.net/pa0som/technique/dopp_n0gsg/dopp2005_index.htm
[5] http://serasidis.gr/circuits/avr_isp/avr_isp.htm
[6] http://faculty.kc.devry.edu/tweeler/projects/atmel_fuseprog.pdf
[7] http://www.atmel.com/dyn/products/datasheets.asp?family_id=607
[8] http://www.atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=1992

Joep Somers PA0SOM
Februar 2006

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