Directionele antenne voor korte afstanden tbv gsm ontvangst

Het moest er ooit eens van komen mijn eerste eigen post op het circuitsonline-forum.

Momenteel ben ik bezig met een interesse project, middels een RTL-SDR R802T en GNU-radio, probeer ik telefoonverkeer te ontvangen.

http://i66.tinypic.com/dea6tl.jpg
(de RTL R802T)
http://i65.tinypic.com/2z7mws8.png
(GNU-Radio)

Voor anderen die daar in geïnteresseerd zijn, volgende voorbeelden zullen je een heel eind op weg helpen:

https://z4ziggy.wordpress.com/2015/05/17/sniffing-gsm-traffic-with-hackrf/
https://payatu.com/passive-gsm-sniffing-software-defined-radio/

Nou heb ik niet de behoefte om me te verdiepen in het ont-sleutelen van telefonie, eigenlijk wil ik alleen maar gericht kunnen detecteren of een specifieke telefoon een actieve verbinding heeft.
Op 2G is dat uiteraard goed te doen maar bij 3G en 4G zal het nog een hele uitdaging worden, omdat dit op data gebaseerde verbindingen zijn.

Bij het gericht detecteren ontstaat nu ook de moeilijkheid, wanneer ik gebruik maak van een normale antenne ontvang ik alle telefoons in de weide omgeving. Daardoor kan ik niet vast stellen of een specifieke telefoon een actieve verbinding heeft.

Volgens mij is de simpelste oplossing het toepassen van een directionele antenne zoals een Yagi, het ontvangst gebied van een yagi zou er als volgt uit kunnen zien:
https://www.mobilemark.com/wp-content/uploads/2013/08/faq-4c.jpg

Alleen vermoed ik dat de versterking van zo'n antenne zo groot is dat ik dankzij reflectie in een gebied met gebouwen. Nog steeds niet gericht op korte afstand (+-50-100M) kan vast stellen of een telefoon een actieve verbinding heeft.

Mogelijk moet ik gewoon gaan testen met een yagi antenne en dan gaan zien wat de resultaten zijn. Maar ik weet dat er hier veel kennis is omtrent radio zenden en ontvangen en ik zou daar graag gebruik van maken uiteraard deel ik mijn resultaten in dit topic op het forum.

Qua antenne bereik heb ik een antenne (of twee antenne’s) nodig die bruikbaar is voor het ontvangen van telefoon verkeer.
824-960 MHz
1710-2170 MHz

mel

Golden Member

Een GSM telefoon die aan staat, heeft in principe altijd een verbinding met het netwerk.. ze pingen naar een mast met het beste signaal.
En waarom zou je dit willen weten?

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Nou heb ik niet de behoefte om me te verdiepen in het ont-sleutelen van telefonie,
eigenlijk wil ik alleen maar gericht kunnen detecteren of een specifieke telefoon een actieve verbinding heeft.

Als het om een specifieke telefoon gaat zul je de boel toch moeten decoderen. Hoe weet je anders welke het is?
Zeker ook als je wilt weten of het een actieve verbinding is.
Daarbij kunnen telefoons bij slechte ontvangst ook nog regelmatig van zendmast wisselen.

[Bericht gewijzigd door Arco op 28 februari 2019 10:32:03 (19%)]

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Hallo Mel,

Dat klopt een telefoon ping regelmatig naar verschillende masten, maar dat is een heel ander gedrag dan wanneer een toestel (op 2G) een verbinding voor spraak onderhoud.

Ben hier vooral mee begonnen uit interesse om te zien wat ik met een goedkope RTL-SDR dongle kan ontvangen en om zo meer begrip over telefonie te krijgen.

Het gericht kunnen bepalen of een toestel een actieve verbinding heeft lijkt me super interessant en ik kan tal van voorbeelden verzinnen waar dit praktisch toepasbaar is.

Maar goed zo beland je wel van het analyseren van data in het domein van antenne's en daar voel ik me nog niet erg thuis.

Op 28 februari 2019 10:29:51 schreef Arco:
[...]
Als het om een specifieke telefoon gaat zul je de boel toch moeten decoderen. Hoe weet je anders welke het is?
Zeker ook als je wilt weten of het een actieve verbinding is.
Daarbij kunnen telefoons bij slechte ontvangst ook nog regelmatig van zendmast wisselen.

Dat klopt, ik doel meer op ik ben niet van plan werkelijk verzonden data/sms-verkeer te onderscheppen en in te zien zoals 1 van de links omschrijft.

Uiteraard zou het wel kicken zijn als je de software zo mooi krijgt dat je call-ID's kunt achterhalen.

Maar het probleem waar ik nu mee zit is dat ik niet op afstand verkeer van een enkele/paar telefoon(s) kan ontvangen want dan ontvangt mijn staaf antenne verkeer/ruis van alle telefoons uit de buurt.

Frederick E. Terman

Honourable Member

In elk geval, richtantennes zijn wel te koop. Er zijn paneelantennes, maar ook yagi's, en voor breedbandtoepassingen de logper (logaritmisch-periodische antenne).
https://www.wimo.com/download/60065.01_neu.pdf

Met de 20 dB voor/achterverhouding van het voorbeeld in de pdf zou je goed moeten kunnen zien waar een bepaald signaal vandaan komt.
Dat kan dan evengoed nog een reflectie zijn, maar dat merk je wel als je met de richtantenne gaat 'rondkijken'.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha TimDrenthe,

Ik kan nog niet pressies de bedoeling zien als het gaat om een telefoon in een richting te detecteren wauw :D
Wat ik nog heb doe er niets meer mee is de Agilent E7475A GSM Based Drive-Test System maar dat zal niet de bedoeling zijn denk ik.
Wel is grappig en daar ga ik hem maar voor gebruiken er zit een grandioze GPS ontvanger in er zitten dan ook twee antennes bij GPS en GSM.
Verder gebruik ik de MT8802A van Anritsu die gebruikte ik nog wel maar dan voor analoog en er zit een hele mooie signaalgenerator in met dit set kan je in de HUB transponders zend/ontvangers afregelen en bellen moet je een kaartje hebben tja niets komt voor niets :(
Met die Agilent meet je de veldsterkte rondom de antenne op straatniveau dus het stralingsdiagram.
Een kleine schets wat er voor kom kijken om een en ander te kunnen meten en dan moet je wel toegang krijgen van de telecom provider.

Nu terug komen op je vraag met een enkele Uda Yagi antenne gaat dat niet lukken de openingshoek blijft veel te groot.
Daar is die antenne ook niet voor bedoeld bij deze uitvinding ging het om de versterking van het E component.
Ik denk dat je moet spelen met een aantal golflengtes of antennes moet stapelen.
De lageband λ30cm is misschien wat onhandig.
Je idee van 50...100m dat wordt een bijzondere klus je heb namelijk geen controle over de zender en die straalt vrij breed ik denk dat ook al bundel je jou ontvanger je een redelijk gebied zeker wel 300..500m (ligt aan jou afstand tot de zender) het signaal te ontvangen is.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Hensz

Golden Member

Met een richtantenne kun je volgens mij ook niks. Een belangrijke eigenschap van mobieltjes is hun mobiliteit. Er hoeft maar heel weinig te gebeuren en je mobiel wandelt uit de richtballon. En daar hoeft zo'n ding niet eens het huis voor uit.

Don't Panic!

Wat is er mis met experimenteren terwijl het geen nut heeft? Heb ik zoveel gedaan in m'n leven. Niet dommer van geworden.
Dus, TS, bouw gewoon een eenvoudige antenne in elkaar en kijk wat er gebeurd. Er zullen vast wel wat ontwerpen rondslingeren. Ik zit zelf aan zo'n quad te denken die voor een reflector-paneel zit, hoewel dat voor 900MHz wel wat groot wordt. Zoekterm: "double quad".

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein

Op 28 februari 2019 19:53:32 schreef flipflop:
Wat is er mis met experimenteren terwijl het geen nut heeft? Heb ik zoveel gedaan in m'n leven. Niet dommer van geworden.
Dus, TS, bouw gewoon een eenvoudige antenne in elkaar en kijk wat er gebeurd. Er zullen vast wel wat ontwerpen rondslingeren. Ik zit zelf aan zo'n quad te denken die voor een reflector-paneel zit, hoewel dat voor 900MHz wel wat groot wordt. Zoekterm: "double quad".

Bedankt flipflop, tja als je niet wat gekke dingen onderzoekt leer je nooit hoe het nou werkelijk in elkaar steekt. Begin me wel te beseffen dat mijn wens heel moeilijk te realiseren is.
Ik ga proberen of ik met de door jou voorgestelde antenne goede resultaten kan boeken ook leuk om zoiets zelf te maken.

Een andere optie waar ik aan zit te denken is om een staaf antenne te pakken maar dan met zoveel verzwakking dat alleen signalen heel dicht bij die antenne goed worden opgevangen.
Echter vraag ik mij af of zoiets wel realiseerbaar is.

Ha TimDrenthe,

Met experimenteren is zeker niets mis zelfs als het alleen leerzaam is ;)
Alleen is het probleem/de vraag heel complex in tegenstelling tot de elektronica daar kunnen we gemakkelijk de spanning en stromen beïnvloeden heb je bij antennes direct te maken met de fysica en daar kunnen we met al onze kennis niet omheen :o
Om uit een EM-veld signaal op te pakken.... dat lukt met een draadje al wel en om een goed rendement te verkrijgen zorgen we ervoor dat de opnemer in resonantie is met de frequentie.
Om nog meer signaal uit dat veld te halen plaatsen we elementen er voor en er achter met de bedoeling om het signaal in de ontvang richting in fase terug te werpen op de dipool.
De consequentie van deze uitvoering is dat het in fase optellen alleen geldig is in de richting haaks op de dipool.
Nu kan je qua constructie niet elementen er bij blijven plaatsen ook loopt door afwijkingen het rendement terug.
De oplossing meerdere antennes samen schakelen elke antenne pakt een hoeveelheid energie uit het EM-veld maar ook hier met de consequentie dat dit alleen geldig is haaks op het antenne stelsel waardoor de openingshoek kleiner wordt maar dat is pressies wat je wil bereiken.
Alleen de uitvoering is niet echt praktisch :(

De uitvoering elektronisch is best ingewikkeld ik kan nu even niet tekenen maar in tekst.
Je zult op een of andere manier een richting moeten bevooroordelen.
Als je twee antennes naast elkaar monteer in de ontvangstrichting en in een antenne een verdeler monteer daarachter nog een verdeler dan kan je in de tweede antenne een 180° fase netwerk aansluiten op de tweede verdeler alle signalen recht vooruit dus haaks op de dipool ben je nu kwijt.
Wat je nu overhoud zijn de signalen uit alle andere richtingen maar die wil je niet door deze signalen d.m.v. een 180 ° fasenetwerk weer te koppelen met de overgebleven poort van de eerste verdeler worden de signalen uit alle andere richtingen onderdrukt en hou je alleen het signaal recht vooruit dus haaks op de dipool over.
Je zult begrijpen dat dit een grove schets is op de punten waar de signalen in tegen fase bij elkaar opgeteld worden moeten de amplitudes gelijk zijn dus her en der moet een versterkertje komen om de verliezen van de verdelers te compenseren.

Het richtingdiagram wat op deze manier ontstaat met een antenne en een hulp antenne valt of staat met de mate van fase discriminatie
Om dit elektronisch uit te voeren is best wat ontwikkeling nodig.
Ik heb geen idee of dit in je straatje past om zo iets te ontwikkelen :?

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
mel

Golden Member

Het zelfde principe als met een gordijnantenne "slewing"word genoemd.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Ha mel,

Ja dat geeft het zelfde resultaat dat zijn de antennes van Marconi in de golf daar in de woestijn de opstralingshoek wordt continu geregeld.
Alleen @TS kan geen grote array kwijt dus dan zou je het elektronisch kunnen proberen.
Je moet wel een regellus ontwerpen de fasedraaier en demper moeten elektronisch bestuurd worden.
Maar goed dat is te doen als alles maar op de zelfde frequentie zit in verband met de fase afhankelijke bandbreedte.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.