Der Anti GPS Sweetspot in meinem Auto

Wenn etwas Triviales partout nicht funktionieren möchte, ist das meistens der Beginn einer grossen Lernkurve. Das habe ich in diesem schönen Hobby immer wieder erleben dürfen. So auch nun bei meinem neuen mobilen Begleiter.

 

Vor ein paar Monaten stand es nun endlich da: Mein neues fahrbares Einbaugehäuse für Funkgeräte. Nun bin ich unter die "Stromer" gegangen. Nein, nicht weil es Trendig ist. Sondern weil es dem Science Fiction meiner Kindheit wohl am nächsten kommt und ich immer davon geträumt habe.

 

Bisher nutzte ich ein IC-7000 in meinen fahrbaren Einbaugehäuse. Und ja, ich habe damit auch 10m und 6m mobilbetrieb gemacht. Eine Diamont CR-8900 zierte bisher das Heck und hat mir den Betrieb von 10m bis 70cm ermöglicht. Es reizte mich, auch mein neues "Space Ship" mit Kurzwelle auszurüsten. Doch irgendwie fand ich bei diesem futuristischen Formfaktor keine elegante Lösung. Jede mögliche Kombination von Antenne und Fahrzeug sah irgendwie "bhää" aus.

Somit war klar, dass Kurzwelle in meinem neuen Vehikel vorläufig keine Rolle mehr spielen wird. Das IC-7000 habe ich als Mobilgerät daher ausrangiert und in der zu Hause in meinem Shack als "Lokalradio" installiert. Es ist nun ein ideales Gerät für Tests von 160m bis 70cm.

 

Die Anforderungen an den Nachfolger TRX war schnell definiert: Absetzbares Display, integriertes APRS (alle Big Brothers wollen ja mit Positionsdaten versorgt sein) und einer der bekannten digitalen Modes sollte auch an Bord sein. Letzteres erleichterte mir die Selektion: Für DMR fehlt mit die Zeit, die Codeplugs nach meinen Ansprüchen zu pflegen, und auf den heimischen D-Star Repeatern höre ich, ausser die automatische stündliche Zeitansage, nichts.

 

Letzten November setzte mein neues Space Ship bei meinem Händler meines Vertrauens zur Landung an. René war mit den Bedienteilen (Frontpanels) des FTM-300DE und FTM-400 gleich zur Stelle. Gemeinsam suchten wir nach dem perfekten Installationsort für einer der beiden Bedieneinheiten. Das war aber gar nicht so einfach: Trotz viel Platz im Fahrzeug sind gescheite, stabile Installationsorte rar. Und meine YL hatte bezüglich Einbauort ebenfalls Ansprüche gestellt. Soll ja ein elegantes Space-Ship bleiben..

Einen idealen Installationspunkt haben wir nicht sofort finden können. Daher habe ich mich für den FTM-300DE entschieden: Das gegenüber dem FTM-400 kleinere Bedienteils hat mehr Potential um an verschiedenen Orten installiert werden zu können.

Zu Hause angekommen, versuchte ich zuerst eine Saugnapflösung zu realisieren. Im Blickwinkel hatte ich die grossen Ablageflächen bei den Armaturen. Ich musste jedoch rasch feststellen, dass die Saugnäpfe wirklich nur an Fensterscheiben zuverlässig Halt finden. Die modernen Materialien der Verkleidung bieten für die Saugnäpfe praktisch keinen Halt. Alo musste ich eine andere Installationsmöglichkeit suchen.

 

Bei meinen Recherchen im Netz bin ich auf die interessante Webseite von Lido Radio gestossen. Die bieten verschiedene Lösungen an, welche die Installation moderner Transceiver in Fahrzeugen ermöglichen. Unter Anderem auch eine Lösung mit der Kaffebecherhalterung. Diese Lösung gefiel mir eigentlich gut. Doch dadurch müsste ich auf einen der beiden Becherhalterung verzichten, was spätestens auf der Tour mit meiner YL zu einer vermeidbaren Diskussion führen würde. Also musste ich weiter suchen. 

Irgendwann erinnerte ich mich an die Halterung, welche an den Lüftungsschlitzen im Fahrzeug befestigt werden kann. In der Tat bietet auch mein Space-Ship bei den Lüftungsschlitzen einen sehr guten Installationspunkt. Also bastelte ich eine Halterung zu Versuchszwecken, mit welchem ich das Bedienteil an die Lüftungsschlitze befestigen konnte. Die Lüftungsschlitze befinden sich gleich rechts neben dem Lenkrad. Ideal auch, um die notwendigen GPS-Signale gut empfangen zu können. Doch hier lag ich einem Irrtum auf, wie sich später zeigen wird.

 

Das erste Foto meiner Installation schickte ich dann Carine und René zu, da sie bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht wussten, wie ich die Installation lösen konnte. Die Position ist ideal. Praktisch blind konnte ich das das Frontpanel bedienen. Und stabil ist diese Installation auch.

Nachdem ich die APRS-Funktion in Betrieb genommen habe, merkte ich jedoch, dass ich keine GPS-Signale empfangen konnte. Das hat mich dann doch sehr überrascht.

 

Leider musste ich die Fehlersuche erst einmal um einige Wochen verschieben. QRL und andere Projekte verlangten meine volle Aufmerksamkeit.

Zwischen Weihnachten und Neujahr hatte ich dann mal kurz Zeit mich wieder dem Thema zu widmen. Bis dahin hatte das Gerät schon einige Fahrstunden Betrieb erlebt. Nie ist ein GPS Signal emfpangen worden.

ch deinstallierte das Front Panel und legte die Verbindungskabel frei, damit ich das Panel frei im Fahrzeug an verschiedenen Positionen testen konnte. Zuerst ging gar nichts. Irgendwann öffnete ich das Fenster und hielt das Panel nach draussen. Es dauerte keine zwei Sekunden und schon zeigte mir das Display über 10 GPS Satelliten an. Uff – ist mein Space-Ship etwa ein Faradayscher Käfig?.

 

Da mein NATEL (mobiles Telefon – und ja, ich bin beim Provider, wo man noch NATEL sagen darf)   -  also - da mein NATEL im Fahrzeug anstandslos funktioniert, spricht das 100% gegen meine Vermutung der Abschirmung. Die Zeit lief mir leider davon und ich habe das Display erst einmal wieder am bisherigen Ort installiert. Und siehe da, ein paar wenige Satelliten wurden noch empfangen. Die ersten APRS Aussendungen funktionierten - jedoch nur eine Fahrstrecke lang. Auf dem Rückweg vom QRL war der GPS-Empfang wieder weg.

 

Später ist mir die Idee gekommen, den GPS Empfang mit meinem Handfunkgerät zu überprüfen. Mein FT-2D stellte ich im Auto neben das Display des FTM-300. Und kaum hatte ich es in Betrieb, begann es schon fröhlich damit, die APRS Positionsdaten auszusenden. So kam ich zum Schluss, dass der GPS Empfänger einfach taub sein musste. Schliesslich wurde auch im Netz über das FTM-400  ähnliche Vermutungen angestellt. Das GPS-Konzept, so nehme ich an, wird in beiden Geräten wohl identisch sein.

 

In den sozialen Medien stolperte ich dann über einen Beitrag eines anderen Benutzers, der ebenfalls beim FTM-300 Probleme mit dem GPS hatte. Ihm half einen Reset auf die Werkseinstellungen. Andere Benutzer hatten offenbar auch Probleme mit dem GPS Empfang und bestätigten, dass der Reset dem GPS-Modul wieder auf die Sprünge helfen soll.

Bevor ich diesen Schritt durchführte, habe ich mir erst einmal eine Micro-SD Karte besorgt, damit ich den ganzen Speicher sichern konnte. Das Backup hat auch prima funktioniert. Aber den Reset auf Werkseinstellungen half bei meinem Gerät aber nicht weiter. Das Gerät empfing immer noch keine GPS Satelliten.

Das Projekt musste ich einmal mehr wieder ein paar Wochen auf Eis legen. Ich spielte bereits mit dem Gedanken, eine externe GPS-Antenne anzuschliessen. Das FTM-300 bietet auch einen entsprechenden Anschluss am Frontpanel an. Mir blieb wohl nichtsa anderes über, Aber genau das wollte ich ja eigentlich verhindern. Dieser Kabelverhau im Fahrzeug graust mir nur schon beim Gedanken daran. Und ausserdem war nun mein Experimentierer-Gen definitiv geweckt. Ich wollte herausfinden, was dahinter steckt.

 

Aus diesem Grund habe ich weitere Überlegungen angestellt. Ich musste erst einmal verstehen, wie das GPS-Modul im FTM-300 verbaut ist und vor allem: wo haben wohl die Yaesu Ingenieure  die interne GPS-Antenne im Display verbaut und wie ist das Antennendiagramm?. Ich hatte nämlich den Verdacht, dass ich die Antenne mit dem grossen Armaturen-Display des Fahrzeugs abdecke. Am Bedienteil des FTM-300DE und im Manual waren keine Informationen darüber zu erfahren. René war zum Zeitpunkt der Fragestellung zwangsweise in einer Auszeit. Doch Carine hat mir mit Info's aus dem Service Manual weiterhelfen können.

Ich fand heraus, dass es sich beim GPS-Modul um ein MC-1010-YA von Locosys handelt. Als Antennenmodul wurde ein Chip-Antennenmodul "ACD-5036-A3-CC-S" angeschlossen. Aus dem Schaltplan des FTM-300 konnte man die Position nicht erkennen, aber im Printlayout ist die Lage des Moduls klar ersichtlich: Die Antenne befindet sich oben rechts auf der Platine. Sie liegt unmittelbar links vom rechten Drehregler.

Im Datenblatt dieses Antennenmoduls erfuhr ich nur die Grundeigenschaften der Antenne. So zum Beispiel, dass sie linear polarisiert ist. Nach etwas Recherche habe ich dann in der Application Note etwas über die Strahlungscharakteristik erfahren können. Daraus entnahm ich, dass die Antenne zwar rundstrahlend ist, in der Y-Achse aber eine deutliche Delle besitzt. Wenn ich die Einbaulage des Moduls richtig interpretiert habe, müsste diese "Nullstelle" in 30° Elevation nach links und rechts des Fahrzeugs zeigen.

Eine Keule zeigt senkrecht nach oben. Genau in diese Richtung ist der Empfang uneingeschränkt gewährleistet. Wie man aus dem Bild erkennen kann, ist die beste Strahlungscharakteristik demzufolge in Richtung Erdmittelpunkt...

Die im Datenblatt geforderten Einbauspezifikationen, wie z.B.  die Minimalabstände, wurden von den Yaesu-Ingenieuren eingehalten. Somit spricht aus Sicht des Engineerings nicht sehr viel gegen eine Beeinträchtigung der GPS-Signale, da die Sicht in 90° Elevation behinderungsfrei ist, müsste es ja eigentlich funktionieren..  

Hmmm – entweder ist der GPS-Empfänger wirklich taub, defekt oder der Einbauort war falsch gewählt.

Wieder verstrichen einige Wochen, bis ich mich wieder um die Problemstellung kümmern konnte. Ich erinnerte mich wieder daran, dass mein FT-2D unmittelbar rechts vom Installationspunkt des FTM-300DE die GPS Signale tadellos empfangen konnte.
Ein weiteres mal habe ich daher das Display deinstalliert und die Verkabelung für die Tests freigelegt.

Das Display verschob ich nun an die Position des rechten Lüftungsschlitzes des Dashboards. Nach dem Einschalten wurde zunächst kein GPS-Satellit angezeigt. Doch 10 Sekunden später sah ich auf einmal zahlreiche graue und blaue Punkte, welche im Display angezeigt wurden. Ich traute meinen Augen nicht!
Danach verschob ich das Display wieder zurück zu den linken Lüftungsschlitzen. Ich konnte nun beobachten, wie ein Satellit nach dem Anderen wieder von der Anzeige verschwand. Also verschob ich das Bedienteil wieder 15cm nach rechts und die Satelliten wurden wieder angezeigt. Wow – ich war erstaunt. Denn ich konnte keine wesentliche Elemente im Fahrzeug erkennen, die den Empfang so stark beeinflussen können. (Und warum bin ich nicht schon früher darauf gekommen...?)