Een antenne voor AIS ontvangst maken

Zelf een AIS antenne maken is niet moeilijk, met wat installatiedraad en de juiste stekkers lukt het makkelijk. In dit artikel leggen we uit hoe je dat doet.

AIS-signalen worden overgebracht met uit VHF(Very High Frequency)-radiogolven met een frequentie van 161.975 MHz en 162.025 MHz. Om die te kunnen ontvangen heb je een antenne nodig die ongeveer de juiste lengte heeft. Over antennetheorie zijn vele boeken volgeschreven, maar laten we het voor dit artikel erop houden dat je de optimale lengte van de antenne voor een radiogolf kunt berekenen door 300 te delen door de frequentie (in dit geval rond 162 Mhz). Dat levert 1,85 meter op. Wil je deze signalen ontvangen dan kun je dat doen met een antenne van die lengte, een halve golflengte (ruim 92 centimeter), of een kwart golflengte (46 cm).

Het maken van een antenne kan heel eenvoudig zijn. Er zijn grofweg twee types die in aanmerking komen voor AIS. Dat zijn de monopool (een stuk metaal of draad) en de monopool met twee radialen. Als je een oude telescopische antenne hebt liggen van bijvoorbeeld een radio ben je snel klaar. Trek deze uit naar 46 of 92 centimeter en verbind deze aan de centrale draad van de kabel die je aan de USB-dongle hebt verbonden. En testen maar.

Heb je zo’n antenne dat niet, dan kun je ook een stuk installatiedraad uit je schuur of bij de bouwmarkt halen (dat is een stevige geïsoleerde koperdraad, bedoeld voor elektrisch montagewerk). Knip deze op 92 centimeter af, strip aan één uiteinde een centimeter van de isolatiemantel en verbind deze aan de centrale draad van het aansluitkabeltje van je dongle. Hoe je dat verbinden precies doet hangt helemaal af van de soort USB-dongle die je gebruikt en via welke aansluiting je externe signalen invoert (zie het artikel ‘Welke dongle voor AIS ontvangst?’).

Mocht je een koperdraad gebruiken dan is het misschien een idee om ook een PL-259 connector te kopen. Deze standaard VHF-connectors zijn goedkoop (€1,99), je kunt ze met allerlei verloopstukken aan veel soorten kabels aansluiten (dus ook de SMA-connector van het kabeltje dat onze Nooelec-dongle verbindt) en je kunt er naar hartelust mee solderen. Steek het koperen eind van de draad in de connector, maak de verbinding met wat soldeertin en je hebt zelf een prima en spotgoedkope antenne gemaakt.

Verbind deze antenne met je dongle, log in op je Pi en geef nogmaals het commando rtl_ais -n en wacht een tijdje. Als je je in een regio met veel schepen bevindt zul je al snel stuk voor stuk de gecodeerde meldingen over het scherm zien rollen. Zijn er minder schepen in de buurt dan kan het best een paar minuten duren voor je de eerste berichten ziet. Mocht je na tien minuten nog niets zien, dan is het tijd om je constructie nog eens na te lopen.

De AIS-berichten zijn overigens gecodeerd volgens het zogenaamde NMEA (National Marine Electronics Association)-protocol. Dat is een internationaal scheepvaartcommunicatieprotocol dat in zo min mogelijk data zoveel mogelijk gegevens probeert te stoppen. Voor mensen zijn NMEA-berichten niet leesbaar, maar machines kunnen de data prima ontcijferen en ordenen.

^{Bingo! De antenne werkt, na het starten van rtl_ais stromen de cryptische AIS-meldingen over het scherm. Iedere regel is het AIS-rapport van een schip.}

Houd er rekening mee dat VHF een ‘line of sight’-protocol is: als je geen zicht hebt op een schip dan kun je in theorie de signalen niet ontvangen. Dat valt in de praktijk gelukkig mee. Met ons AIS-station in de Leidse binnenstad - omringd door bebouwing - kunnen we schepen tot ver op de Noordzee, in de Rotterdamse haven en tot Gouda en Amsterdam ontvangen. Maar het scheelt enorm op welke verdieping de antenne staat. Dus: plaats je antenne zo hoog mogelijk met een zo vrij mogelijk zicht op de horizon om zoveel mogelijk scheepssignalen te ontvangen. Maar als dat niet lukt: geen zorgen, zelfs vanaf de begane grond ontvangen je nog AIS-signalen, maar dat zijn er minder en de schepen die je ziet bevinden zich dan dichter in de buurt. Probeer wel te zorgen dat de antennekabel zo kort mogelijk blijft: hoe korter de antennekabel, hoe minder ruis, hoe meer de decoder zal oppikken.

Wil je wat experimenteren met je antenne-opstelling, overweeg dan een monopool met twee radialen te bouwen. Ook dat is met installatiedraad en een PL-259 connector eenvoudig. Knip een draad van 46 centimeter en een draad van 92 centimeter. De korte draad soldeer je vast in de stekker. Dat is dus je monopool. De lange draad knik je precies in het midden met 90 graden. Soldeer deze draad vast aan de buitenkant van de stekker, met de punt van de knik naar boven zodat er een soort vredesteken ontstaat. Wij wisten met deze antenne het aantal schepen binnen bereik met een derde te vergroten.

RG58 antenna PL-259

^{Dit is de antennekoppeling die wij gebruiken: de koperdraad-monopool, vastgesoldeerd aan een PL-259 stekker. Via een een verloopstuk koppelen we deze aan de SMA-kabel die de USB-dongle verbindt.}

Dit artikel is onderdeel in een serie. Dit zijn alle delen:
1. Bouw je eigen AIS-station met een Raspberry Pi
2. Een antenne voor AIS ontvangst maken
3. Welke SDR dongle voor AIS ontvangst?
4. Deel AIS data met Marinetraffic, Vesselfinder en AISHub
5. P2000-berichten ontvangen met RTL-SDR