UR7HBQ: Запускаем сервер широкополосного радиосканера RTL-SDR на Raspberry Pi

Все материалы сюжета:

  • Как случилась настоящая радиореволюция
  • Делаем первые шаги с RTL-SDR
  • Первое поколение доступных SDR-трансиверов

Уверен, для многих из вас, как и для меня совсем недавно, происходящее в радиоэфире было настоящей магией. Мы включаем телевизор или радио, поднимаем трубку сотового телефона, определяем свое положение на карте по спутникам GPS или ГЛОНАСС — и все это работает автоматически. Благодаря RTL-SDR у нас появился доступный способ заглянуть внутрь всего этого волшебства.

Как уже говорилось, RTL-SDR — это целое семейство дешевых ТВ-тюнеров, способных выполнять функцию SDR-приемника. У этих игрушек разные названия и бренды, но объединяет их одно — все они построены на чипсете RTL2832. Это микросхема, содержащая два 8-битных АЦП с частотой дискретизации до 3,2 МГц (однако выше 2,8 МГц могут быть потери данных), и интерфейс USB для связи с компьютером. Эта микросхема на входе принимает I- и Q-потоки, которые должны быть получены другой микросхемой.

R820T и E4000 — это две наиболее удобные для SDR микросхемы, реализующие радиочастотную часть SDR: усилитель антенны, перестраиваемый фильтр и квадратурный демодулятор с синтезатором частоты. На рисунке — блок-схема E4000.

image

Хакер #177. Радиохакинг: что такое SDR?

  • Подписка на «Хакер»

Разница между ними следующая: E4000 работает в диапазоне ~52–2200 МГц и имеет немного большую чувствительность на частотах менее 160 МГц. Из-за того что производитель E4000 обанкротился и микросхема снята с производства, остающиеся тюнеры покупать все труднее, и цены на них растут.

R820T работает в диапазоне 24–1766 МГц, однако диапазон перестройки внутренних фильтров сильно затрудняет работу R820T выше 1200 МГц (что делает невозможным, например, прием GPS). На данный момент тюнеры на этой микросхеме легко купить, и стоят они около 10–11 долларов.

Также продаются тюнеры на микросхемах FC0012/FC0013/FC2580 — у них очень серьезные ограничения по частотам работы, и лучше их не покупать. Узнать, на какой микросхеме сделан тюнер, можно в описании товара или спросив у продавца. Если информации по используемым чипам нет — лучше купить в другом месте.

Покупка

В розничных магазинах их не найти, поэтому нам поможет aliexpress.com. Пишем в поиске R820T или E4000, сортируем по количеству заказов, внимательно читаем описание (там должно быть явно написано, что тюнер использует микросхемы RTL2832 + E4000 или RTL2832 + R820T), и можно заказывать. Присылают обычно почтой России, в течение 3–6 недель.

В комплекте с тюнером будет и крошечная антенна — ее, конечно, лучше заменить. Хорошие результаты можно получить, используя обычную комнатную телевизионную антенну МВ-ДМВ «рога». В описании товара также нужно обратить внимание на разъем антенны — и либо искать тюнер с обычным телевизионным разъемом, либо расчехлять паяльник и делать переходник / перепаивать разъем. При пайке очень легко убить устройство статическим электричеством, так что заземляйтесь.

image 4. Отрежьте столько, сколько нужно, желательно не меньше 20м, это будет полотно антенны, то есть — сама антенна. Один конец — в комнату, к приемнику, через оконную раму. Ко второму концу присоедините изолятор (кусок пластика, текслолита, полипропиленовой трубки и т.д.) В общем, любой изоляционный, крепкий материал, который не проводит ток (деревяшку нельзя). Он нужен для того, чтобы антенну электрически отделить от забора, дерева и т.д. К этому изолятору прикрутите либо остаток провода, либо верёвку, капрон, леску, прочную нитку и привяжите к дереву, столбу, соседнему дому и т.д. Чем выше от земли, тем лучше для приёма.

Всё, простейшая антенна для SDR приёмника у вас готова. Можете слушать радиолюбителей.

Установка драйвера под Windows

Обновление:

  • 30/09/2018: Новая статья с примером применения RTL-SDR: Собственный сервис по отслеживанию самолётов
  • 29/09/2018: Пример применения RTL-SDR: Сканирование EGSM диапазона
  • 30/06/2018: Добавлена информация про ошибку «Cannot access RTL device»
  • 28/12/2017: Добавлена информация про SDR сервер и информация по WebSDR
  • 18/11/2017: Описание процесса установка драйвера под Windows
  • 16/11/2017: На нашем сайте опубликованная статья: Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник

Давно читал о применении USB ТВ тюнеров на микросхемах RTL2832U + R820T в качестве SDR приёмника.

Тема меня заинтересовала но в стандартном исполнении диапазон ограничивался 24 — 1750 МГц. Были статьи (1, 2) о доработке и расширении диапазона и захвата всего КВ, но все это был такой-то «соплестрой». И вот на Ebay появилось доведенное до ума устройство, которое и было приобретено.

Всегда хотелось иметь обзорный приемник. Аппаратура как говориться «на все диапазоны» есть, а посмотреть, что творится в радиусе 3 МГц в реальном времени всегда полезно, как раз для этого он и приобретался.

Характеристики:

Диапазон частот 100 кГц — 1750 МГц
Модуляция АМ, FM, NFM, LSB, USB, CW
Полоса обзора меняется от 250 кГц до 3 МГц
Чувствительность 0.22 мКв (на 438 МГц в режиме NFM)
Входное сопротивление приёмника 50 Ом

В добротном металлическом корпусе, материнская плата с 2 разъемами SMA. Один UV от 24 – 1750 МГц, второй HF от 100 кГц – 24 МГц. В центре материнской платы всё тот же ТВ тюнер с доработками.

  1. Плата ТВ тюнера на микросхемах RTL2832U + R820T.
  2. Подключение антенного входа 24 – 1750 МГц.
  3. Фильтры приемника КВ диапазона 100 кГц – 24 МГц.
  4. Доработка, подключение к 4 и 5 ноге микросхемы приемной части 100 кГц – 24 МГц.

Описание будет под Windows 10, но думаю, заработает и на Windows 7/8.

Когда SDR приёмник на базе RTL2832U + R820T подключается к компьютеру, то Windows устанавливает неподходящие для наших целей драйвера, а программа Zadig (http://zadig.akeo.ie) поможет нам установить правильные драйвера.

Подключаем SDR приёмник к USB, скачиваем программу Zadig (http://zadig.akeo.ie) и запускаем её от прав администратора.

Выполняем ниже следующие действия:

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 1Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 2 Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 3Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 4

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 5

В Диспетчере устройств Windows должно появиться устройство RTL2838UHIDIR

В Диспетчере устройств Windows должно появиться устройство RTL2838UHIDIR

SDRSharp подключение к RTL-SDR

SDRSharp подключение к RTL-SDR

  1. Выбираем источник сигнала, в нашем случае SDR подключен по USB;
  2. Входим в настройки параметров соединения;
  3. Выбираем RTL-SDR приёмник;
  4. Включаем параметры AGC (Автоматическая регулировка усиления);
  5. И нажимаем «Start».

Если в процессе подключения к SDR появится ошибка «Cannot access RTL device»

SDR Sharp. Connot access RTL Device

то запустите файл «install-rtlsdr.bat» из архива sdrsharp.

Параметры подключения к SDR

Sample Rate (Частота дискретизации RTL) Ширина полосы приемника, 2048 MSPS это 2.048 МГц (значение по умолчанию). Полосу можно менять от 0,25 МГц до 3,2 МГц. Чем больше полоса, тем больше нагрузка на процессор.Не на каждом компьютере можно нормально работать с максимальной полосой. Если будет притормаживать на вашем компьютере, подберите полосу пониже.
Sampling Mode Режим работы RTL устройства. Для работы необходим режим «Quadrature sampling».
Offset Tuning Данная опция актуальна только для тюнера E4000. Переключает режим работы входа RTL с нулевой частоты на промежуточную не нулевую. Включение данной опции позволяет избавится от «палки посредине экрана». На 820’ых тюнерах эта опция игнорируется.
RTL AGC Автоматическая регулировка усиления на участке «Смеситель тюнера — АЦП RTL2832».
Tuner AGC Автоматическая регулировка усиления на участке «Вход приемника — МШУ — Смеситель». Данная АРУ может работать не очень хорошо, многое зависит от антенны, условий приема и диапазона который вы принимаете. Я её всегда включаю. Если не включить будет очень низкая чувствительность SDR приёмника.
RF Gain Ручная регулировка усиления тюнера. Позволяет самостоятельно менять усиление входного тракта тюнера при отключенной «Tuner AGC».
Frequency correction PPM Коррекция частоты опорного генератора тюнера. Калибровка частоты приема необходима для точного соответствия индикации принимаемой частоты её реальному значению. Описание процедуры калибровки: http://rtl-sdr.ru/page/kalibrovka-chastoty-priema

Установка драйверов и программы управления SDR приёмником

6. После этого в окошке программы покажется список ваших всех USB устройств, в том числе и SDR приёмник. Он будет отображаться как Bulk-In, Interface (Interface 0), выбираете его.

7. После этого, нажмите большую кнопку Replace Driver

8. Драйвер Zadig начнёт установку, после которой появится окошко, что драйвер установлен. Нажимайте «Close» и закрывайте программу Zadig. На этом, самый сложный этап завершен.

1. Запускайте программу по ярлыку на рабочем столе. В момент запуска у вас каждый раз будет появляться такое окно

Это окно, в котором программа как бы спрашивает у вас — с какой DLL мне работать? Для начала, выбирайте пропатченную DLL, то есть SW_Patch. С этой DLL ваш SDR приёмник сможет принимать радиоволны примерно от 3 до 12МГц, то есть радиохулиганов на 3МГц и два любительских диапазона 80м и 40м. Потом, когда приобретёте или сами спаяете конвертер, будете запускать программу по обычной DLL. 2. Итак, программа HDSDR запустилась и, если вы всё ранее сделали точно по пунктам, как мы писали — вы услышите шум эфира, ваш SDR приёмник — работает! Подключайте антенну и попробуйте настроиться на станции

3. Программа на английском языке, но, интуитивна понятна. Самое главное, запомните в настройках программы этот путь: Options / Misc Oprions / Reset to factory settings. Это функция, которая обнуляет все найстроки программы на заводские. Она вам обязательно пригодится, чтобы сбрасывать настройки, когда будете экспериментировать 😉

На этом всё. В следущих статьях поделимся опытом с настройками программы.

Данный вариант безнадежно устарел. В ближайшем будущем на этом месте появится ссылка на описание свежей версии!

Схема нарисована в редакторе Digikey:

Конвертер обеспечивает очень высокую чувствительность, вместе с тем, из-за использования малошумящих полевых транзисторов на входе, собственный уровень шума очень невелик. К слову, чувствительность конвертера такая, что в экранированной коробке он принимает некоторые станции вообще без антенны.

В качестве задающего генератора гетеродина используется готовый осциллятор на 40 Мгц. Такая частота выбрана не зря. Я видел множество схем и готовых изделий с генератором на 125Мгц, мол, в таком случае, не мешают FM станции, это все правда, но на участке 40-60Мгц у приемника на базе R820 и аналогичных тюнеров чувствительность значительно выше, чем на участке 125-155Мгц. Использование частоты 40МГц имеет свои недостатки, например, зеркальный канал, который появляется на участке 20-40Мгц принимаемой частоты, но мне это не мешает, т.к. дальше 20 МГц на КВ для меня ничего интересного нет, а начиная с 24МГц тюнер R820 способен принимать самостоятельно. Подстрочником R12 можно регулировать усиление сигнала гетеродина для поиска оптимального режима работы смесителя.

Преселектор использует древний двухсекционный воздушный переменный конденсатор 20..495 пф, он обеспечивает перекрытие всех любительских диапазонов. Преселектор строго необходим, чтобы отстраиваться от сигналов мощных вещательных станций. Без отстройки из-за высокой чувствительности конвертера возникают сильнейшие интермодуляционные искажения, которые делают прием слабого полезного сигнала невозможным.

Конвертер разделен на две части, изолированные друг от друга и экранированные (иначе не избежать самовозбуждения): ВЧ и смеситель (большой блок) и УПЧ (маленький блок). ПЧ из первой части во вторую подается по коаксиалу. На ужасном фото ниже виден лишь большой блок, малый же не попал в кадр. Последний следует располагать в непосредственной близости от платы донгла, а трансформатор L5 должен обеспечивать полную гальваническую развязку цепей конвертера от цепей донгла и USB. Соединять землю конвертера и землю USB не рекомендуется, особенно если корпус системного блока не заземлен (меньше наводок).

Аттенюатор, выполненный в виде обычного потенциометра, обеспечивает плавную регулировку уровня входного сигнала, что позволяет эффективно убирать интермодуляционные искажения.

Питание — 5 вольт. У меня платка донгла охлаждается мини-кулером на 12 вольт, поэтому питание в коробку подводится от отдельного блока, а конвертер питается через стабилизатор 7805. Питать его от USB настоятельно не рекомендую из-за чрезвычайно высокого уровня помех. Чтобы снизить уровень шумов на панораме, я все импульсные блоки питания на рабочем месте оснастил ферритовыми фильтрами, а локальную сеть переложил экранированной витой парой, все заземлил. Только тогда стало возможным увидеть и услышать что-то интересное.

Диоды D1, D2, D3, D4 — две сборки диодов Шоттки BAT54S

Намотка ВЧ трансформаторов:

На ферритовом колечке намотать по 6 витков свитых между собой трех проводков диаметром 0.2 мм по такой схеме:

Затем соединяем н2 и к1, это будет центральный отвод, н1 и к2 при этом будут другими выводами вторичной обмотки, н3 и к3 соответственно — первичная. Чтобы не запутаться, я крашу начало красным маркером, конец — синим, затем тестером исключаю выводы одной и той же обмотки и скручиваю вторичку.

Прошу прощения за такую ужасную фотографию, не хотелось мастерить нормальный корпус пока не будет проработана вся конструкция. В настоящий момент конвертер со всем добром, включая приемник, находится в спаянном из нескольких листов стеклотекстолита «корпусе». В планах (хотя, не уверен, что они будут воплощены) высокодобротный преселектор на все любительские бэнды с цифровым управлением, более качественная фильтрация сигнала гетеродина (на плате видно, что место под фильтр предусмотрено, но я пока от него отказался) и ПЧ.

Напомню, что в качестве приемника используется этот незамысловатый девайс: Китайский USB ТВ-тюнер на чипе RTL2832U, который имеет недокументированную возможность прямой оцифровки квадратурного сигнала с находящегося на той же плате тюнера R820, что позволяет при использовании специального ПО превратить его в радиоприемник, работающий в диапазоне 24 — 1700 Мгц и принимать FM, TV, спутниковое ТВ (с конвертера на тарелке, теоретически), сигналы практически всех возможных носимых и стационарных радиостанций (HF, CB, VHF, UHF, спецслужбы, ВВС, гражданская авиация, флот), перехватывать сигнал GSM в старых диапазонах, получать телеметрию всевозможных спутников, пролетающих над головой, путешествовать во времени

Тем не менее вот, что можно принять при помощи этого конвертера:

Автор статьи: Goryham SDR приёмник на микросхемах RTL2832U + R820T обладает следующими характеристиками: Диапазон частот: 24 — 1750МГц Модуляция: АМ, FM, NFM, LSB, USB, CW (ADS-B, D-STAR, AIS и другие виды…) Полоса обзора: меняется от 250кГц до 3МГц Чувствительность: 0.22мКв (на 438МГц. в режиме NFM) Входное сопротивление приёмника: 50ом Диапазонные фильтры: только внешние Разрядность АЦП: 8бит Динамический диапазон: 50дб (в режиме CW) Задержка принимаемого сигнала: 340мсек. Интерфейс: USB 2.0 Требования к ПК: любой современный Операционная система: Windows, Linux, Android Для чего нужен радиолюбителю SDR приёмник? В первую очередь для различных экпериментов. Проконтролировать качество своего сигнала, послушать круглый стол, определить прохождение, принять APRS маяки. Этот SDR-приёмник можно использовать как панорамную приставку к КВ трансиверу, как селективный измеритель и как анализатор спектра. RTL-SDR приёмник перекрывает любительские диапазоны: 24МГц, 28МГц, 50МГц, 145МГц, 430МГц, 1270МГц и безлицензионные частоты CB, LPD, PMR. Особенности SDR-приёмника Конечно, вы захотите использовать SDR не только для экспериментов, но и для приёма станций из эфира. Здесь кроется одна особенность. Дело в том что RTL SRD не имеют диапазонных фильтров. Поэтому при подключении внешней антенны и при сильных помехах, возможно забитие входа приёмника. С хорошей антенной вы не сможете получить максимальную чувствительность из-за помех и наводок. В показанном на фото RTL-SRD прёмнике используется антенный разьём MCX. Такие разьёмы иногда используются в сотовых телефонах, модемах и другой миниатюрной технике. Выход простой — использовать внешние 2-3х контурные фильтры на нужные вам частоты (24.89-24.99МГц, 28.0-29.7Мгц, 144-145МГц, 430-440МГц и 1260-1300МГц). Фильтры легко сделать самому, их описание неоднократно приводилось в радиолюбительской литературе. Двухконтурный фильтр сосредоточенной селекции (смотрите картинку) кроме своего прямого назначения, выполняет функции защиты приёмник от статики, так как вход фактически закорочен на корпус, по постоянному току. Именно с фильтрами вы получите отличный приёмник, не уступающий (по основным характеристикам) классическому УКВ сканеру или радиостанции. Антенну, которая идёт в комплекте с приёмником, можно модифицировать. Если её удлинить до 163мм, она будет иметь резонанс в диапазоне 420-450МГц и вы сможете слушать 430-440МГц, LPD, PMR частоты. Для хорошего согласования, магнит антенны должен стоять в центре железного основания. Второй вариант, отрезать антенну, а на свободный конец кабеля припаять SMA или BNC разьём, для подключения к внешним антеннам. Как это сделано у меня, смотрите на фото: Сравнение приемников Сравнение FUNcube Dongle Pro и двух TV Dongle (RTL2832U+R820T) подключенных к одному ПК, на одну антенну, проводилось на частотах 145МГц, 438МГц, 1270МГц, в процессе экспериментов, выявились следующие достоинства и недостатки: × Два разных приёмника TV Dongle на комплекте RTL2832U+R820T работают совершенно одинаково. × Разницу в чувствительности между FUNcube Dongle Pro и TV Dongle обнаружить не удалось. × Полоса обзора у FUNcube Dongle Pro всего 192кГц, у TV Dongle 2МГц. × Для FUNcube Dongle Pro не нужны специальные драйвера, Windows 7 определяет его автоматически. × В FUNcube Dongle Pro установлен 16-и битный АЦП, поэтому динамический диапазон больше. × У FUNcube Dongle Pro лучше характеристики по забитию. × Для нормального приёма, FUNcube Dongle Pro как и TV Dongle нуждаются в диапазонных фильтрах. × FUNcube Dongle Pro имеет больше регулировок, что позволяет гибко настроить его приёмный тракт. × Диапазон частот у FUNcube Dongle Pro начинается с 64МГц, у TV Dongle с 24МГц. × TV Dongle в процессе работы нагревается сильнее чем FUNcube Dongle Pro. Если сравнивать описываемый здесь TV Dongle с классической УКВ радиостанцией (например Yaesu FT-60R), то мы увидим, что радиостанция показывает заметно лучшие показатели по забитию, устойчивость к интермодуляции и чувствительность. Собственно никто и не ждёт от простого и дешёвого sdr-приёмника высоких характеристик. У него другие приемущества, которых нет у классического супергетеродина. Панорамная приставка TV Dongle легко добавить к любому КВ трансиверу с преобразованием вверх в качестве паралельного приёмника. Таким образом если добавить TV Dongle к ICOM 718 вы получите уже два приёмника, аналоговый и цифровой. Правда, у цифрового приёмника будет заметная задержка сигнала, что не всегда комфортно, но зато у вас появится возможность слушать FM, который в IC-718 не предусмотрен и шикарный панорамный индикатор. Подключать SDR нужно к первой ПЧ (около 70МГц), после фильтра. Панорамная приставка пригодится и в УКВ радиостанции. Если ПЧ вашей УКВ радиостанции попадает в полосу пропускания TV Dongle, то вы получите возможность на простую УКВ ЧМ станцию слушать два сигнала в одном диапазоне, а также другие виды модуляции (SSB,AM). UA6HJQ источник: http://goryham.qrz.ru/sdr/rtlsdr.htm

Попался мне тут в руки стик e4000, я решил его подключить. Но писать об этом слишком скучно, да и получается какая-то WindowsTM магия с рассказыванием про то как запустить GUI и нажать там парочку кнопок

Поэтому в статье по мимо подключения SDR Dongle E4000 ,приводится перевод терминов используемых в SDR , а также основные принципы работы GNU Radio.

Я не начинающий радиолюбитель, у меня нет в запасе какого-то опыта, поэтому если Вам что-то не понятно или не нравится пишите, подправим/дополним

Table of Contents

Быстрый старт для E4000

Характеристики

Elonics E4000 — 52 — 2200 MHz with a gap from 1100 MHz to 1250 MHz (varies)

Установка

Ну в общем под Ubuntu все просто нужно PPA,которое под GUI оболочку Gqrx, но туда включено GNU Radio https://launchpad.net/~gqrx/+archive/releases

Затем вставляем донгл запускаем Gqrx

sudo add-apt-repository ppa:gqrx/releases  sudo apt-get update  sudo apt-get install gqrx  # вставляем донгл  gqrx  

Собственно, запустится GUI который изображен на скриншоте ,это GQRX отдельная разработка , GNU-Radio же позволяет собирать свои интерфейсы, но увы пока ничего качественного сразу не удается, да и это больше запутает. Ниже будут даны определения ,некоторым сокращениям. Также GQRX поддерживает HackRF BladeRF , но это софтина раскрывает лишь малую толику их потенциала.

Также, дальше стоит воспользоваться подробными инструкциями о том как работать с GNU Radio и донглом.

  • http://superkuh.com/rtlsdr.html информация о чипе и его применении с кучей ссылок
  • http://sdr.osmocom.org/trac/wiki/rtl-sdr использование драйвера

А именно проверка и удаление мешающего на 3.x ядрах модуля ядра dvb_usb_rtl28xxu ,если он есть конечно

lsmod | grep dvb_usb_rtl28xxu  sudo modprobe -r dvb_usb_rtl28xxu  

Тестирование оборудования

rtl_test -t  

Прослушивание указанной частоты из консоли

rtl_fm -f 96.3e6 -W -s 200000 -r 48000 - | aplay -r 48k -f S16_LE  

Ham it up v1.2 upconverter

Немного о конверторе

http://habrahabr.ru/post/187946/

Конвертер Ham It Up v1.2 — RF Upconverter For Software Defined Radio высококачественный приемный КВ конвертер Hi-End КВ конвертер (RTLSDR/FUNCUBE)

  • Предназначен для любого приемника УКВ с диапазоном 125 MHz to 155 MHz — например RTLSDR.
  • Отлично подходит и проверен на ДВ-СВ и КВ в комплекте с RTL-SDR
  • Питание от мини USB тип В или +5В .
  • Диапазон принимаемых сигналов 100КГц до 50МГц.
  • Имеет пассивный высокоуровневый смеситель Miniciruits ADE IP = +7дБм
  • Хорошая фильтрация — ФНЧ — LO ДПФ — IF Output ДПФ
  • Есть коммутация на обход, Вы можете одним переключением обойти этот КВ конвертер и вернуться к прослушиванию УКВ диапазона.
  • ПРЕКРАСНО РАБОТАЕТ с HDSDR и SDRConsole v2
  • Нужно сконфигурировать как UP CONVERTER IF — 125 M

Краткая справка по терминам

Чем меньше длинна волны тем больше частота.

У нас в отличии от «буржуев» все через длину волны выражается.

Длинные волны(ДВ) 148.5-283.5 кГц Low frequency(LF) 30 -300 kHz AM, DRM
Средние волны(СВ) 526,5-1606,5 кГц Medium frequency(MF) 300kHz-3MHz AM, DRM
Короткие волны(КВ)   High frequency(HF) 3-30MHz AM, DRM
КВ-1 3,95-4,00 МГц      
КВ-2 5,90-6,20 МГц      
КВ-3 7,20-7,45 МГц      
КВ-4 9,40-9,90 МГц      
КВ-5 11,60-12,10 МГц      
КВ-6 13,57-13,87 МГц      
КВ-7 15,10-15,80 МГц      
КВ-8 17,48-17,90 МГц      
КВ-9 18,90-19,02 МГц      
КВ-10 21,45-21,85 МГц      
КВ-11 25,67-26,10 МГц      
Ультра короткие волны        
УКВ(Метровые)   Very High Frequency (VHF) 30-300MHz FM
УКВ(дециметровые)   Ultra-high Frequency(UHF) 300MHz-3GHz  
    L 1-2GHz  
    S 2-4GHz  
УКВ(миллиметровые)   Super-high Frequency 3GHz-30GHz  
    C 4-8GHz  
    X 8-12GHz  
    K_u 12-18GHz  
    K 18-26.5GHz  
    Extremely high frequency 30-300GHz  
    K_a 26.5-40GHz  
    Q 30-50GHz  
    U 40-60GHz  
    V 50-75GHz  
    E 60-90GHz  
    W 75-110GHz  
    F 90-140GHz  
    D 110-170GHz  
         

Сокращения

Расшифровка
AM Амплитудная модуляция AM
ЧМ Частотная модуляция FM
ЛЧМ Линейная ЧМ Chirp
ФМ Фазовая модуляция PM
КАМ Квадратурная АМ QAM
  Continuous wave(morse code) CW
  CW Lower Sideband CWL
  CW Upper Sideband CWU
  Upper Sideband USB
  Lower Sideband LSB
  Спутниковый конвертер LNB
  Цифровое(Аудио)радиовещание DAB
  Набор технологий для DAB DRM
     

Источники

  • http://fyngyrz.com/sdrdxdoc/abbreviations.html англоязычный сборник сокращений
  • http://habrahabr.ru/post/158161/ — Теория радиоволн: ликбез
  • Wiki:Список видов модуляции, применяемых в любительской радиосвязи
  • http://habrahabr.ru/post/158401/ — Software Defined Radio (SDR) Ликбез
  • http://habrahabr.ru/post/158493/ — Теория радиоволн: аналоговая модуляция

Что ловить

Очевидно- радио)))) Иногда можно определить что Вы поймали, что-то не то.

  • http://www.radioscanner.ru/base/ база данных
  • http://www.rtl-sdr.com/signal-identification-guide/ определение по записанным сигналам
  • Службы использующие данные диапазоны http://www.grfc.ru/grfc/sprav_info/tools_1/005159 — Таблица

распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации

Небольшой перевод про о базовых концепциях GNU Radio — Источник

Базовые концепции GNU Radio

Это очень простой вводный учебник к GNU Radio. Вам точно понадобится прочесть его , перед чтением чего нибудь ещё. Даже если вы об этом всем, по крайне мере бегло просмотрите, может вы что-то пропустили.

Потоковые графы – and what they’re made of

Прежде чем,мы к чему нибудь приступим, с начало на необходимо понять самые базовые концепции GNU Radio: Потоковые графы и блоки.

Потоковые графы это графы (из теории графов), по которым идут потоки данных. Множество приложений GNU Radio содержат, только потоковый граф и ничего более. Узлы этого графа называются блоками, а потоки данных текут по ребрам его.

Любая фактическая обработка сигнала производится блоками. В идеале каждый блок должен делать только одну работу, этот путь позволяет оставаться GNU Radio модульным и гибким. Блоки обычно пишутся на C++ (также можно писать их на Python); писать новые блоки не очень сложно.

Чтобы как то представить этот рассеянную по топику тему, давайте начнем с примера (все примеры были созданы с помощью GNU Radio companion (GRC) — графический интерфейс к GNU Radio).

Здесь, представлено три блока(прямоугольники). Данные перемещаются с лева на право в данном примере, это означает что они берут начало в аудио источнике проходят через фильтр низких частот и заканчивают свой путь записываясь в файл на жестком диске.

Блоки соединяются через порты. У первого блока нет входного порта, он создает образцы(sample). Такой блок, только с входным портом, называется Исток(source). В аналоговом стиле, последний блок , без выходного порта, называется Сток (sink).

Иногда это смущает: с точки зрения пользователя, аудио блок (также снимает образцы с звуковой карты) и является лишь частью обработчика. Когда мы говорим о Стоках и Истоках, это всегда означает с точки зрения потокового графа.

Так что же происходит здесь. Блок audio source подсоединен к драйверу звуковой карты и выводит аудио образцы. Это образцы дольше обрабатываются в фильтре низких частот. Наконец образцы(сэмплы), передаются в блок который записывает их в WAV файл.

Элементы

В основном, мы называем то что блок выводит — элементом. В предыдущем примере, один элемент это вещественное число представляло один сэмпл произведенный аудиодрайвером. Однако, элемент может быть представлен и в цифровом виде. Наиболее распространенный тип сэмплов это вещественные — real samples (как в примере выше), комплексные — complex samples (наиболее распространенные в software defined radio), целые — integer types и векторы — vectors этих скалярных типов.

Чтобы понять эту концепцию рассмотрим анализ БПФ (Быстрое Преобразование Фурье или FFT). Скажем так, мы хотим выполнить БПФ над сигналом, перед тем как сохранять его в файл. Конечно же нам необходимо некоторое количество сэмплов в одно время, чтобы вычислить БПФ; в отличие от фильтров , оно не работает с одним единственным образцом.

Вот как это работает:

Здесь появился, новый блок названный ‘Stream to vector’. Его особенность в том что выводимое им значение отличатся от того что поступает на вход. Этот блок берет 1024 сэмпла (т.е. 1024 элемента) и посылает их на вывод в виде одного вектора из 1024 сэмплов (т.е. это его элемент ). Комплексный вывод БПФ затем преобразуется как величина площади в реальный тип данных (обратите внимание как мы используем различные цвета портов для указания различных типов данных).

Так что помните: элемент может быть любым, сэмпл, набор битов, заданный коэффициент для фильтра или любой другой.

Резюме:

Вот что вы должны знать:

  • Вся обработка сигнала в GNU Radio осуществляется через потоковые графы.
  • Потоковый граф состоит из блоков. Блок совершает одну операцию по обработке сигнала,такую как фильтрация, добавление сигнала, превращение,декодирования, доступ к железу и множество других.
  • Данные перемещаются между блоками в различных форматах, комплексные или вещественные , целые, числа с плавающей точкой или любой другой заданный вами тип.
  • Каждый потоковый граф должен обладать по крайне мере одним Истоком и одним Стоком.

So what does GNU Radio do?

С начала, вот что вы делаете: вы проектируете потоковый граф, выбираете блоки и задаете соединения и сообщаете об этом всем GNU Radio. С GNU Radio вы сталкиваетесь дважды: сперва, оно поставляет вам множество блоков. После того как потоковый граф задан, оно выполняет граф вызывая блоки один за другим и проверяет что элементы передаются от одного блока к другому.

Частота дискретизации

Конечно, если вы читаете эту статью, вы знаете что такое частота дискретизации (если это не так, отправляйтесь к картинке чтобы понять это).

Давайте посмотрим на потоковые графы. В первом примере, аудио источник обладает фиксированной частотой дискретизации 32кб/с. Так как фильтр никак не меняет частоту дискретизации, эта частота используется на протяжении всего потокового графа.

Во втором примере, второй блок (stream to vector) создает элемент каждые 1024 элемента, поступающих на вход. Так что, частота с которой создаются эти элементы в 024 раза меньше, чем та с которой он потребляет элементы (то что на самом деле он производит столько же байт ,сколько и потребляет, здесь не имеет значения). Такой блок называется дециматором(decimator), потому что он прореживает частоту появления элементов. Блок создающих элементы с большей частотой чем та что поступает на вход называется интерполятором (interpolator). Если создание и потребление элементов происходит на одной частоте , это — sync block.

Теперь ,давайте вернемся ко второму примеру. Как уже упоминалось он обладает различными частотами дискретизации на всем потоковом графе. Но какая частота является базовой?

OK, приготовьтесь: нет такой вещи. До тех пор пока нет представления о внутреннем таймере железа который фиксирует частоту, частота дискретизации бессмысленна– только относительная частота (т.е. отношение частот входа к выходу. Ваш компьютер может обрабатывать сэмплы так быстро ,как он хочет (заметьте это может заставить ваш компьютер зависнуть, т.к. 100% ЦПУ будет занято обработкой вашего сигнала).

Вот другой пример:

Прежде всего, что нового мы здесь видим здесь представлены один Сток и два Истока. Каждый порт представляет из себя один из каналов(левый и правый) звуковой карты, которые работают на фиксированной и разной частоте.

Подробнее о блоках (и атомарности) #

Давайте вернемся к блокам. Наибольшая часть GNU Radio это большое количество блоков.Когда вы начнете использовать GNU Radio, вы будете соединять блок за блоком. Рано или поздно Вам понадобится блок, который будет недоступен в GNU Radio, тогда вы лего можете написать его самостоятельно. Это не трудно.

Вопрос в том ,что вы поместите в этот блок? В идеале, блоки должны быть как можно более атомарными; каждый блок должен выполнять только одну работу — этот путь оставляет GNU Radio модульным и гибким. Однако ,иногда это просто не работает. Некоторые блоки , должны будут выполнять несколько заданий одновременно. Вы вероятно найдете компромисс между модульностью и производительностью.

Метаданные

Поток сэмплов может стать гораздо интересней ,если к нему подсоединить интерпретируемые метаданные, такие как время приема, центральная частота, частота дискретизации, или что нибудь специфичное для протокола передачи такие как идентификационная нода.

В GNU Radio, добавление метаданных к потоку осуществляется через механизм называемый метками stream tags. Метка это специфический объект которая соединена со определенным элементом (т.е. сэмплом). Это может быть скаляр любого типа, вектор, список ,словарь или то что укажет пользователь.

Сохраняя поток на диск, метаданные также будут сохранены (смотри также Metadata Documentation Page).

Обновление:

  • 30/09/2018: Новая статья с примером применения RTL-SDR: Собственный сервис по отслеживанию самолётов
  • 29/09/2018: Пример применения RTL-SDR: Сканирование EGSM диапазона
  • 30/06/2018: Добавлена информация про ошибку «Cannot access RTL device»
  • 28/12/2017: Добавлена информация про SDR сервер и информация по WebSDR
  • 18/11/2017: Описание процесса установка драйвера под Windows
  • 16/11/2017: На нашем сайте опубликованная статья: Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник

image

Давно читал о применении USB ТВ тюнеров на микросхемах RTL2832U + R820T в качестве SDR приёмника.

Тема меня заинтересовала но в стандартном исполнении диапазон ограничивался 24 — 1750 МГц. Были статьи (1, 2) о доработке и расширении диапазона и захвата всего КВ, но все это был такой-то «соплестрой». И вот на Ebay появилось доведенное до ума устройство, которое и было приобретено.

image

Всегда хотелось иметь обзорный приемник. Аппаратура как говориться «на все диапазоны» есть, а посмотреть, что творится в радиусе 3 МГц в реальном времени  всегда полезно, как раз для этого он и приобретался.

Характеристики:

Диапазон частот 100 кГц — 1750 МГц
Модуляция АМ, FM, NFM, LSB, USB, CW
Полоса обзора меняется от 250 кГц до 3 МГц
Чувствительность 0.22 мКв (на 438 МГц в режиме NFM)
Входное сопротивление приёмника 50 Ом

В добротном металлическом корпусе, материнская плата с 2 разъемами SMA. Один UV от 24 – 1750 МГц, второй HF от 100 кГц – 24 МГц. В центре материнской платы всё тот же ТВ тюнер с доработками.

image

  1. Плата ТВ тюнера на микросхемах RTL2832U + R820T.
  2. Подключение антенного входа 24 – 1750 МГц.
  3. Фильтры приемника КВ диапазона 100 кГц – 24 МГц.
  4. Доработка, подключение к 4 и 5 ноге микросхемы приемной части 100 кГц – 24 МГц.

Описание будет под Windows 10, но думаю, заработает и на Windows 7/8.

Когда SDR приёмник на базе RTL2832U + R820T подключается к компьютеру, то Windows устанавливает неподходящие для наших целей драйвера, а программа Zadig (http://zadig.akeo.ie) поможет нам установить правильные драйвера.

Подключаем SDR приёмник к USB, скачиваем программу Zadig (http://zadig.akeo.ie) и запускаем её от прав администратора.

Выполняем ниже следующие действия:

image
Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 1
image
Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 2
image
Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 3
image
Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 4
image
Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 5

В Диспетчере устройств Windows должно появиться устройство RTL2838UHIDIR

В Диспетчере устройств Windows должно появиться устройство RTL2838UHIDIR

Программное обеспечение SDRSharp на сайте разработчика называется «Windows SDR Software Package».

Софт не инсталлируется, а скачивается в папку, что позволяет его легко переносить на разные компьютеры сохраняя все настройки, что было очень удобно при моем выезде в деревню, где я испытал приемник на КВ.

Скачать SDRSharp: http://airspy.com/download

Пользовательский интерфейс SDRSharp

SDRSharp подключение к RTL-SDR

SDRSharp подключение к RTL-SDR
  1. Выбираем источник сигнала, в нашем случае SDR подключен по USB;
  2. Входим в настройки параметров соединения;
  3. Выбираем RTL-SDR приёмник;
  4. Включаем параметры AGC (Автоматическая регулировка усиления);
  5. И нажимаем «Start».

Если в процессе подключения к SDR появится ошибка «Cannot access RTL device»

SDR Sharp. Connot access RTL Device

то запустите файл «install-rtlsdr.bat» из архива sdrsharp.

Параметры подключения к SDR

Sample Rate (Частота дискретизации RTL) Ширина полосы приемника, 2048 MSPS это 2.048 МГц (значение по умолчанию). Полосу можно менять от 0,25 МГц до 3,2 МГц. Чем больше полоса, тем больше нагрузка на процессор.Не на каждом компьютере можно нормально работать с максимальной полосой.  Если будет притормаживать на вашем компьютере, подберите полосу пониже.
Sampling Mode Режим работы RTL устройства. Для работы необходим режим «Quadrature sampling».
Offset Tuning Данная опция актуальна только для тюнера E4000. Переключает режим работы входа RTL с нулевой частоты на промежуточную не нулевую. Включение данной опции позволяет избавится от «палки посредине экрана». На 820’ых тюнерах эта опция игнорируется.
RTL AGC Автоматическая регулировка усиления на участке «Смеситель тюнера — АЦП RTL2832».
Tuner AGC Автоматическая регулировка усиления на участке «Вход приемника — МШУ — Смеситель». Данная АРУ может работать не очень хорошо, многое зависит от антенны, условий приема и диапазона который вы принимаете. Я её всегда включаю. Если не включить будет очень низкая чувствительность SDR приёмника.
RF Gain Ручная регулировка усиления тюнера. Позволяет самостоятельно менять усиление входного тракта тюнера при отключенной «Tuner AGC».
Frequency correction PPM Коррекция частоты опорного генератора тюнера. Калибровка частоты приема необходима для точного соответствия индикации принимаемой частоты её реальному значению. Описание процедуры калибровки: http://rtl-sdr.ru/page/kalibrovka-chastoty-priema

Видеообзор использования SDRSharp

Плагины для SDRSharp

Для SDRSharp есть различные программные модули (плагины) расширяющие его функционал.

Пример плагинов:

Опубликована статья: «Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник» . Описание настройки RTL-SDR в качестве ADS-B приёмника для сервиса Flightradar24 (отслеживание перемещения самолётов в реальном времени).

С помощью программы SDR Touch для Android, можно подключить RTL-SDR к смартфону или планшету. Приёмник подключается с помощью USB кабеля и OTG адаптера или через сеть по IP адресу к SDR серверу.

SDRSharp подключение к SDR серверу

Есть возможность, используя Raspberry Pi (или, что-то подобное на Linux) поднять SDR сервер и используя программу SDRSharp, подключаться через Интернет к RTL-SDR.

Т.е. можно создать целую сеть из SDR, удаленно управлять ими и слушать эфир в тех регионах, где вы установили SDR сервера.

Сам пока с этим глубоко не разбирался.

Дополнительная информация по SDR серверу:

  • Raspberry Pi as Remote Server for RTL2832u SDR
  • Setting up my Raspberry Pi as a SDR Server with RTL-2832U USB dongle
  • rtl-sdr turns your Realtek RTL2832 based DVB dongle into a SDR receiver (описание: http://osmocom.org/projects/sdr/wiki/rtl-sdr)

Если дойдут руки или появится нужна, разберусь с данным функционалом более подробно.

Для тех, кто хочет поиграться с SDR, понять что это такое но железки нет, есть Web версии SDR. Они установлены в различных странах и городах. Поддерживаются энтузиастами.

Данный WebSDR также полезен для контроля приёма определенной частоты в разных регионах планеты.

Подробнее про WebSDR на YouTube (канал: Радиоканал с Алексеем Игониным):

Пример WebSDR приёмников:

  • Москва: http://websdr.tech:8880
  • Красноярск: http://sdr.24dx.ru/?t=7
  • Нидерланды: http://websdr.ewi.utwente.nl:8901
  • Польша: http://websdr.sp3pgx.uz.zgora.pl:8901
  • Англия: http://hackgreensdr.org:8901

Список всех WebSDR приёмников: http://www.websdr.org

Приёмник ADS-B сигналов

На баз RTL-SDR можно сделать приёмник ADS-B сигналов с самолётов и отслеживать перемещение самолётов в реальном времени с помощью сервиса Flightradar24.

На эту тему на нашем сайте есть статьи «Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник» и «Собственный сервис по отслеживанию самолётов» .

Сканирование радиоэфира

И пример более практичного использования RTL-SDR. Была задача определить, действительно ли EGSM репитер усиливает стандарт EGSM (880,2 МГц — 890,0 МГц и 925,2 МГц — 935,0 МГц).

В этом очень помог RTL-SDR. Подробнее в статье «Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче: Тест усиления стандарта EGSM900 усилителем Lintratek» .

  • Программа Zadig для установки драйвера: http://zadig.akeo.ie
  • Windows SDR Software Package (SDRSharp): https://airspy.com/download
  • Сайт посвященный RTL-SDR (драйвера, плагины, описания): http://rtl-sdr.ru
  • Описание элементов управления и настроек SDRSharp: http://rtl-sdr.ru/page/opisanie-elementov-upravlenija-i-nastroek-sdrsharp
  • Плагины для SDRSharp: http://rtl-sdr.ru/category/plugin
  • Декодируем цифровые радиопереговоры с помощью SDR-приемника и программы SDRSharp в связке с DSD+: http://dmyt.ru/forum/viewtopic.php?t=1098
  • WebSDR приёмники: http://www.websdr.org
  • Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник: https://4ham.ru/flightradar24-sdr
  • Собственный сервис по отслеживанию самолётов (RTL-SDR)

Статья написана в соавторстве с: Андрей Торженов

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий