Трансиверы. Широкополосный RTL-SDR приёмник. Слушаем радиолюбительские переговоры на компьютере и на телефоне Побочные каналы приема sdr приемника

Сегодня, наверное, уже нет радиолюбителя, не знающего, хотя бы в общих чертах, что такое SDR (Software-Defined Radio). На эту тему написано уже много, и в рамках этой статьи нет необходимости подробно рассказывать, что это такое и как это работает. Будем считать, что некоторое представление и некоторый опыт в данной области у читателя имеются.

Такая сравнительно новая технология обработки сигнала всё сильнее проникает в нашу радиолюбительскую жизнь, и в эфире уже работают много радиостанций с использованием SDR-тран-сиверов. Некоторые радиолюбители слушают эфир и визуально наблюдают обстановку на SDR-приёмниках, но свой сигнал передают в эфир по-прежнему с помощью обычного "классического" трансивера. Ведь помимо отличного качества приёма сигнала радиолюбителей в технике SDR привлекает наличие красивой и информативной панорамы эфира на экране компьютера. А вот работа на передачу с обычного трансивера предполагает и свои преимущества. Например, большинство импортных трансиверов, как правило, имеют на выходе "стандартные" 100 Вт, а многие модели ещё и встроенный автоматический тюнер. Большинство же предлагаемых для покупки или повторения SDR-трансиверов обеспечивают небольшую выходную мощность передатчика (не более 20 Вт) и не имеют встроенного антенного тюнера. Следовательно, в дальнейшем придётся позаботиться ещё и о дополнительном линейном усилителе мощности, и о выходных ФНЧ. В целом SDR-транси-вер может обойтись совсем не дёшево.

Для многих любителей существует ещё и некоторый психологический барьер - виртуальный. Трансивер на экране компьютера не всех устраивает, и человек предпочитает иметь на столе не невзрачную коробку с парой свето-диодов и разъёмов, а реальный трансивер с красивыми кнопками и ручками, которые можно потрогать и покрутить. Иметь и то и другое также могут далеко не все желающие, и при выборе большинство предпочитают всё-таки "классику". Так что же делать в случае, если имеется неплохой обычный трансивер, денег на приобретение отдельного SDR-трансивера нет, а пользоваться "благами" SDR и модно, и хочется?

Существуют два основных пути со своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их отдельно.

Путь первый - приобрести или изготовить отдельный полноценный SDR-приёмник, а на передачу работать по старинке, с обычного трансивера. В этом случае необходимо позаботиться как минимум о двух вещах - коммутации антенны, которая должна подключаться к SDR-приёмнику в режиме приёма и к выходу трансивера при передаче, и о синхронизации частоты настройки и режимов работы трансивера и отдельного SDR-приёмника. Если вмешательство в трансивер не планируется и не приемлемо для его владельца, то это очень удобный вариант реализации SDR-приёма. Правда, не самый дешёвый и простой.

Как удачный пример, можно привести приёмник "Hanter" (цена около 200 долл. США), имеющий встроенный блок коммутации антенны. Схема этого приёмника доступна на сайте производителя . Там можно почерпнуть для себя многие интересные схемотехнические решения (блок коммутации в частности) в случае, если вы имеете желание сделать подобную систему SDR-приёма самостоятельно.

Что касается синхронизации настройки SDR-приёмника и трансивера, то не всё так просто при самостоятельном изготовлении. Приёмник должен уметь обмениваться информацией о частоте и режимах работы с SDR-про-граммой, которая, в свою очередь, также должна уметь общаться с другими программами. И выбор тут, в принципе, невелик. В основном для управления приёмником все используют USB-интерфейс компьютера и пользуются синтезатором частоты на основе микросхемы Si570 (по причине доступности программного обеспечения для микроконтроллера управления синтезатором и приёмником). Этот синтезатор применяется во многих SDR-приёмниках и трансиверах серии "SoftRock", а также его можно приобрести как отдельное от приёмника устройство .

Информации по изготовлению, а также о возможностях приобретения различных SDR-наборов в Интернете очень много, и при желании не составит никакого труда найти её в любой поисковой системе. Достаточно ввести ключевые слова "sdr softrock" или подобные. Для примера, можно начать обзор с очень информативного и интересного сайта RV3APM . Как раз на одной из страниц этого сайта вкратце рассказывается о синхронизации отдельного приёмника и трансивера.

Второй путь реализации SDR-при-ёма - подключение простейшего SDR-приёмника (панорамной приставки) на одну фиксированную частоту к тракту ПЧ трансивера. Этот способ подробно описан на сайте WU2X - автора специальной программы POWERSDR/IF STAGE . В качестве примера там же приводится описание подключения такого SDR-приёмника к выходу ПЧ трансивера TS-940S.

Единственный недостаток такой схемы подключения в том, что не каждый трансивер имеет буферизированный выход ПЧ, да ещё и широкополосный, т. е. отведённый от тракта приёма до фильтра основной селекции. И если такого выхода ПЧ нет, его придётся делать самому или же отказаться от этого способа и вернуться к первому - отдельному приёмнику. Если же вы достаточно квалифицированный радиолюбитель, то без труда сможете найти на схеме своего трансивера первый смеситель приёмника и подключить к нему буферный каскад, с выхода которого можно вывести сигнал ПЧ приёмника на заднюю панель трансивера. Для примера, на рис. 1 приведён фрагмент схемы трансивера IC-735 с встроенным буферным усилителем.

Итак, предположим, что выход ПЧ у нас есть. Теперь необходимо выбрать приёмник. На этом этапе также произойдёт некоторое разделение вариантов, в зависимости от частоты ПЧ трансивера.

Если частота ПЧ "низкая" - меньше 40 МГц, да ещё и "круглая", например, 9 МГц, то вам повезло. Самый простой вариант - купить, например, здесь , недорогой (21 долл. США) набор одно-диапазонного SDR-приёмника "Softrock 6.2" или подобный, рассчитанный на приём диапазона 40 или 30 метров, и кварцевый резонатор на 12 МГц. Схема гетеродина приёмника позволяет возбудить этот резонатор на третьей гармонике, т. е. на частоте 36 МГц. Атак как сигнал гетеродина в приёмнике делится на четыре перед подачей на смеситель, то получим частоту SDR-приёма около 9 МГц. Это самый дешёвый и, можно сказать, идеальный вариант.

Но можно собрать подобный приёмник с фиксированной ПЧ и самостоятельно. В сети Интернет предложено немало вариантов простых приёмников на различных комплектующих. И здесь нельзя не упомянуть известного и уважаемого радиолюбителя Таsа (YU1LM), который разработал и опубликовал множество разновидностей SDR-при-ёмников и трансиверов. Очень полезно посетить его сайт , где можно найти схемы и подробные описания работы его конструкций, рисунки печатных плат (правда, всё это на английском языке).

Всё хорошо и понятно, если есть в наличии кварцевый резонатор на необходимую частоту. А если его нет? Что делать? Выбор невелик. Или отказаться от этой затеи, или сделать синтезатор частоты, о котором пойдёт речь чуть ниже.

Теперь рассмотрим самый сложный (и, к сожалению, самый распространённый) вариант - трансивер с "высокой" ПЧ и, соответственно, преобразованием "вверх". По этой структуре выполнено подавляющее большинство фирменных трансиверов, но далеко не все цифровые микросхемы, обычно применяемые в SDR-приёмниках, способны работать на частотах порядка 80 МГц. Также необходимо иметь кварцевый резонатор на нужную частоту. Есть и другие сложности.

В этом случае авторы некоторых конструкций применяют двойное преобразование частоты. Сигнал первой ПЧ трансивера (45...80 МГц в большинстве случаев) переносится на вторую ПЧ, на частоту, на которой способен работать SDR-приёмник. Это не самый лучший путь, так как двойное преобразование снижает достижимые динамические параметры приёмника и может создать дополнительные внутренние помехи приёму при неудачном выборе частот преобразования.

К динамическому диапазону панорамной приставки нужно относиться серьёзно, даже если вы продолжаете вести приём на трансивере, а на панораму просто смотрите. Любые перегрузки, как первого смесителя трансивера, так и смесителя SDR-приёмника, а также входа звуковой карты компьютера, приведут к появлению на картине панорамы ложных, несуществующих реально сигналов. Любые продукты ограничения по амплитуде и интермодуляционные составляющие будут прекрасно видны на панораме.

Поэтому нужно хорошо согласовывать весь тракт SDR-приёма по уровням сигналов. Не допускать перегрузок. Простой критерий - на самом "тихом" диапазоне шумовая дорожка панорамы должна лишь немного приподниматься вверх при подключении антенны к трансиверу, т. е. необходим небольшой запас по чувствительности, но не более. Не следует допускать ситуаций, когда шум эфира при подключении антенны поднимает шумовую дорожку панорамы на полэкрана, т. е. на десятки децибелл. Вы просто потеряете сигнал в шумах, ограничив при этом динамический диапазон всей системы. Пользуйтесь аттенюаторами трансивера или отдельным аттенюатором на входе панорамной приставки.

Также не пренебрегайте хорошим полосовым фильтром на частоту принимаемой ПЧ на входе вашего SDR-при-ёмника. На выходе первого смесителя трансивера присутствует широкий спектр всевозможных комбинационных частот, а SDR-приёмник имеет и побочные каналы приёма (на гармониках гетеродина, например), и возможна ситуация появления помех приёму по этой причине. И если в обычном трансивере мы слышим помехи, только когда они попадают в полосу пропускания фильтра основной селекции, то при SDR-приёме мы видим на панораме всё. Это общие рекомендации. Далее перейдём к рассмотрению предлагаемой для повторения панорамной приставки, схема которой показана на рис. 2.

Устройство представляет собой приёмник прямого преобразования на фиксированную частоту и очень близко по схемотехническим решениям ^"SoftRock 6.2". Этот вариант имеет отличные динамические параметры и очень хорошее соотношение простота/цена/качество.

Основное отличие от оригинального "SoftRock" - это применение вместо кварцевого генератора синтезатора частоты на микросхеме Si570 CAC000141G (DD2). Такое решение позволяет настроить панорамную приставку на частоту приёма сигнала первой ПЧ любого трансивера, и необходимость в поиске нужного кварцевого резонатора отпадает. Это не дешёвое решение (микросхема Si570 стоит примерно 30...40 долл. США), но наиболее качественное и простое схемотехнически. С таким синтезатором можно принимать сигналы от 1 до 80 МГц и даже выше. Микросхема Si570 (КМОП версии) способна генерировать сигнал с максимальной частотой до 160 МГц, но максимальная частота приёма будет ограничена быстродействием применённых в смесителе аналоговых ключей - микросхемы FST3253 (DD4). Реально проверена работа приставки на частоте ПЧ трансивера ICOM - 70,4515 МГц.

Схему приёмника можно выбрать в одном из двух вариантов. Приёмная часть и синтезатор одинаковы для обеих версий панорамной приставки, отличие только в фазовращателях. Какой вариант выбрать - решать вам. Печатная плата также разработана для двух вариантов.

Первый вариант - с применением фазовращателя на делителе на четыре, т. е. самый распространённый, обеспечивающий в нашем случае максимальную частоту приёма 40 МГц (160 МГц/4) и не требующий настройки фазовращателя. Этот вариант удобен для трансиверов с низкой ПЧ.

Второй вариант - применение в качестве фазовращателя интегрирующей RC-цепи, задерживающей сигнал одного из каналов фазовращателя относительно другого канала на 90о по фазе (рис. 3). Этот вариант требует подбора ёмкости конденсаторов фазовращателя и точной настройки подстроечным резистором.

Такой фазовращатель вместо делителя частоты на четыре позволяет сформировать два сигнала непосредственно на рабочей частоте синтезатора, без её деления. В случае с синтезатором на Si570 возможно получение выходной частоты фазовращателя вплоть до 160 МГц. Эта максимальная частота будет определяться быстродействием применённых инверторов и влиянием на высоких частотах ёмкости монтажа.

Аналогичный вариант применён в приёмнике YU1LM "Monoband SDR HF receiver DR2C". На его сайте можно найти полную схему приёмника с подробным описанием работы этого фазовращателя. Также на схеме YU1LM приведены ориентировочные значения ёмкости конденсатора фазовращателя, в зависимости от принимаемой частоты (частоты первой ПЧ вашего трансивера).

Входной полосовой фильтр 2-го порядка - C17L1C18 - достаточно широкополосный. На схеме указаны номиналы для частоты ПЧ в полосе 8.10,7 МГц. Для другого значения ПЧ необходимо пересчитать номиналы элементов фильтра. Это очень просто и удобно делать с помощью программы RFSim99 .

Для управления синтезатором частоты Si570 применён популярный и дешёвый микроконтроллер Atmega8 (DD1) с записанными в его EEPROM-па-мять кодами программы из файла SOFT_UNIPAN.hex.

Катушка L1 содержит 24 витка, намотанных проводом ПЭВ-2 0,35 на кольцевом магнитопроводе Т30-6 фирмы Amidon. Трансформатор T1 смесителя намотан на аналогичном магнитопроводе и таким же проводом. Число витков первичной обмотки - 9, вторичной - 2x3.

Микросхему 0PA2350 (DA4) можно заменить другим малошумящим сдвоенным ОУ. Усиление корректируют подбором резисторов R8 и R10.

Всё устройство собрано на печатной плате размерами 60x65 мм (рис. 4) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита, а на рис. 5 показано расположение на ней деталей (всё для варианта приёмника с делителем на четыре). Практически все резисторы и конденсаторы типоразмера 0805.

Для программирования контроллера удобно использовать программатор USBasp. Он относительно недорог и удобен тем, что используется USB подключение к компьютеру. Информации по этим программаторам и программам для него в Интернете множество. К панорамной приставке программатор подключают стандартным (идущим в комплекте с большинством продаваемых программаторов) ISP-кабелем для программирования.

Конфигурацию микроконтроллера задают в соответствии с рис. 6 в окне программы, обслуживающей программатор, т. е. программируют только разряды конфигурации, необходимые для работы с внутренним генератором 8 МГц (CKSEL=0100 и SUT=10). Также нужно установить разряды EESAVE=0, BODEN=0, BODLEVEL=1 (2,7 В).

Управление синтезатором предельно простое. После записи программы, по умолчанию, устанавливается частота генерации 35,32 МГц, что в случае применения делителя на четыре даёт частоту 8,83 МГц, соответствующую частоте ПЧ трансивера TS-940S.

Частоту генерации можно изменять в широких пределах кнопками "FR-" (SB3) и "FR+" (SB4). Скорость перестройки увеличивают, нажав и удерживая кнопку "FAST" (SB2). Установив нужную частоту, следует нажать на кнопку "SAVE" (SB1), и новое значение запишется в энергонезависимую память микроконтроллера - EEPROM. Эта частота будет устанавливаться при каждом включении панорамной приставки. Частоту генерации синтезатора можно контролировать измерительными приборами или прослушивать на трансивере или другом приёмнике.

Разъём Х3 "MUTЕ" может быть полезен для блокировки SDR-приёма в момент передачи, для чего следует замкнуть контакты этого разъёма. Микросхема DA1 - детектор понижения напряжения (супервизор). При его отсутствии бывали случаи потери данных в энергонезависимой памяти в других конструкциях.

Приёмник практически не нуждается в настройке и при правильном монтаже начинает работать сразу.

На фотографии рис. 7 представлен вид готовой панорамной приставки. Она несколько отличается от предлагаемых вариантов, так как на ней отрабатывались и ис-пытывались оба варианта - с делителем на четыре и RC-фа-зовращателем. Малые габариты во многих случаях позволяют разместить эту приставку непосредственно внутри трансивера, а уже с трансивера выводить готовый I/Q сигнал для подключения к линейному входу звуковой карты компьютера. Ну а далее на компьютере нужно установить программу POWERSDR IF STAGE и внимательно изучить всю информацию на сайте WU2X .

В заключение хотелось бы отметить некоторые преимущества использования панорамной приставки перед применением отдельного SDR-приём-ника. Это и относительная простота, и дешевизна самой приставки, и простота подключения к трансиверу. Если нет необходимости управления трансивером со стороны SDR-программы, т. е. вас устраивает управление и перестройка частоты трансивером, то можно применять для просмотра панорамы и SDR-приёма практически любую SDR-программу (нет необходимости в синхронизации частот отдельного приёмника и трансивера). Недостаток - нужен выход ПЧ в трансивере.

В настоящее время панорамная приставка эксплуатируется с трансивером Kenwood TS-940S.

Программу микроконтроллера и чертежи второго варианта печатной платы приёмника можно скачать .

Литература

1. Hunter - SDR Receiver/Panadapter. - http://www.radio-kits.co.uk/hunter/.

2. QRP2000 USB-Controlled Synthesizer. - http://www.sdr-kits.net/QRP2000_ Description.html.

3. SDR-SOFTWARE DEFINE RADIO - программа определяет функции радио. - http://www.rv3apm.com/rxdx.html.

4. Как использовать SDR-панораму с любым трансивером-приёмником. - http://www.rv3apm.com/sdrtrx.html.

5. POWERSDR/IF STAGE. - http://www. wu2x.com/sdr.html.

6. Five Dash Inc/Your Source for SoftRock. - http://fivedash.com/.

7. Amateur Radio Site Devoted to Homebrew, QRP and Low Power Contesting. - http://yu1lm.qrpradio.com/.

8. RFSim99 на русском. - http://dl2kq.de/soft/6-1.

Дата публикации: 15.07.2013

Мнения читателей

• Vlad / 02.04.2015 - 20:16
  Спасибо автору за информацию. Очень долго пытаюсь найти и купить данный аппарат, может подскажете? С уважением Владимир [email protected]
• тот же радиомеханик / 08.07.2014 - 18:36
  добавить должен. ну практически не видел удачно работающих и как положено по рассуждениям " на бумаге". у меня и приятелей, которых давно знаю, почему- то хорошо работали приемники с одной ПЧ - пусть и необычно по понятиям многих- высокой. всегда находится какая то "гадость" и пролезает по куче дополнительных каналов приема.
• радиомеханик / 08.07.2014 - 18:25
  не надо забывать, что "сложнилка" не обязательно станет работать лучьше! и учитывайте возможные самые не идеальные условия приема на практическом месте приема!!! гениальность в простоте схемного решения тщательности и продуманности изготовления.
• Лена / 13.05.2014 - 10:29
  ...og heren. То совсем не то, что многие подумали! радиолюбительское творчество я очень уважаю. радиолюбитель не подсунул-бы мне явно дохлый аккомулятор. всем вам здоровья и успехах.
• Лена / 13.05.2014 - 10:19
  пардон. уважаемые damen og heren.воспользовалась деда последней(надеюсь) жены ноут-буком. пока он пошел(три магазинчика в радиусе разлета осколков соответствующего ситуации снарядов \"среднего\" танка. покупать аккомулятор или что-то для моего. согласна с тем, что видела им натыканого в... (пустоту,надеюсь я дура не права).
• Сергей / 10.05.2014 - 06:53
  Говоря прямо - маразм крепчает.Или автору нечем заняться на чужбине и в жаре.На мой взгляд это уже достояние не радиоэлектроники, а отрасли медицины - психиатрия. Думаю (к сожалению), я не ошибся.Не говоря о анализе текста уважаемого автора. Что поделать - ностальгия его мучит вероятно...

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.

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.

На многих тюнерах рядом с коннектором антенны отсутствуют защитные диоды (в данном случае U7) - их можно либо впаять самому (один к земле, один от земли - я, например, впаял 1N4148), либо оставить как есть, и антенну голыми руками не трогать и всячески беречь от статического электричества.

Софт и API для работы с RTL2832

rtl_sdr

Rtl_sdr – драйвер, обеспечивающий «нецелевое» использование данных с TV-тюнеров на базе rtl2832. В Windows вам придется заменить драйвер тюнера по умолчанию на WinUSB с помощью программы Zadig.

Rtlsdr.dll требуют все SDR-программы, и зачастую эта DLL уже идет в поставке софта, использующего RTL2832.

Rtl_sdr также можно использовать и через консольную утилиту, чтобы протестировать тюнер или слить кусок эфира в файл:

Rtl_sdr -f 1575520000 -g 34 -s 2048000 out.dat

При дальнейшей обработке нужно помнить, что в файле байты I- и Q-потоков идут поочередно.

SDRSharp

Что послушать в радиоэфире?

Радиопереговоры в безлицензионных диапазонах

Гражданские рации, не требующие регистрации в России, работают на частотах 433 и 446 МГц. Впрочем, в Москве русскую речь там услышать сложно. Их сразу и без проблем слышно в SDRSharp, модуляция NFM.

Поскольку каналов много, очень полезен плагин для SDRSharp AutoTuner Plugin - он автоматически включает частоту, на которой ведется передача, и таким образом можно слушать сразу все каналы раций.

Чтобы слушать рации на частоте 27 МГц, нужен тюнер с микросхемой R820T или внешний конвертер в случае E4000 (например, описанный ранее Ham It Up v1.2). Оптимальная антенна для 27 МГц уже требуется более серьезная, длиной ~2,59 или ~1,23 м.

Радиопереговоры полиции

Полиция в Москве и во многих других регионах России перешла на использование цифровых радиостанций, работающих в стандарте APCO-25 (P25). В P25 данные передаются в цифровом виде со сжатием и кодами коррекции ошибок - это позволяет увеличить дальность устойчивой связи и больше каналов впихнуть в ту же полосу радиочастот. Также существует опциональная возможность шифрования переговоров, однако обычная полиция работает без шифрования.

Для приема P25-раций можно использовать декодер DSD . DSD ожидает аудиоданные на входе. Перенаправить аудио с SDRSharp в DSD можно с помощью Virtual Audio Cable. DSD весьма критичен к настройкам SDRSharp - я рекомендую устанавливать AF Gain около 20–40%, возможно отключать галочку Filter Audio. Если все идет по плану - в окне DSD побегут декодированные пакеты, а в наушниках будут слышны переговоры. Эта схема также работает с упомянутым плагином AutoTuner в SDRSharp.

Найти частоты предлагаю читателям самостоятельно, так как эта информация не является открытой.

Радиопереговоры самолетов и диспетчеров

По историческим причинам для радиосвязи в авиации используется амплитудная модуляция. Обычно передачи с самолетов лучше слышно, чем от диспетчеров или погодных информаторов на земле. Диапазон частот - 117–130 МГц.

Прием сигналов с автоматических передатчиков самолетов ADS-B

ADS-B используется для того, чтобы и диспетчер, и пилот видели воздушную обстановку. Каждый самолет регулярно передает параметры полета на частоте 1090 МГц: название рейса, высота, скорость, азимут, текущие координаты (передаются не всегда).

Эти данные можем принять и мы, чтобы лично наблюдать за полетами. Два популярных декодера ADS-B для RTL2832 - ADSB# и RTL1090. Я использовал ADSB#. Перед запуском желательно настроиться на 1090 МГц в SDRSharp, посмотреть, есть ли сигнал и какая ошибка частоты из-за неточности кварцевого генератора. Эту ошибку необходимо скомпенсировать в настройках Front-end’а: Frequency correction (ppm). Нужно помнить, что величина этой ошибки может изменяться вместе с температурой приемника. Найденную коррекцию нужно указать и в окне ADSB### (предварительно закрыв SDRSharp).

Оптимальная антенна-монополь для 1090 МГц получается длиной всего 6,9 см. Так как сигнал очень слабый, тут очень желательно иметь дипольную антенну, установленную вертикально с такой же длиной элементов.

ADSB# декодирует пакеты и ждет подключений по сети от клиента, отображающего воздушную обстановку. В качестве такого клиента мы будет использовать adsbSCOPE .

После запуска adsbSCOPE необходимо открыть пункт меню Other -> Network -> Network setup, нажать внизу на кнопку adsb#, убедиться, что указан адрес сервера 127.0.0.1. Затем на карте необходимо найти твое местоположение и выполнить команду Navigation -> Set Receiver Location. Затем запустить подключение к ADSB#: Other -> Network -> RAW-data client active.

Если все сделано правильно, то в течение нескольких минут ты сможешь увидеть информацию о самолетах (если, конечно, они пролетают рядом с тобой). В моем случае с антенной-монополем можно было принимать сигналы от самолетов на расстоянии примерно 25 км. Результат можно улучшить, взяв более качественную антенну (диполь и сложнее), добавив дополнительный усилитель на входе (желательно на GaAs), используя тюнер на основе R820T (на этой частоте он имеет более высокую чувствительность по сравнению с E4000).

Прием длинно- и коротковолновых аналоговых и цифровых радиостанций

До прихода интернета КВ-радиостанции были одним из способов узнавать новости с другого конца земного шара - короткие волны, отражаясь от ионосферы, могут приниматься далеко за горизонтом. Большое количество КВ-радиостанций существует и поныне, их можно искать в диапазоне ~8–15 МГц. Ночью в Москве мне удавалось услышать радиостанции из Франции, Италии, Германии, Болгарии, Великобритании и Китая.

Дальнейшее развитие - цифровые DRM-радиостанции: на коротких волнах передается сжатый звук с коррекцией ошибок + дополнительная информация. Слушать их можно с помощью декодера . Диапазон частот для поиска - от 0 до 15 МГц. Нужно помнить, что для таких низких частот может понадобиться большая антенна.

Помимо этого, можно услышать передачи радиолюбителей - на частотах 1810–2000 кГц, 3500–3800 кГц, 7000–7200 кГц, 144–146 МГц, 430–440 МГц и других.

Радиостанция «судного дня» - UVB-76

UVB-76 расположена в западной части России, передает на частоте 4,625 МГц с начала 80-х годов и имеет не до конца ясное военное назначение. В эфире время от времени передаются кодовые сообщения голосом. Мне удалось принять ее на RTL2832 с конвертором и 25-метровую антенну, спущенную с балкона.

GPS

Одна из самых необычных возможностей - прием навигационных сигналов со спутников GPS на TV-тюнер. Для этого понадобится активная GPS-антенна (с усилителем). Подключать антенну к тюнеру нужно через конденсатор, а до конденсатора (со стороны активной антенны) - батарейка на 3 В для питания усилителя в антенне.

Далее можно либо обрабатывать слитый дамп эфира matlab-скриптом - это может быть интересно в целях изучения принципов работы GPS, - либо использовать GNSS-SDR , который реализует декодирование сигналов GPS в реальном времени.

Принять аналогичным способом сигнал с ГЛОНАСС-спутников было бы затруднительно - там разные спутники передают на разных частотах, и все частоты в полосу RTL2832 не помещаются.

Другие применения и границы возможного

RTL2832 можно использовать для отладки радиопередатчиков, подслушивания за радионянями и аналоговыми радиотелефонами, для разбора протоколов связи в игрушках на радиоуправлении, радиозвонках, пультов от машин, погодных станций, систем удаленного сбора информации с датчиков, электросчетчиков. С конвертором можно считывать код с простейших 125 кГц RFID меток. Сигналы можно записывать днями, анализировать и затем повторить в эфир на передающем оборудовании. При необходимости тюнер можно подключить к Android-устройству, Raspberry Pi или другому компактному компьютеру для организации автономного сбора данных из радиоэфира.

Можно принимать фотографии с погодных спутников и слушать передачи с МКС - но тут уже потребуются специальные антенны, усилители. Фотографии декодируются программойWXtoImg .

Есть возможность захватывать зашифрованные данные, передаваемые GSM-телефонами (проект airprobe), в случае если в сети отключен frequency-hopping.

Возможности SDR на основе RTL2832 все-таки не безграничны: до Wi-Fi и Bluetooth он не достает по частоте, и, даже если сделать конвертер, из-за того, что полоса захватываемых частот не может быть шире ~2,8 МГц, невозможно будет принимать даже один канал Wi-Fi. Bluetooth 1600 раз в секунду меняет рабочую частоту в диапазоне 2400–2483МГц, и за ним будет не угнаться. По этой же причине невозможен полноценный прием аналогового телевидения (там нужна принимаемая полоса 8 МГц, с 2,8 МГц можно получить только черно-белую картинку без звука). Для таких применений нужны более серьезные SDR-приемники: HackRF, bladeRF, USRP1 и другие.

Тем не менее возможность исследовать как аналоговый, так и цифровой радиоэфир, прикоснуться к спутникам и самолетам теперь есть у каждого!

Технология SDR в общих чертах

Введение

Развитие технологий происходит всё время, и с каждым годом компьютер всё больше и больше входит в наш обиход. Применение компьютера в радиолюбительской практике на протяжении последних 15 лет ограничивалось ведением аппаратного журнала, управлением трансивера по RIG-интерфейсу да обработкой сигнала в цифровых видах связи. Со стремительным увеличением вычислительных мощностей и миниатюризацией интегральных схем, стало возможно встраивать микрокомпьютеры, в классические трансивера. Сначала обрабатывали детектированный НЧ сигнал, потом стали оцифровывать сигнал уже на низкой ПЧ – 12..48кГц, и уже программно кодировать \ декодировать любые виды модуляции. На этом до недавнего времени и остановилось развитие всех трансиверов. Где то начало 2000-х годов. За последние 10 лет основные киты трансиверостроения, дальше этой планки не прыгнули. Осталась всё та же технология основной фильтрации и обработки сигнала на промежуточной частоте. Весь упор делается на расширении сервиса управления и отображения. Красивые цветные экраны и множество кнопочек, заменяющие ручки, современная элементная база… Вроде бы всё это круто! Но принципы обработки сигнала остались всё те же, что и 80 лет назад, когда появилась сама идея принципа обработки сигнала на промежуточной частоте. Остались всё те же проблемы с побочными каналами приёма, нелинейность множества каскадов обработки сигнала, проблемы качественной фильтрации и задачи правильного баланса усиления по каскадам и связанными с этим шумами. На протяжении десятилетий разные фирмы стараются решить эти задачи теми или иными способами наращивая сложность и стоимость этой чудо-коробочки, что стоит у каждого радиолюбителя на столе.

Новое веяние

И вот, в где то в 2004…2006 году, на рынке появилась фирма Flex-radio, которая подошла к вопросу конструирования с новой… хотя, с какой новой? Со старой, давно забытой стороны. Flex-ы применили принцип прямого преобразования сигналов. В этом принципе, спектр сигнал с радио частоты переносится сразу в низкочастотную область спектра и тут же обрабатывается. В нашей стране, этот принцип в начале 80-х годов применил и начал широкопопуляризировать ВладимирТимофеевич Поляков,RA3AAE. С его простых схем, многие юные начинающие радиолюбители начинали свой путь в радио, в том числе и Я. Но тогда этот принцип не получил широкого распространения. Связано это было с тем, что требовалось мотать множество катушек и точно настраивать каскады фильтрации, что бы получить высокие характеристики трансивера. Было много и других технологически сложных моментов.
С широким распространением компьютера, стало возможным оцифровать нужную полосу спектра и уже в программе фильтровать и обрабатывать сигналы, что избавило от необходимости мотать множество катушек. Основной особенностью принципа прямого преобразования, является наличие 2-х каналов обработки сигнала, сдвинутых друг относительно друга на 90 градусов. Т.н. метод квадратурной обработки сигналов. Получается, технология прямого преобразования подразумевает 2 приёмника прямого преобразования в одном корпусе – они и составляют основу всего метода. Flex Radio же, пошел дальше. В одной программе они реализовали не только обработку сигналов, но и управление трансивером. Технологически, это позволило избавиться от множества каскадов классического трансивера, и свести к минимуму количество узлов обработки сигнала. В железе остались всего несколько узлов. Синтезатор частоты, управляемый от компьютера, смеситель приёма и передачи, малошумящий широкополосный УНЧ, узлы коммутации приёма\передачи и ещё усилитель передатчика. Так появился на свет первый трансивер FlexSDR-1000.
SDR (SoftwareDefineRadio) – программно определяемое радио, буквально. Всё хорошо! Непревзойденно качественный звук, высокие динамические характеристики трансивера далеко отбросили назад классику.Но были и трудности. Те, кто начинал освоение технологии SDR 5-7 лет назад, помнят, сколько стоило сил подобрать нужную звуковую карту для компьютера, настроить программное обеспечение. Звуковая карта Delta-44 стала легендой!
И сегодня, если раньше в качестве оцифровки сигнала мы были ограничены качеством звуковой карты, то теперь этой проблемы не существует. За последние 5 лет произошел очередной прорыв в области миниатюризации и интеграции микросхем, стало возможным вынести весь низкочастотный тракт обратно в корпус трансивера. Фирма Flex radio, применила самые передовые и лучшие микросхемы АЦП. Встроив их в трансивер, Flex-ы избавили нас от необходимости искать «правильную» звуковую карту и освободили стол от множества проводов. Теперь стало возможным управлять трансивером по одному FireWare - кабелю. Так появились на рынке флагманский трансивер Flex SDR-5000 и его младший аналог – Flex SDR-3000. Выбор в качестве управляющего, столь экзотического интерфейса - IEEE-1394a (FireWare),был вызван необходимостью пропустить по одному шнуру максимально широкий цифровой поток, который позволяет обработать применяемые АЦП и ЦАП. Flex SDR-5000 и Flex SDR-3000 на сегодня являются передовыми трансиверами по качеству обработки сигнала, оцифровываемой полосе сигнала и имеют максимально возможные динамические характеристики. Один недостаток у них – трансиверы получились дюже дорогие. Тогда фирма Flex-radio решила выпустить бюджетный вариант трансивера Flex-1500. Он появился совсем недавно – в 2010 году. Его параметры немного поскромнее, чем старшие аналоги. Но скромность касается только ширины полосы обработки сигнала и применяемым интерфейсом. Теперь это USB 2.0! Ну и мощность трансивера сделали поменьше. Получился очень удобный QRP-аппарат. С моей точки зрения – самый оптимальный!

Понимаем… сравниваем.

Рассматривая характеристики классических настольных аппаратов, обычно уделяют внимание следующим характеристикам: динамика – способность принимать сигнал на данной частоте, когда рядом в стороне на другой частоте включается другая мощная станция; избирательность по соседнему каналу – параметр характеризующий, способность приёмника выделить нужный сигнал на данной частоте в заданной полосе; чувствительность – способность принимать слабые сигнал. Это основные характеристики которые могут интересовать среднестатистического радиолюбителя. Обычные люди мало знакомы с кучей определений и величиной циферок – это уже удел профессионалов, потому все остальные характеристики я опущу, а обсуждаемые постараюсь описать в понятной форме.

Сидит, скажем, радиолюбитель Вася…. Нет, не Вася, пускай это будет Петя. Сидит, скажем, радиолюбитель Петя вечером после работы дома и общается на 80-ке с Васей. Обсуждают они конструкцию новой антенны «Базука» или «мурыжат» какой-нибудь несчастный диполь или треугольник. (Ну много есть начинающих в эфире …) И тут включается где-нибудь рядышком по частоте Витя, сосед Пети. Он включился, допустим, в стороне на килогерц так 50. У Пети хороший новый трансивер, и нет еще усилителя. Но вот беда – Петя живёт в соседнем доме от Виктора. У Пети недорогой, бюджетный трансивер с достаточно скромными параметрами. И вот, в моменты, когда Витя будет давать общий вызов, Петя будет переставать принимать Васю. Почертыхавшись минут пять-десять, Петя вынужден попрощаться с Васей, выключит трансивер и пойдет пить чай или общаться с женою о ценах на картошку, в мыслях проклиная Витю, свой трансивер и еще кого-нибудь за компанию.

Достаточно известная история, правда? Так вот, параметр, который показывает, насколько у Пети притухнет стрелка, когда включится Виктор – и есть динамический диапазон приёмника. Этот параметр зависит в комплексе от того, как спроектирован трансивер, какие у него узлы по качеству и как они сбалансированы по характеристикам.
Если сравнивать цифры – то для обывателя, наверное, ближе будет сказать так. Вот когда Витя включается на один трансивер – то Петя не чувствует его присутствия на диапазоне. А как только Витя включит свой Аком-1000 – то Пете можно снова идти пить чай. Это значит трансивер у Пети хороший. И да же если бы у Виктора стоял не Аком, а какой-нибудь самодельный усилитель, типа на 4х ГУ-50 или на паре ГУ-29, и Петя продолжал бы слышать Васю и пускай с несколько притухшим уровнем, то можно сказать, что у Пети трансивер очень хорош по динамике!

Рассматривая трансивер Flex SDR по параметру динамика, могу сказать, что я уверенно принимаю всех корреспондентов при том, что вокруг меня в радиусе 1 км проживает около 8 активных радиолюбителей с мощностями от 100 до 500Вт, и находиться около 3-х баз такси на 27МГц, с такими же мощностями. Это соответствует динамике цифрой примерно 90дБ. Для сравнения, имея такой известный трансивер как Kenwood TS-870s, я все же пары людей имел дискомфорт, когда они включались с усилителями. На Flex SDR, я вижу их включения на экране, но это никак не мешает мне слышать своего корреспондента.
Если рассматривать схемотехнику, то в СДР динамика зависит, прежде всего, от аналого-цифрового преобразователя. Общая динамика аппарата, легко высчитывается из разрядности АЦП. Для 16-битной АЦП – это 96 дБ. Реально около 90 дБ. Для 24-битного АЦП – 144 дБ, реально – 130-136 дБ. От смесителя СДР – эта цифра практически не зависит, т.к. он выполнен на практически «идеальных» аналоговых пере множителях, выполненном на основе цифровой микросхемы. Динамика «цифрового» смесителя, переваливает за цифру 150 дБ и прежде чем смеситель выйдет из линейного режима – перегрузятся все другие каскады.

Избирательность – так же один из важных параметров, который мы воспринимаем непосредственно своими ушами.
Допустим Петя всё же разжился хорошим трансивером среднего класса, Виктор больше его не донимает, да и Аком свой он продал почему то. Теперь Петя может спокойно по вечерам тарахтеть с Васей об антенне «Базука», всячески расхваливая её, и хвастаясь как его трансивер волшебным образом, стал меньше шуметь и теперь Петя может принимать горячо любимых «нулевиков», правда они его до сих пор не могут услышать. И всё же временами Пети приходится понервничать, т.к. Константин, живущий в соседнем районе, временами пристраивается всего в паре килогерц и начинает «цикулять» дальних. Нет отстроиться подальше и «алёкать», да ведь не прогонишь этого… Приходится Пете на трансивере вертеть ручки DSP фильтров, изощряться всячески, да бы этот любитель DX-ов не мешал вести беседы с Васей на около-научные темы и в итоге – покидать тепло-насиженную частоту.

В трансивере с классической схемотехникой супергетеродинного типа, избирательность определяется качеством Фильтра Основной Селекции (ФОС). И даже в самом современном, полу цифровом трансивере типа ICOM серии Pro, 7хххили Yaesu FT-ХХХХ не поможет никакая цифровая обработка сигнала, если мощная помеха пролезет в полосу ФОС. Зачастую это одна из самых дорогих опций для трансивера. И для того что бы трансивер на столе начал достойно звучать – нужно прилично разориться на несколько качественных фильтров. В СДР-трансивере Flex-1500 и старших моделях SDR-3000 и SDR-5000 все эти недостатки отсутствуют изначально! Программно можно настроить фильтр ЛЮБОЙ полосы! Можно настроить не только полосу, но и характеристики скатов фильтра. И даже такие можно сконфигурировать фильтры, – которые в железе реализовать в принципе нельзя. Т.е. как таковое понятие ФОС в СДР уже теряется. В СДР фильтруется сигнал сразу, практически из эфира и с очень высокими характеристиками. Всё это позволяет очень эффективно отстраиваться от мешающих соседей, т.н. «свистулек» - тональных помех. Применяя современные сложнейшие математические алгоритмы DSP, стало возможно очищать от шума исходные принимаемые сигналы. И если вдруг кто то пристроиться буквально в 2х килогерцах рядом и начнет разговор, то он уже не будет так мешать как раньше. В старом трансивере единственным выходом из такой ситуации было отстроиться в сторону или качнуть свой сигнал до такой степени, что бы выгнать всех в полосе 5-7кГц по сторонам. В СДР-трансивере теперь можно просто подвинуть скат фильтра на 500-700Гц и надоедливого соседа больше не слышно. Мы его видим на экране, но нам он уже не мешает общаться.

Чувствительность – способность приемника различать самые слабые сигналы принимаемые антенной. Этот параметр определяется собственными шумами приёмника. В классическом трансивере, это опять же комплексная характеристика, зависящая от правильности проектирования. Кроме того, на чувствительность завязана, получается, еще и динамика и избирательность.

Наконец Петя разжился вертикальной антенной GAP-titan и теперь связи с «нулевыми районами» у него выходят чуть ли не каждый день. Мало того, Петруха теперь может докричаться не только до «нулевиков», но и до самих Штатов. Европу он более-менее обрабатывает понемногу. Они тут относительно рядом все. Всего то каких-нибудь 2000-4000 км. Да и валят с такой силой сигналов, что и коллегу с ближнего региона запросто перебивают. Но вот незадача теперь, по вечерам трепаться с Васей стало не интересно. Более стали захватывать душу вечерние, ночные и утренние прохождения. Петя сидит в эфире каждый вечер и ночь, пытаясь выловить острова тихого океана, Австралию… Однажды на уровне шумов Петя услышал острова Полинезии, а однажды едва различимые сигналы с тихого океана. Эххх… думал Петя, жить бы где-нибудь в деревне… Чувствительности трансивера хватает услышать всех, но вот помехи. Чтобы их так! Или антенну направленную поставить на крышу. Тогда любой бы DXбыл в кармане.

В супергетеродинном трансивере чувствительность определяется сбалансированным усилением по всем трактам, начиная от антенного входа и заканчивая УНЧ. В СДР-приёмнике такого жесткого подхода к балансу усиления нет. Смеситель, благодаря тому, что используется двойная балансная схема, вносит минимум потерь. Так же благодаря тому, что в качестве элементов смесителя используются аналоговые высокоскоростные ключи – такой смеситель практически не шумит. Всё усиление происходит на низкой частоте и обеспечивается новейшими специализированными сверх малошумящими широкополосными микросхемами. Для того что бы сохранить высоким параметр динамики АЦП, усиление МШУ УНЧ выбрано минимальным и фактически оно компенсирует потери в смесителе и входных цепях. После АЦП цифровой поток отправляется в программу, где и осуществляется основное усиление и обработка сигнала уже программным методом.

На ВЧ-диапазонах начиная от 10МГц и выше, есть смысл реализовать дополнительное усиление, т.е. обеспечить повышенную чувствительность. Благодаря относительно малому уровню атмосферных помех, меньшей плотности сигналов и меньшему их уровню на частотах выше 10МГц можно увеличивать чувствительность трансивера предусилителями не боясь перегрузить каскады усиления и ФОС. В известных трансиверах ICOM, 756 серии Pro Х, предварительных усилителей ставят даже по 2 штуки. В трансиверах Flex SDR, стоит один высоко динамичный предварительный усилитель с нормированным усилением 20дБ. Дополнительное усиление осуществляется регулировкой МШУ по НЧ. Даже без предусилителя чувствительность трансиверов Flex SDR, составляет -116дБм – это соответствует 0.35мкВ. С включенным предусилителем в среднем положении чувствительность улучшается до значения -127дБм или 0.099мкВ, с максимальным усилением чувствительность составляет уже -139дБм или 0.025мкВ и ограничена уже шумами самого предусилителя. Если сравнивать по чувствительности классический трансивер с SDR трансивером, то тут SDR выигрывает сразу не только по чувствительности, но и по такому параметру как «ШУМНОСТЬ». Этот параметр совсем не очевиден на первый взгляд и не фигурирует ни в одном рейтинге. Но, зачастую он является самым главным из субъективных оценок качества работы трансивера. В случае если человек достаточно долгое время проводит в эфире, да ещё и в наушниках – то фактор шумности становится просто одним из главных. Это разница проявляется, когда снимаешь наушники и голова «гудит» от шума или снимаешь наушники «полностью отдохнувшим от мирских забот». Согласитесь – цель нашего хобби – это отвлечься от мира и отдохнуть душою! В параметре «шумность» SDR-трансивер оставил далеко позади классику, включая навороченные ICOM IC-7x00 и Yaesu FT-X000. Как пример, сейчас, когда я пишу эту статью, у меня на столе одновременно стоит включенный Yaesu FT-897D и Flex-1500. Я их по очереди слушаю и замечаю, что Yaesu FT-897D имеет характерный шум даже в отсутствии сигнала (это не шумы QRN\QRM) и я от него не могу ни чем избавиться. Это так спроектирован трансивер. Переключая звук на Flex-1500,я могу так настроить звук, что даже в условиях сильных индустриальных помех (а они у меня до 9+20дБ доходят) я могу вытянуть слабый сигнал буквально над уровнем шума, очистить его, и комфортно прослушать. Т.е. качественно повышаем параметр сигнал\шум. Ни один обычный трансивер так не умеет!

Тут я могу ещё привести пример моего старшего товарища, Николая Николаевича, R7CC (Ex. RZ6BA), Коля - любитель вылавливать DX-станции. Долгое время он пользовался одними из лучших классических трансиверов: Kenwood TS-870s и Kenwood TS-950dsp. Когда Коля приобрел на пробу SDR-трансивер, он не стал продавать сразу Кенвуда. Почти год он в разных условиях, при разных прохождениях и антеннах придирчиво сравнивал их и СДР. И через год он продал с радостью всё лишнее железо в лице 2-х больших тяжелых коробок фирмы Кенвуд.

Что бы был понятен порядок шумных цифр, приведу примеры.
Уровень шума в деревне вдали от города на 14МГц – 0.01…0.1мкВ
Шум в пригороде мегаполиса на 14МГц – 0.1…3мкВ
Шум в городе варьируется в очень широких пределах – от 10 мкВ до 1 мВ и сильно зависит от плотности населения, наличия проводного интернета, компьютерных сетей, а так же положения звёзд в каждой конкретной квартире.
Что бы стало еще понятнее – можно представить, что:
Когда вы слышите какие-нибудь острова на грани чувствительности – это антенна ловит сигналы уровнем 0.5-5 мкВ (1…3 балла S-метра);
«Нулевики» из-за Урала идут с уровнями 10-50 мкВ (5...9 баллов S-метра);
Соседний регион 500-1500 км – 50-500 мкВ (9…9+40дБ баллов);
Сосед по району – 1-100 мВ (стрелка S-метра полностью ложится вправо);
Контестовая позиция неподалёку или сосед-радиолюбитель в вашем же доме – запросто могут навести до нескольких вольт на вашу антенну.
В последнем варианте уже не спасёт ни аттенюатор, ни сверх дорогой трансивер, а вот бутылочка горячего с огурчиком в пятницу вечером или после соревнований легко поможет сгладить испорченные выходные и\или наладить крепкую дружбу до конца жизни.

Исходя из вышенаписанного видно, что СДР-трансивер реально превосходит обычную классику по качеству приёма. Взяв Flex SDR-1500 с собою с ноутбуком на дачу или в поле, мы обеспечиваем себе более комфортный приём, нежели тот же Yaesu FT-817. Flex SDR-1500 мал, лёгок, и экономичен. Не шибко дорогой вариант – Flex SDR-3000 вполне подойдет среднему радиолюбителя без «закидонов». И DX-а отловить, и комфортно за круглым столом в выходные посидеть и автоматический тюнер есть. Ну а если вы любитель соревнований, то тут уже есть смысл разориться на Flex SDR-5000. Тут и 2 приёмника, причём, не такие убогие как в Yaesu FT-x000, а полностью идентичные и конфигурируемые на разные антенные входы, и высококлассные УКВ и ДЦВ режимы. Тут уже вообще ни один трансивер не идёт в сравнение!!! Аналогов просто не существует!

Как говориться «В бочке мёда…», соблюдаем гармонию.

В предыдущей главе я постарался доступным языком описать главные характеристики трансиверовFlexSDRи сравнить его с качеством работы классических трансиверов.
Для сравнения чувствительности в чистых цифрах откроем последнюю таблицу характеристик известных трансиверов опубликованную в американском журнале для радиолюбителей QST. Взято :

Чувствительность и динамический диапазон по блокированию...

Вопросы, касающиеся динамического диапазона по блокированию, предлагаю вниманию выборку из обзора параметров современных DSP трансиверов. (По материалам измерений лаборатории ARRL при журнале QST.) Условия измерений: УВЧ трансивера выключен, установлен и включен CW фильтр 500 Hz (опция или DSP), Р азнос полезного и мешающего сигналов - 20 kH

Программно-зависимые приёмники SDR на самом деле достаточно несложны и малогабаритны. Размером от спичечного коробка до пачки сигарет. Но как говорится, мал золотник, да дорог. При всей своей простоте, с компьютером и соответствующей программой, подобный приёмник превращается в достаточно серьёзное приёмное устройство. Вполне может использоваться как по прямому назначению, так и служить в качестве анализатора спектра. На сегодняшний день наиболее популярны приёмники разработанные YU1LM и различные варианты приёмникаSoftRock 40. Как правило, для упрощения конструкции, в качестве задающего генератора используется кварцевый генератор. С таким расчётом, чтобы центральная частота находилась в середине интересующего участка диапазона. Хотя ничего не мешает использовать и синтезатор частоты.

Рис.1 - Внешний вид простого SDR приемника

Рис.2 - Экранная форма программы для работы с SDR приемником

Рис.3 - Структурная схема SDR приемника

Рис.4 - S-meter

Как вы знаете, я интересуюсь тематикой раций, и даже иногда делаю обзоры на некоторые свои девайсы.
Вот и сегодня я решил рассказать про довольно интересную штуку. Приёмник сигналов RTL-SDR построенный на базе R820T 8232.
Также расскажу, как настроить этот приёмник для работы на компьютере и на android телефоне\планшете.
Итак, про SDR приёмники уже есть несколько обзоров. Поэтому я не буду подробно рассказывать, что это.
Скажу лишь что можно купить более дешевый вариант приёмника, и доделать его паяльником.
Типа такого:


Можно купить kit-набор. Типа такого:


()
И собрать приёмник, потратив на это несколько вечеров, заодно прокачав скилл паяльщика.
Или же сделать как я: купить уже готовое к приёму всего нужного изделие, которое можно использовать без танцев с бубном. Разница в цене не сильно большая, поэтому я купил готовый приёмник, с дополнительной платой, всеми нужными перемычками в нужных местах, и даже двумя выходами под антенны.
Данный конкретный приемник может принимать сигналы и охватывать все ВЧ любительских диапазонов:
охватывает УКВ и увч 24-1766 МГц
до 3.2 М частота Дискретизации (~ 2.8 МГц стабильный)
приемник режимов, МСЧ, FM, ПРОИЗВОДСТВО USB, LSB и CW
Что это значит? А это значит, что мы можем слушать передачи на следующих диапазонах:
13-15Мгц это дальние вещалки на подобии голоса америки.
15-28МГц можно услышать любительскую радиосвязь.
27.135МГц это канал дальнобойщиков (удобно слушать в дальних поездках).
30-50МГц может находиться скорая помощь.
87.5-108МГц это обычное фм радио.
109-500МГц самое интересное)
108-136МГц это авиадиапазон (тут разговаривают пилоты, не без шуток и приколов)
137-138МГц это диапазон спутников NOAA (погода со спутника в низком разрешении)
144МГц опять же радиолюбители
150МГц это жд диапазон.
433МГц тоже радиолюбители, рации-болтушки, брелки сигналок, шлагбаумов и прочего эфирного мусора
446МГц тоже болтушки
дальше уже зависит от города, кстати, полиция тоже где-то тут) но где- не скажу)
~900МГц сотовая связь.
Еще больше инфы можно почерпнуть на сайте
Теперь непосредственно про приёмник.
Приёмник был заказан на банггуде. (там он был в наличии, на момент покупки. И цена была хорошей.) Заказывал 2 приёмника:


Доставка заняла 30 дней. На почте получил посылку с двумя коробками. Одна коробка с приёмником пока лежит до лучших времен (позже поставлю в машину) а первая используется для тестирования и настройки.
Приёмник приходит в обычной коробке. Которая еще и малость пострадала:


Внутри находятся приёмник, антенна, mini-usb кабель:


Больше по сути ничего и не надо.
Подробности.
Кабель:




Кабель самый обычный mini-usb. Я его кстати даже не стал использовать. Так как у меня есть свой, более длинный и качественный.
Антенна:




Имеет магнитную площадку. Магнит довольно крепкий. Хорошо держится на вертикальных металлических поверхностях.


Сам приёмник:
Ничем не примечательная коробочка.




Имеет размеры 90*50*22мм:





С одной стороны, имеются разъемы для подключения двух антенн:


С другой стороны, разъём mini-usb для подключения к компьютеру и светодиод индикации питания:


Если не знать наверняка, даже и не понять, что это за устройство такое. Тем более что никаких опознавательных надписей на коробке нету. (да и они не нужны )
Пара фоток в интерьере, вместе с рацией wouxun:




В комплекте идёт только 1 антенна, несмотря на наличие двух разъёмов для разных частот.
Для работы на частотах 100khz-30MHz нужно докупать вторую антенну. При условии, что вы хотите чтото слушать в этом диапазоне.
Перед тем как использовать, я решил разобрать приёмник. Причина проста. Внутри что-то как-то странно болталось. (болтанка присутствует на обоих экземплярах приобретенных мной приемников)


Весь процесс разбора состоит из выкручивания 4 винтиков:








Даже на фото видно, что распаяно всё аккуратно. Следов флюса или прочего криминала не видно.
Видно, что это DVB приёмник распаянный на плате. Основные чипы R820T и 8232:


Больше рассказать ничего не могу. Так как не силён в схемотехнике. На фото всё итак видно.
Теперь про то что гремело внутри. Это сама плата. Она немного меньше пазов корпуса и немного короче. Потому и болталась внутри. Я этот вопрос решил просто. Приклеил вспененный 2-сторонний скотч внутри корпуса, и вставил плату на место:


Всё закрутилось плотненько. Люфт и болтание ушли.
Теперь расскажу про настройку и тестирование:
Для работы с приёмником на Windows комплютере, нам нужно использовать программу sdrsharp

Для установки правильных драйверов, нужно запустить программу zadig.exe
Если в сборке с шарпом у вас ее нет,
Запускаем, выбираем options - list all devices
Выбираем пункт Builk-In, Interface (interface 0) и нажимаем кнопку Reinstall Driver:


После этого нужные драйвера будут установлены в системе, и можно запускать программу SDRSharp.
Тут всё просто. В настройках выбираем нужный порт, и нажимаем кнопку старт:




Частоты можно вводить как вручную, так и использовать различные плагины для сканирования.
(работа с программой потянет на отдельную статью, уж очень много в ней возможностей. Поэтому я показываю поверхностно, а заинтересованные могут уже найти в интернете подробности)
Для чего нужен подобный приёмник?
Несмотря на комментарии про всякие злодеяния, и про то что посодють, этот приёмник на самом деле вполне легален. И использовать его можно в легальных целях. Да и к тому же слушать эфир у нас НЕ ЗАПРЕЩАЕТСЯ. А передать что-то в эфир с помощью этого приёмника невозможно. Поэтому с помощью приёмника мы можем послушать радио. Да, обычное радио. Вдруг у вас нет ни одного устройства умеющего принимать сигналы местных радиостанций, а радио послушать ужасть как хочется-приёмник поможет.
Еще с помощью приёмника можно послушать радиолюбителей, вещающих на частотах 15-28МГц
Но нужна более мощная антенна. Та что идёт в комплекте позволит принимать сигнал только находясь недалеко от источника этого самого сигнала.
Еще с помощью приёмника можно проверять рации. Классическая ситуация: принесли старую рацию без дисплея. Рабочую, но неизвестно на какой частоте. Можно данный приёмник использовать для выявления. (конечно есть отдельные приборы для замера частоты и мощности, но если есть приёмник, можно обойтись им)
Ну и, например, поехали мы в дальнюю дорогу. Своим ходом на машине. Почему бы нам не настроить приёмник на частоту дальнобойщиков СВ (27.135 МГц ), чтобы послушать переговоры? Чтобы знать, что творится на дороге? Где засада ГАИ, где аварии, где объезд и т.д.
Кстати именно для прослушивания CВ диапазона не обязательно подключать приёмник к ноутбуку. Можно использовать телефон на android. И не только для этого диапазона.
Я подключил приёмник к своему Xiaomi Mi5 через копеечный OTG-адаптер. Тут настройка еще проще чем на компьютере:
Идём на 4PDA.ru и качаем программу
Вместе с программой качаем Rtl-sdr driver 3.06 и ключ для получения полного функционала. (можно конечно купить ключ на маркете, но я старый пират, которому претит платить за софт )
Устанавливаем на телефон:

Скриншоты с приложения:









Как видим всё прекрасно работает, и также позволяет слушать эфир.


Я проверял этот приёмник с моими рациями Baofeng, Wouxun, WLN. Всё прекрасно ловится.
Также при помощи сканера смог найти несколько частот, на которых шли разговоры. Что подтверждает работоспособность приёмника.
Приёмник у меня в основном для хобби, но есть интерес послушать коротковолновиков из других стран, поэтому сейчас выбираю антенну к этому приёмнику (буду благодарен если в комментариях предложите свои варианты)
Заключение:
Этот приёмник отличный вариант для людей, интересующихся радио. Он позволяет узнать много нового, а также слушать эфир без покупки дорогого оборудования.
Отговаривать или рекомендовать к покупке этот товар я не могу. Слишком специфичный товар. Я лично покупкой прям очень доволен. И это самое главное.
В следующем месяце у меня планируется дальняя поездка на машине, и я ее жду не столько ради цели поездки, сколько ради возможности послушать переговоры и протестировать приёмник в полевых условиях.