失传技术研究所小讲堂 篇十八:带你步入SDR(软件无线电)的大门

2019-05-21 11:04:43 50点赞 333收藏 32评论

创作立场声明:有HAM自远方来,不亦乐乎

首先咱要声明,这教程基本只适用于没玩过但是听说过SDR的各位用来初步了解SDR的使用入门的。具体的高级玩法比如ADS-B我们不涉及。

1.什么是SDR

首先啥是SDR?SDR的意思是软件无线电,Software Defined Radio狭义来说代表SDR设。就像贴吧过去的民科圈总喜欢把某个老外随手瞎几把画的恰好能自激工作在ZVS零电压开关(E类放大器)的电路叫ZVS一样,SDR在现实中也指代特定的某些设备(通常是RTL2832或者一众开源SDR项目的产品,如HACKRF)。不同的是相比贴吧民科的ZVS会让小白对其概念理解产生困难,SDR却很少会有人混淆两者之间的概念。一般能把2832叫SDR的人都不会不知道SDR什么意思,但是贴吧的那群民科培养出来的丢人孩子却很少知道什么是ZVS,以及ZVS的意义。

通常咱可以认为SDR是一种无线电设备,因为利用了软件无线电技术所以相比硬件无线电来说具有很多优点。

用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于:传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台,而许多的通信功能则是由软件来实现,打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信,摸拟通信到数字通信之后第三次革命。(百科)

简单来说软件无线电对咱最大的意义莫过于便宜了。以42元的RTL2832举例,这东西以前叫电视棒,因为它从硬件上可以支持数字无线电视信号的接收(DVB-T),当然,后来因为这东西无法接收国内国标的DTMB信号所以被取缔了电视棒的名字(DTMB电视棒好贵,要一百多)。但是咱国内的玩家当然一开始也没打算用这玩意看电视就是了。这东西因为是用来接收数字电视所以用来看国内的模拟无线电视带宽不够只能支持到黑白电视还没有声音(好在支持模拟信号接收的电视棒也就60,带AV同轴输入),它真正的用途是可以提供非常广阔的无线电接收范围,是真正的宽频段接收机。(RTL2832的电视棒通常可以接收27MHZ-1800MHZ的各种信号,通过简单改造还可以下潜到150K,做到了150KHZ-1800MHZ真正的全频段接收)

2.SDR硬件的入手和改造

咱随便上网搜SDR就能找到USB2.0 Digital DVB-T SDR+DAB+FM HDTV TV Tuner Receiver Stick HE RTL2832U+FC0012,注意这个FC0012,买的时候不要选这个,频率范围窄,大概是22MHZ-900那样,这个虽然便宜些可以30出头包邮,但是却不是很好用。首先它不知道能不能改造,其次它的灵敏度也有待考核。买RTL2832+820T2或者+828的吧,一般都很便宜(就算全金属外壳加强做工的到手价也不超过100块钱,再贵的都是智商税)


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(顺带说下DVB-T好像以前大连有过来着,至于DAB是FM下一代的广播技术,并没有普及。这种数字广播技术可以在一个频率进行多路广播,然而并没有什么用 AM随便一个几块钱的几个晶体管的电路都能收但是会被电动车的电机辐射干扰 FM就没什么影响了还能立体声)

一般新手咱建议就用这东西,一般也就四五十块钱。还可以简单通过Q通道改造进行扩频。看见板子图上2832U附近的那个焊盘没?就是给你用来改造的。弄个1000PF的瓷片电容焊那地方电容另一头接天线上就算完工了。我记得没错的话应该上接Q+,一般焊盘的地方会有丝印标称。如果看不到+-记号可以简单识别英语里的POSITIVE和NEGATIVE来完成辨认,一般的820T2的板子都会预留这种焊盘。

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目前经实测这种方法是最好用的改造方案,比什么I通道磁环改造高到不知道哪去了。

有闲心还可以给芯片加点小散热片几毛钱好几个那种,华强北就有售。涂点硅脂糊上就行了。再高端点就给塑料壳粘上铝箔胶带抗底噪,注意如果粘在内壳的时候记得做绝缘(加一层透明胶 因为金属层是抗干扰用的所以不用考虑散热问题,芯片有散热片就比没有好多了)

另外再说一下,以前有一个叫E4000的芯片,高频可以上到2200MHZ,差点够到WIFI了。可惜停产了。(灵敏度欠佳)

重要的事情再说一遍,网上那些100块钱以上的2832的棒子都是智商税不要信,咱能买到的最好的棒子其实才卖85


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金属壳(应该是铝壳),钽电容,屁股上还带个SMA。咱的电视棒的天线都是MCX插槽的,网上去华强北买个纯铜转接头五块钱一个效果还可以。顺带说下这款是没带天线的。这时候以前塑料棒子的那个天线就可以加个转接头直接安上了。带线天线可以把上面那根铁棍拧下来换个拉杆天线之类的,或者接个短波天线。天线用M3螺丝连接,用普通的母对母铜柱就可以对接拉杆天线。如果会压接线端子的话还可以给短波的铜线天线压在接线端子上然后直接拧在高频天线和天线座中间。

另外咱笔记本的无线网卡天线接头叫IPX。


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IPX体积更小,更适合集成化。总之这种屏蔽接口都可以互转,高频信号传输用的。什么F头转RF射频电视头之类的,还有以上上述的规格公母互转之类的。

这款300M网卡以前非常受欢迎,十多块钱一个还带5G跟蓝牙,随便焊个USB就能用了。可惜驱动好像只有WIN10比较好安。唯一的缺点 是它只有USB2.0,和2832一样。好在2832咱用起来2.0是够了。

硬件的安装其实还是非常容易的。USB随便找个设备一插就行了,台式机不建议用因为这个是移动的活。可以用WINDOWS平板或者续航比较长的笔记本,不要求性能多高。手机的话找个OTG接上之后下个SDR TOUCH和RTL SDR DRIVER就行了。


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天线最好高点。另外天线是有其自身适用的频率范围的,比如WIFI天线就适用5G和2.4G,对于听100M左右的收音机显然不好用。好在天线频率是有个公式可以直接算的。一般天线的长度等于其工作频率对应波长的四分之一,光速=波长*频率,频率记得要用基本单位。这也解释了为何高频天线往往可以更短,不过注意有源天线可以不受此公式约束。图上天线旁边是自制的100W LED手电。

3.软件的安装

咱高高兴兴的把东西买回来改装完事天线插好往电脑上一插,然后:


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这时候希望看教程的各位不要来打我,我自己最讨厌自己太蔡还不思进取想办法自己解决问题的了。在图吧这种人叫什么,终身售后来着?电脑出了问题自己也不考虑想办法解决,统统甩在别人身上然后就被誉为终身售后了,无论他找的人是不是真的卖了他东西。

别急,咱肯定会有办法解决。

链接 提取码: qv59 永久有效。建议使用百度云不限速下载,如果实在太蔡怎么都玩不明白不限速还可以来我们所找我直接索要,我会用微云发送。

然后看我脸色行事


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然后就可以了,无论是否报错只要操作正确驱动就能安上。如果报错就上任务管理器结束进程就行了。


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打开SDR#,也叫SDR SHARP,这里#念SHARP,就是咱用的电视了。


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这时候按播放型的按钮就可以听到电脑发出了沙沙沙的声音了,建议使用监听耳机效果更佳。总之,现在咱理论上就在听收音机了。但是事实并没有这么简单。咱之前说过,咱需要用软件来操控硬件,首先我们看左边的这个面板上提供了几个选项,关于信号调制模式的。一般咱刚入门只会用到FM AM,其中NFM是对讲机用的窄带调频,WFM则是收音机广播电台,自制简易话筒用的宽带调频。都是通过频率调制来传播声音,只不过频率范围的宽窄而已。至于AM调幅广播则比较简单暴力,通过调整信号幅度 咱认为是信号强度来进行信息的传播,这种方法咱用几个元件的电路就能搭建发射机和接收机。然而效果非常蔡,如果本地有电台的频率和发射机的频率重合,你根本听不到发射机的声音。(这个发射电路通常用于检验矿石收音机,这里咱就不教了 因为咱敢说看到这里很多人是不是根本就没给自己的接收机进行改造?毕竟要动烙铁的。其实咱也想过给同学们提供点改造服务的,但是各位如果不动动手的话就没意义了,所以咱也就暂且不到最后关头就不随便干预了。如果哪位实在太蔡或者手残根本就无法完成改造到时候咱再帮忙)


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此外,注意点开那个小齿轮调整接收机自动增益,不然收到的信号几乎不经放大就解析之后基本听不到什么声音。

开启自动增益之后好多了 此外那个设置界面如果咱手上有改造过的Q通道棒子也可以用来切换通道


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咱可以听什么?假设各位都翻车买到不能改造的棒子或者都蔡根本没改过棒子,那么显然的AM的 中波短波就别想了、因为咱从150K-30M基本全没了。不过咱还是可以听以下几个频段,这些都是开放监听的:87-108的WFM调频广播,如果离飞机场近的话,可以收到塔台和飞行员的通话。机场塔台频率就在118-135.975MHz范围内,AM广播。还有136-174和400-520M的UV手台,NFM。其实要是不追求发射的话听听车队对讲还是挺有意思的。一般有一定流量出租车经过的地方都可以听到。很多时候他们都是闲唠嗑,但是有的时候他们会说一些有价值的信息,比如路况之类的。


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打到NFM之后在440左右搜寻信号就能发现信号,通常有尖峰的地方就是了。手快点!话说完了信号就会消失。想听到就得用鼠标在图象上准确点击,对于笔记本触控板来说就是炼狱了。当然你也可以用键盘或者手动调整频率。


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另外SDR#支持软件录制。有兴趣的话就把接收到的信息录下来吧。补充一点,如果到了火车站的话,注意一下460附近的频率,你也能学会一些相关术语,了解一下概况。

4.进阶

如果仅仅是接收声音不能满足你,干嘛不试试高级操作?虽然图形界面比UV5R之类的蔡鸡你太美(划掉)对讲机接收起来的乐趣高到不知道哪去了,但是玩时间长了终究会腻。好在我们还可以上高级操作(骚操作)


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国际空间站了解一下?先不说紧张刺激的和宇航员通联,国际空间站会定期的用音频向地球广播图像,没错,用声音。

ISS在145.800 MHz FM上能够发出强大的信号,带有1/4波长天线的手持对讲机就足以接收,图片会通过一种叫SSTV的调制形式以声音的方式进行传送。理论上只要有正确的音频就可以解码图像,至于将声音用FM信号调制后发射倒只是一种手段。 有时间咱可以试试用两台电脑之间之间用扬声器和麦克传图片或者其他文件,这非常好玩。

SSTV,是慢扫描电视(Slow Scan Television)的英文首字母缩写,是美国业余无线电爱好者于1958年提出来的,最初只能用来传输黑白图像,现在则主要传输彩色图像。


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整个过程的难点在于如何保持信号接收稳定,如果是使用高增益的定向天线的话天线的方向一定要一直指向信号源,如果是手动的话非常考验人的水平。好在咱还有捷径——全增益天线。四臂螺旋天线


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Quadrifilar helical antennas(QFHA,四臂螺旋天线)能够为卫星业务和卫星移动电话系统提供高增益、高圆极化轴比波束的最佳选择之一。

用了这个天线,咱就可以在那一坐就可以全自动的接收下行广播了。这天线好就好在它螺旋的结构上,可以提供任何方向相等的信号增益。制作天线的相关参数可以自己算,还可以来我们所找我直接索要详细的教程,我会用微云发送。

此外,很多气象卫星也都是可以直接用SDR接收后软件解码的。这样我们就能得到一手的卫星云图。


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遗憾的是,咱自己的风云卫星是还没有开源软件的。不过好在官网的更新速度非常可以,也就算了。

暂且就想到这么多,欢迎大佬补充。


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