Записки программиста

Недавно мы познакомились с HackRF и его возможностями в плане приема и передачи. Однако передавали мы не какой-то полезный сигнал, а всего лишь несущую. Пришло время это исправить и собрать на базе HackRF полноценный радиолюбительский QRP трансивер диапазона 2 метра. А поможет нам в этом программа SDRangel.

Всем знакомый Gqrx является программой для приема сигналов. SDRangel — это аналогичная программа, однако предназначенная не только для приема, но также и для передачи. Является кроссплатформенной и открытой (GPL 3.0), живет на GitHub. Разработкой занимается Edouard Griffiths, F4EXB. Проект появился около 10 лет назад.

Эксперименты я проводил на Xiaomi Redmibook Pro 16 под управлением Ubuntu 24.04 LTS. Установить SDRangel проще всего из snap-пакета:

Интерфейс программы нуждается в пояснениях. Первым делом предстоит добавить устройства приема и передачи сигналов. Это делается при помощи маленьких кнопок «Add RX device» и «Add TX device» в левом верхнем углу:

В обоих случаях выбираем HackRF. Далее для созданных устройств нужно добавить демодулятор и модулятор соответственно. Здесь они называются каналами и создаются при помощи кнопочки «Add channels» в окне устройства:

Модуляцию в обоих случаях выбираем NFM. Настройки NFM особо ничем не примечательны — нужно выбрать девиацию, CTCSS тон, и т.п. Наконец, нужно настроить SDRangel так, чтобы он автоматически переключался с приема на передачу и обратно. Для этого в верхней панели находим кнопку «Add features»:

В выпадающем списке находим «Simple PTT». Окончательный результат должен выглядеть приблизительно так (кликабельно, PNG 3072x1739, 954 КБ):

Программа была настроена для работы на местном УКВ репитере. Передача осуществляется на частоте 145.025 МГц, а прием — на 145.625 МГц. С помощью контрольного приемника необходимо удостоверится, что передача происходит точно на требуемой частоте, иначе репитер не откроется. С частотой приема несколько проще, поскольку ее можно выставить по сигналу от самого репитера. Корректировка частоты осуществляется ползунками «LO ppm» в настройках приемника и передатчика.

Остальные настройки в меньшей мере критичны. Их можно покрутить уже в процессе работы с корреспондентами. Например, мне сообщили, что сигнал слишком широкополосный («выскакивает из репитера») и что в аудио недостает высоких частот («вам бы микрофон поменять»). В настройках модулятора была уменьшена девиация и увеличена полоса аудио, AFBW. Каких-либо жалоб после этого не поступало.

Примечание: На момент написания этих строк SDRangel не позволял указать разную частоту LO для приемника и передатчика, если они относятся к одному экземпляру HackRF. Это несколько ограничивает возможности программы. Например, работать на спутниках в кроссбэнде без второго SDR не выйдет.

На этом настройка программной части завершена. Переходим к железной части.

В диапазоне 2 метра максимальная выходная мощность HackRF составляет около 8.5 dBm или 0.007 Вт. Репитер мы такой мощностью не откроем. Нужен усилитель. А еще HackRF не повредит соответствующий полосовой фильтр. Так и приемнику будет проще, и на передачу сигнал станет чище.

Сказано — сделано:

Я воспользовался изготовленным ранее фильтром на спиральных резонаторах. В роли усилителя был выбран проверенный Mitsubishi M68776. Мощности HackRF достаточно, чтобы раскачать этот усилитель до 2..5 Вт. Эффективность при этом не высока, но в остальном все работает.

Достать конкретно M68776 в последнее время проблематично, однако доступно множество других УКВ усилителей. Следует только проверить, имеют ли они встроенный ФНЧ. Если не имеют, то ФНЧ предстоит спаять самостоятельно. Напомню, что M68776 имеет встроенный ФНЧ.

Для обхода усилителя в режиме приема я воспользовался простейшей схемой на базе реле. Схему можно скачать здесь [PDF]. Определить, работает ли HackRF в режиме приема или передачи, можно по сигналу на 6-м пине разъема P5. Это тот же самый сигнал, что зажигает на плате светодиод «TX». Он и был использован для переключения реле.

Проверим передаваемый сигнал:

Побочные продукты отсутствуют. Гармоники хорошо подавлены. Значит, с таким сигналом можно в эфир. Репитер находится неподалеку, и я захожу в него при помощи трехэлементной антенны Уда-Яги. Поэтому выходная мощность была ограничена 2.5 Вт. Этого достаточно.

Радиосвязи через репитер были проведены успешно. Корреспонденты дают хорошие рапорты, а также отмечают качество сигнала. Эксперимент удался. Само собой разумеется, с тем же успехом SDRangel позволяет работать в ЧМ и в прямом канале, а также в других видах модуляции и на других частотах.

Метки: Linux, SDR, Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.