HackRF One SDR TRx Experimentele, compacte SDR-transceiver met extreme banddekking, ideaal voor SDR-studies. Kan niet worden gebruikt als "communicatieapparaat"


De HackRF One is een testapparatuurmodule voor RF-gerelateerde experimenten en metingen met een frequentiebereik van 1 tot 6000 MHz. Het wordt gebruikt voor experimenten en meetopstellingen met open source programma's voor SDR's, eigen softwareontwikkeling voor radiocommunicatie en metingen in amateurradio. De hardware is ontwikkeld door Michael Ossmann (VS) als een open source-apparaat, ondersteund door een sterk Kickstarter-financieringsproject. Het wordt nu ook als commercieel product verkocht.

Het systeem bestrijkt een breed frequentiebereik van 1 tot 6000 MHz, en dekt zowel veel gelicentieerde en niet-gelicentieerde als hamradiobanden. De hardware biedt een maximale samplefrequentie van 20MS / s, wat voldoende is om zelfs breedbandsignalen zoals WFM, DECT, Wifi en andere te meten. De ADC werkt met 8 bit databreedte en biedt een dynamisch bereik van 48dB. De gedigitaliseerde I / Q-gegevens worden verwerkt door een Xilinx CPLD en een geïntegreerde ARM Cortex-processor. Vanwege het ontwerp en de selectie van componenten ondersteunt het apparaat alleen half-dubbelzijdige werking.

Het hele circuit is ontworpen voor een laag stroomverbruik, de levering gebeurt alleen via USB. Het bord heeft een Micro-B USB-aansluiting, een geschikte kabel wordt meegeleverd. Om verschillende HackRF One-kaarten te synchroniseren, biedt het systeem connectoren voor klokingang en -uitgang. Deze signalen kunnen worden gebruikt om meerdere borden parallel te gebruiken, bijvoorbeeld voor metingen aan MIMO-systemen of full duplex-systemen. Twee drukknoppen en verschillende diagnose-LED's zijn voorzien voor eenvoudige bediening.

De print is professioneel vervaardigd met 4 lagen. Alle componenten zijn SMD-onderdelen. Om de eigen hardwareontwikkeling en uitbreidingen te ondersteunen, zijn er veel signalen beschikbaar op jumper sockets. Deze connectoren bieden GPIO-pinnen en parameter-in- en uitgangen van de CPLD. Een JTAG-connector kan worden gebruikt om de ARM Cortex-processor te programmeren.

Inbegrepen bij de verzending is:

• HackRF One Board
• G
• USB-kabel

HackRF One Circuit Beschrijving

Raadpleeg het blokschema van de frontend. Het HackRF One board kenmerkt zich door een zeer hoge flexibiliteit bij het kiezen van het signaalpad. Met RF-schakelaars op alle kritieke knooppunten kunnen verschillende componenten worden geselecteerd op basis van gebruikersprogrammering.

Na de antenne-ingang volgen twee MGA-81 GaAs MMIC-versterkers, de ene bedient de ingang en de andere het uitgangspad. De versterkers-IC's kunnen in en uit het signaalpad worden geselecteerd door RF-schakelaars (SKY13317).

Het versterkerblok wordt gevolgd door een laagdoorlaat- en een hoogdoorlaatfilter, die kunnen worden gebruikt om het signaal in beide paden (ingang / uitgang) te beperken. Na het filter komt het signaal binnen bij een RF mixer RFFC 5072. Deze mixer is te gebruiken tot 6GHz. Het signaal wordt naar boven of naar beneden gemengd, afhankelijk van de gebruikersprogrammering, en uiteindelijk naar het basisbandcircuit gestuurd. Mixer en filters kunnen worden omzeild door verdere RF-schakelaars, waardoor de IF-signalen rechtstreeks naar de versterkers of rechtstreeks naar de antenne kunnen worden geschakeld.

Als basisbandchip wordt een Maxim MAX2837-component gebruikt, die een frequentiebereik van 2,3 tot 2,7 GHz bestrijkt. De chip maakt gebruik van monolithische filters die zorgen voor een zeer lineair signaal en een laag ruisgetal. De IQ-gegevens worden vervolgens doorgegeven aan een ADC / DAC-chip Maxim MAX5864. Zowel deze ADC als de DAC gebruiken een 8 bit resolutie. Een maximale samplefrequentie van 20 MS / s wordt ondersteund door deze converters. De digitale signalen worden uiteindelijk doorgegeven aan een Xilinx XC2C CPLD. Het hele systeem en alle interfaces worden aangestuurd door een krachtige ARM Dual Core Cortex-processor (NXP LPC4320). Het bord ondersteunt verder 1 MB flash-geheugen.

Software voor het HackRF One Board

Momenteel (najaar 2014) werkt het HackRF One-bord met 'SDR-Radio', 'GNU Radio' en 'SDR #' '(SDR Sharp). Vanwege de open source en licentievergoeding van het project, kunnen andere softwareprojecten op elk moment deelnemen. Verschillende auteurs hebben al aangekondigd de HackRF One te steunen. Actuele informatie over software is te vinden op de Wiki-site van de fabrikant.

18. aug. 2014: Nu ondersteunt de software SDR-Radio van Simon Brown het HackRF Board (vanaf versie 2.x).

18. aug. 2014: Hier is een eerste recensie van de HackRF One met SDR # door rtl-sdr.com.
Links over HackRF One:

• Nieuwe videoserie door Michael Ossmann Inleiding tot SDR (Engels)
• De website van de fabrikant, Great Scott Gadgets
• De projectpagina op Github
• Het project Wiki op Github Hier kun je up-to-date firmware vinden om te downloaden.
• HackRF Presntation op GRCon 12 (video, Engels)
• HackRF Present and Future op NYU CSAW 13 (video, Engels)
• Het eerste Kickstarter-project
• Korte HackRF-recensie in Duitsland door c't Hacks (Heise)
• RF Analyzer - Android APP voor HackRF (Engels)

Wat de HackRF One niet is!

Van tijd tot tijd horen we de teleurstelling van klanten die de HackRF One retourneren, omdat hij of zij iets totaal anders verwachtte. Om dit in de toekomst te voorkomen, willen we enkele wijdverbreide misverstanden uit de weg ruimen.

• De HackRF One is geen hamradio! De HackRF One is een zendende en ontvangende SDR die bedoeld is om mee te experimenteren. Het helpt duizenden studenten, hackers, hobbyisten, ervaren radioamateurs en onderzoekers om nieuwe radiotransmissiepaden te testen en was in die tijd een schitterende ontwikkeling. Maar het vervangt zeker geen amateurradio en wil dat ook niet!

• De gevoeligheid van de HackRF One is lager dan die van de eenvoudigste handradio voor amateurradio. Dit komt door het ontwerp met de 8 bit AD-converter, de ontbrekende voorversterking, de ontbrekende voorfilters en de beperkte rekencapaciteit. Maar de HackRF One hoort niet erg gevoelig te zijn, het is voldoende als er een signaal over de labtafel wordt ontvangen. Natuurlijk kun je de gevoeligheid verhogen met een grote externe antenne, externe voorversterkers en filters en allerlei zenders horen in individuele bandbereiken - maar de inspanning is veel groter dan wanneer je meteen een conventionele radio koopt.

• Het zendvermogen is bewust tot een extreem laag niveau beperkt. Het is voldoende om een ​​signaal over de laboratoriumtafel naar een ontvanger te sturen, er mag niets meer gebeuren. Als je overweegt een versterker aan de HackRF One toe te voegen, moet je er rekening mee houden dat het signaal helemaal niet gefilterd wordt en waarschijnlijk spectraal niet erg schoon is.

• De HackRF One heeft geen voorzieningen voor normaal gebruik van amateurradio's. Er is geen microfoonaansluiting, geen S-meter, geen luidspreker, er is geen controlemogelijkheid behalve via de software op een computer. Om het grote potentieel van zo'n experimentele SDR te kunnen benutten, moet men de theorie van digitale signaalverwerking behoorlijk intensief bestuderen. Dit vereist kennis van het Engels, veel wiskunde, wat natuurkunde en veel inzicht in software. Dit is allemaal beheersbaar en ook nog eens heel spannend, maar vraagt ​​wel veel inzet en tijd. Als je dat niet wilt investeren, is de HackRF One zeker de verkeerde keuze.

• De HackRF One is een van de meest veelzijdige producten om te leren hoe SDR's werken. Maar als u op zoek bent naar een snelle en universele kennismaking met amateurradio, kunt u beter voor een conventionele radio kiezen en er de eerste ervaringen mee opdoen.