老牌SDR接收器的“七年之痒”| 从硬件进化到软件

 

RTL-SDR:七年之后再出发

作者:汤姆纳迪

 

“老牌”RTL-SDR接收器

当我在2012年撰写该文章时,RTL-SDR项目及其社区仍处于起步阶段。需要进行一些真正的挖掘才能找到支持基于Realtek RTL2832U的电视调谐器、连接功能更强的天线所需的适配器以及如何编译所需的所有软件以使其在广告频率范围之外进行收听。它并不是最友好的用户体验,当它完成所有这些操作时,您将完全放在自己的设备上。如果您不知道如何在GNU Radio中创建自己的接收器,那么除了收听业余频段或调谐到本地FM广播之外,很多事情是没法做的。

近十年后,情况发生了巨大变化。RTL-SDR硬件和软件本身也有了很大的改进,但也许更重要的是, 该项目的成功已经开启了软件无线电(SDR)世界的一场革命。 在2012年之前,SDR当然不是无法获得的,但它们的成本要高得多。那时候,市场上最具可比性的设备就是FUNcube加密狗,这是一款近200美元的接收器,实际上是为从CubeSat立方体卫星接收数据而设计的。比这更便宜的东西可能是一个套件,并且通常在较窄的频率范围内操作。

今天,我们认为RTL-SDR接收器是必备工具。对于支出一套便宜的仅仅螺丝刀的成本,你可以进入一个不久前本来就被业余黑客隐藏的世界。让我们仔细看看几个明显的方法,在过去的几年中,每个人最喜欢的低成本SDR设备都帮助从其瓶子中释放射频黑客精灵。

硬件进化

即使该项目被称为RTL-SDR, Realtek RTL2832U芯片实际上只是该等式的一半;它是一个USB解调器芯片,需要与调谐器配对才能运行。 在早期,有许多不同的调谐器在使用,并弄清楚你得到哪一个是一个非常大的使用量。Elonics E4000是最理想的调谐器,因为它具有最宽的频率范围,但可能很难提前知道你得到了什么。

包装和文件几乎没用;要么制造商不愿意包含这些信息,要么就是这样,当产品的新版本产生时,它往往会过时。确定你得到的东西的唯一方法是看看有人已经购买了那个特定产品并报告了他们发现的新大陆。幸运的是,调谐器足够便宜,你可以购买一对和实验。 在那些日子里,从进口网站找到价格低于10美元的RTL-SDR兼容设备并不罕见。

打开现代RTL2832U + E4000接收器,我们可以看到它们相对简单。脆弱的塑料外壳对防止干扰没有太大作用,Belling-Lee连接器连接器适用于传统的电视天线。请注意,此特定型号具有红外接收器,因此用户可以使用随附的遥控器更改电视频道; 提醒一下这个设备实际上是为什么构建的。

现在,您不需要浏览几乎相同的USB电视调谐器页面来查找兼容的硬件。 现在有几款基于RTL2832U的接收器专为RTL-SDR使用而设计,一般售价约为30美元。 这些设备不仅解决了原始硬件产品的缺点,而且在许多情况下增加了新的功能,当它们只是用于在您的计算机上观看电视时,将它们包括在内是没有意义的。

这里我们有 “RTL-SDR Blog v3” 接收器,它是最受欢迎的“下一代”RTL-SDR接收器之一。塑料外壳已经更换为铝合金外壳,不仅可以减少干扰,还可以帮助电路板在运行时散热。 该晶体已升级为温度补偿振荡器(TCXO),有助于降低温度漂移。 R820T2调谐器与标准SMA天线连接器配对,如果您正在寻求对核心硬件进行开发修改或扩展,它和RTL2832U都会分解一些未使用的引脚。

软件库

对RTL-SDR基础硬件的改进是值得欢迎的,不用担心你购买的接收器是否真的会与驱动程序一起工作。实际上这些变化主要有利于更多的核心用户。如果您只想嗅探一些433 MHz的温度计,那么您并不需要TCXO。 对于大多数用户来说,最大的改进来自软件方面。

首先,RTL-SDR软件包几乎肯定会出现在您最喜欢的GNU / Linux发行版的存储库中。 除非您需要一些前沿功能,否则您不必再从源代码编译驱动程序和用户态工具。对于SDR图形前端,即Alexandru Csete的gqrx,通常也是如此。这两个软件包足以让你播出并浏览有趣的信号,但这只是一个开始。廉价SDR的兴起激发了许多出色的新软件包,这些软件包比之前提供的产品还要先进几年。

当然,最好的例子之一是Universal Radio Hacker,这是一款一体化工具,可让您搜索,捕获并最终解码无线信号。 无论是已经拥有内置解码器的已知协议,还是需要进行逆向工程的全新功能,Universal Radio Hacker都是一款功能强大的工具,可以毫不费力地提取二进制数据。那些希望逆转未知无线协议的人也应该看一下inspectrum,这是过去几年开发的另一种可用于分析捕获波形的工具。

如果您对这些无线电的实际应用更感兴趣,那么还开发了许多令人印象深刻的“交钥匙”应用程序,这些应用程序利用了低成本SDR的高可用性。其中一个项目是dump1090,这是一个专门为RTL-SDR开发的ADS-B解码器。通过分布式接收器网络,该软件允许社区通过创建开放数据飞行器数据库来实现航班跟踪的民主化。

灵感的恩赐

自成立以来的几年里,RTL-SDR项目已成为任何想要试验无线电的人的事实上的“第一步”。它很便宜,操作简单,而且由于硬件无法传输,因此您不必担心会意外地与FCC或当地的同类产品发生冲突。老实说,很难想到一个有效的理由不将这些小型USB接收器中的一个添加到你的技巧中;即使你只使用一次,也不仅仅是为自己买单。

 

最终,这是RTL-SDR项目的最大成就。 它推动了无线电实验的入口门槛,以至于它催生了一个全新的时代。 从迭代产品提供的独特优势点,我们可以看到RF射频项目的急剧增长与易用且价格合理的软件定义无线电(SDR)的引入遥相呼应。那些以前可能永远不会拥有超过汽车里的那台“真正”收音机的人现在可以剥离那些过去传统的枷锁。对于无线电爱好者而言,这是一个非常激动人心的时刻,从现在开始,事情只会变得更加有趣。 七年之痒,随着产品的不断迭代升级,RTL-SDR呈现给我们另一番风景!

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