SDR mit HackRF One & HackRF Pro
Vorwort
HackRF ist eine Open-Source-Entwicklung von Great Scott Gadgets und
dient als Frontend für Software Defined Radios (SDR). Damit kann jeder
seine eigene SDR-Software entwickeln, besondere Empfänger und Sender
bauen oder komplexe Aufgaben der HF-Messtechnik lösen.
HackRF One ist schon lange auf dem Markt und ist bereits für die
unterschiedlichsten Aufgaben eingesetzt worden. Inzwischen ist der
verbesserte Nachfolger HackRF Pro erhältlich. Beiden gemeinsam ist der
enorme Frequenzumfang bis über 6 GHz hinaus sowie umfangreiche
Einstellmöglichkeiten für Empfang und Senden.
Dieses Buch hat sich zum Ziel gesetzt, den Einstieg in die SDR-Technik
mit dem HackRF zu erleichtern. Im Schwerpunkt enthält es eine
Einführung in GNU Radio als wichtigstes Werkzeug für die Programmierung
eigener SDR-Anwendungen. Egal ob es um den Bau von Empfängern, um
einfache Sender oder spezielle Anwendungen aus dem Amateurfunk geht,
für jeden dieser Bereiche werden überschaubare Lösungen vorgestellt.
Die digitale Signalverarbeitung ist kein einfaches Thema. Auf den
ersten Blick scheint das etwas für echte Spezialisten zu sein. Aber die
vorhandenen Hilfsmittel sind so gut, dass auch Einsteiger Stück für
Stück in die Materie hineinfinden. Oft setzt man dabei Funktionsblöcke
als Black Boxes ein, bevor man sie ganz verstanden hat. Aber in
praktischen Experimenten wird klarer, was genau da passiert. Die Arbeit
mit dem HackRF führt dazu, dass man die Details der digitalen
Signalverarbeitung immer besser versteht.
Viel Erfolg mit dem HackRF!
Ihr Burkhard Kainka, DK7JD
Inhalt
Vorwort 7
Kapitel 1 • Einleitung 8
Kapitel 2 • Vom Detektor zum SDR 11
2.1 Detektorempfänger 11
2.2 Das Audion 11
2.3 Der Superhet 13
2.4 IQ-Mischer 13
Kapitel 3 • Empfang mit SDR Sharp (SDR#) 15
3.1 Frequenzbereiche 15
3.2 Erweiterter Frequenzumfang 17
3.3 Empfangsergebnisse auf Kurzwelle 17
3.4 Digitale Betriebsarten 20
Kapitel 4 • Erste Erfahrungen mit HackRF 24
4.1 HackRF mit SDR Sharp 24
4.2 Das Innenleben des HackRF One 27
4.3 Kurzwellenempfang 29
4.4 Verbesserungen beim HackRF Pro 31
4.5 Signale im GHz-Bereich 35
4.6 Alias-Signale und Basebandfilter 36
Kapitel 5 • RadioConda 39
5.1 Installation und Einstieg 39
5.2 GQRX 40
5.3 hackrf_transfer 41
5.4 Dauerträger ausgeben 45
5.5 Empfangen und Senden 46
Kapitel 6 • Programmieren mit GNU Radio 48
6.1 Wellenformgenerator und Oszilloskop 49
6.2 Signale multiplizieren 51
6.3 Vertauschte Signale I und Q 54
6.4 Multiplikation von float-Signalen 56
6.5 Amplitudenmodulation 58
6.6 Modulationsparameter 61
6.7 SSB-Signale erzeugen 63
Kapitel 7 • Digitale Filter 66
7.1 Alias-Signale 66
7.2 FIR-Filter 68
7.3 Das Filter Design Tool 72
7.4 IIR-Filter 73
7.5 Filter-Parameter 77
7.6 Signallaufzeiten 78
Kapitel 8 • HackRF UKW-Empfänger 81
8.1 Breitband-FM 81
8.2 UKW FM abstimmbar 82
8.3 Einstellbare Signalverstärkung 84
8.4 Rechner-Belastung 87
Kapitel 9 • Kurzwellenempfänger 89
9.1 Kurzwellen-AM-Empfänger 89
9.2 Einfacher SSB-Empfang 91
9.3 SSB-Filter mit GNU Radio 95
Kapitel 10 • GNU Radio Sender 99
10.1 Messsender bis 30 MHz 99
10.2 AM-Messsender 104
10.3 FM-Messsender 106
10.4 AM-Sender mit GNU Radio 107
10.5 UKW FM-Sender 110
Kapitel 11 • Amateurfunk-Anwendungen 111
11.1 Potentialtrennung 111
11.2 Ein 20-m-SSB-Generator 112
11.3 WSPR 114
11.4 Eine HF-Endstufe 117
11.5 Zweiton-Test 119
11.6 Schmalband-FM auf 2 m 123
Stichwortverzeichnis 125
