KrakenSDR — программно-определяемая, когерентно управляемая, пятиканальная радиостанция на основе RTL-SDR

Когерентный радиоприемник позволяет использовать очень интересные приложения, такие как поиск радионаправления, пассивный радар и формирование луча. Некоторые примеры использования:

• Физическое определение неизвестного передатчика (например, нелегальные или мешающие широковещательные рассылки, передача шума или просто любопытство)

• РАДИОЭКСПЕРИМЕНТЫ С ВЕТЧИНОЙ, например, охота на лисицу или мониторинг злоупотребление ретранслятором

• Отслеживание активов, диких животных или домашних животных за пределами зоны покрытия сети с помощью маяков низкой мощности

• Обнаружение аварийных маяков для поисково-спасательных команд

• Поиск потерянных судов по ОВЧ-радио

• Пассивное радиолокационное обнаружение самолетов, лодок и дронов

• Мониторинг плотности трафика с помощью пассивного радара

• Формирование луча

• Интерферометрия радиоастрономии

KrakenSDR — KerberosSDR++

Предыдущая версия KrakenSDR была известна как KerberosSDR, которую мы успешно краудфандровали на Indiegogo. Все сторонники KerberosSDR получили свои заказы и соответствующий исходный код для поиска направления и пассивной РЛС. KrakenSDR улучшает KerberosSDR в нескольких важных аспектах:

• Оборудование для автоматической калибровки. Во время калибровки нет необходимости вручную отключать антенны. Все это происходит автоматически при изменении частоты. Это позволит дистанционно управлять станциями KrakenSDR.

• Пять каналов. KrakenSDR имеет пять каналов вместо четырех, что значительно повышает точность определения направления.

• Низкий уровень шума. KrakenSDR имеет более чистый спектр с гораздо меньшим внутренним шумом, чем KerberosSDR.

• Порты USB Type-C и прочный корпус с ЧПУ. KrakenSDR создан для высокой надежности в полевых условиях.

• Интерфейс с внешними устройствами. Благодаря Т-образных преобразователей на всех портах можно легко подключать устройства LNA и другие устройства.

• Усовершенствованное программное обеспечение DAQ, DSP и GUI. Программное обеспечение KrakenSDR, построенное на основе программного обеспечения KerberosSDR, обеспечивает автоматическую калибровку, отслеживание прерывистых сигналов, повышенную стабильность, произвольные размеры блоков обработки и новый графический веб-интерфейс.

• Обновления программного обеспечения. Усовершенствования существующего сопутствующего программного обеспечения и планы по созданию нового сопутствующего программного обеспечения.

• Пользовательское приложение Android Пользовательское приложение Android, которое автоматически определяет местоположение передатчика и обеспечивает автоматическую навигацию по местоположению передатчика.

• 

Характеристики и спецификации

• 5-канальный RTL-SDR с поддержкой когерентности, все синхронизируетс с одним локальным осциллятором

• Встроенное оборудование для автоматической синхронизации согласования

• Автоматическая синхронизация и управление согласованием с помощью программного обеспечения Linux

• Диапазон настройки от 24 МГц до 1766 МГц (стандартный диапазон R820T2 RTL-SDR и, возможно, выше с взломанными драйверами)

• Тройник с смещением 4.5 в на каждом отверстии

• Программное обеспечение Core DAQ и DSP является открытым исходным кодом и разработано Для запуска на Raspberry Pi 4 (см. ниже)

• Программное обеспечение для поиска направлений для Android (бесплатно для некоммерческого использования)

• Доступен набор антенн

 

Что вам нужно для начала?

Вам понадобятся KrakenSDR, кабель USB Type-C, источник питания 5 в / 2.4 A+ USB Type-C и антенны, такие как наша магнитная штыревая антенна, которые подходят для вашего применения.

Для вычислений мы рекомендуем Raspberry Pi 4, для которого мы будем предоставлять готовые к использованию изображения карт. Дополнительно для поиска направления вам потребуется телефон или планшет Android с поддержкой мобильной точки доступа, GPS и компас, идеально изготовимый в течение последних трех-четырех лет.

Как работает KrakenSDR

KrakenSDR использует пять пользовательских схем RTL-SDR, состоящих из микросхем R820T2 и RTL2832U. RTL-SDR – это хорошо известная, недорогая программно-определяемая радиостанция (SDR), но при этом два устройства будут снесены вместе и их использование на одном ПК не сделает их "фазовыми когерентными"; каждый из них будет получать сигналы с небольшим смещением фазы от других. Это затрудняет или делает невозможным достижение высокой степени при измерении отношений между сигналами, поступающими на разные антенны.

Для достижения фазовой согласованности KrakenSDR приводит в действие все пять радиостанций RTL-SDR с одним источником часов и содержит внутреннее калибровочное оборудование, позволяющее точно измерить фазовую зависимость между каналами и скорректировать ее. Кроме того, общая конструкция KrakenSDR обеспечивает стабильность фазы, с осторожностью работая в таких областях, как управление тепловыделением, конфигурация драйвера, электропитание и смягчение внешних помех.

Программное обеспечение KrakenSDR

Наше согласованное программное обеспечение SDR основано на трех важных факторах:

• Открытый исходный код мы предоставляем открытый исходный код для программного обеспечения сбора данных (DAQ), используемого для приема РЧ-данных со всех пяти входов антенны, автоматической калибровки и достижения фазовой согласованности с помощью переключателей и источника шума, а также для получения последовательных образцов для следующего уровня. Этот код DAQ обычно работает на Pi 4 или аналогичном одноплатном компьютере (SBC), но может также работать на ПК.

• Код DSP для конкретных случаев использования Наш код DSP с открытым исходным кодом поддерживает обнаружение направления и пассивный радар. Этот код использует алгоритмы поиска направлений, такие как МУЗЫКА, которые также могут работать на том же Pi 4 или PC, что и код DAQ. Мы также предоставляем открытый код DSP для нашего пассивного радара. (Поскольку пассивные радары являются более ресурсоемкими, этот код DSP может лучше всего работать на более мощных машинах.)

• Уровень приложений мы используем данные, поступающие из уровня DSP, путем построения графиков и регистрации. Как правило, программы на этом уровне выполняются на отдельном компьютере. Для поиска направлений мы предоставляем бесплатную лицензию на приложение Android для картографирования, регистрации данных и автоматической оценки местоположения передатчика.

Веб-интерфейс KrakenSDR

Новое программное обеспечение KrakenSDR поставляется с простым в использовании веб-интерфейсом для настройки системы поиска направлений. С помощью этого интерфейса можно установить частоту, усиление и другие дополнительные настройки, связанные с кодом DAQ. Также можно отслеживать отображение спектра в реальном времени и графики выходных данных алгоритма определения направления.

Пользовательское приложение KrakenSDR для Android

Помимо веб-интерфейса, мы разработали сопутствующее приложение для поиска радиостанций Android, которое автоматически определяет местоположение передатчика. Поскольку обычный телефон Android имеет функции, которые включают в себя необходимые датчики и программное обеспечение, например GPS, компас, мобильные данные и картографирование, мы использовали эти функции для создания доступной системы поиска радионаправлений.

В качестве примера можно привести антенный массив, установленный на крыше автомобиля, с KrakenSDR, Raspberry Pi 4 и телефоном Android в салоне автомобиля. По мере того как оператор приводит в движение, программное обеспечение KrakenSDR будет постоянно обеспечивать подшипники относительно антенного массива. Приложение Android получает эти подшипники через Wi-Fi и регулирует их в соответствии с направлением движения, определенным с помощью GPS-датчика телефона Android, что приводит к автоматическому и точному расчету карты, которая будет направлена на передатчик для данного местоположения. Затем приложение регистрирует эти данные и создает их на карте, которая используется для автоматического определения места пересечения подшипников. Обычно для точного определения местоположения передатчика с сильным непрерывным сигналом потребуется всего несколько минут езды.

Затем приложение переходит на шаг дальше и обеспечивает автоматическую пошаговую навигацию, которая приведет вас к передатчику, не отвлекаясь от дороги! Это функции, которые мы видели только раньше в высокоточной системе поиска, которые большинство потенциальных пользователей считают чрезмерно дорогими.

Мы выпустим новое приложение в качестве платного в магазине Google Play, но все KrakenSDR получат лицензию бесплатно!