Мир радиосистем довольно сильно изменился после появления такого понятия, как SDR - software defined radio - программно-определяемые радиосистемы (ПОР).

SDR (ПОР) - это система радиосвязи , в которой компоненты, традиционно реализованные в аналоговых аппаратных средствах (например, микшеры, фильтры, усилители, модуляторы/демодуляторы, детекторы и т.д.) вместо этого реализуются с помощью программного обеспечения на компьютере или встроенной системе. Работы над SDR велись ориентировочно с 1970х годов, существовал ряд проектов по этому направлению. Но все они были дорогими, и далеко не для всех.

И только в 200х было обнаружено, что USB адаптеры DVB-T с контроллером и тюнером Realtek RTL2832U и Rafael Micro R820T и ценой 10-20$ могут использоваться в качестве широкополосного 3 МГц SDR-приемника.

Эрик Фрай выпустил выпустил первое программное обеспечение для использования чипсета RTL2832U в SDR-приложениях, что стало основой для создания RTL-SDR. Именно RTL-SDR считают прародителем современных SDR систем - с ним стоимость SDR систем упала фактически на порядок, а с низкой стоимостью резко повысилась доступность данных систем. А главное появилось необходимое программное обеспечение. Проект существует и развивается и сегодня:https://www.rtl-sdr.com/

На базе RTL-SDR появился интересный проект KrakenSDR - когерентная система на базе 5-ти RTL-SDR для пеленгации радиосигналов (прародитель - KerberosSDR на базе 4-х RTL-SDR): https://www.krakenrf.com/

С ростом распространенности SDR систем появилось и много различного программного обеспечения, начиная от уже существующего и расширяемого по поддерживаемым платам RTL-SDR https://www.rtl-sdr.com/, продолжая простой, примитивной но и очень работоспособной https://www.gqrx.dk/, главной лошадкой SDR https://www.gnuradio.org/ и многими другими программными решениями.

Среди SDR систем в диапазоне до 3,8 ГГц появилось много интересных и относительно недорогих систем (но конечно дороже RTL-SDR за $10-20):

• bladeRF x40 (300 МГц-3,8 ГГц, ширина канала 28 МГц, частота дискретизации 38,4 Мвыб/с), $420;

• LimeSDR (100 кГц-3,8ГГц, ширина канала 61,44 МГц, частота дискретизации 61,44 Мвыб/с), $299.

Мир не стоит на месте, верхнего диапазона 3,8 ГГц стало не хватать, появился ряд SDR, работающих на частотах до 6 ГГц (на самом деле сейчас уже по некоторым задачам 6 ГГц мало...):

• Per Vices Crimson (0 МГц-6ГГц, ширина канала 1200 МГц, частота дискретизации 370 Мвыб/с), $6500;

• Ettus USRP B205mini (70 МГц-6ГГц, ширина канала 56 МГц, частота дискретизации 61,44 Мвыб/с), $750;

• Hack RF One (1 МГц-6ГГц, ширина канала 20 МГц, частота дискретизации 20 Мвыб/с), $299.

Почему цена у устройства Hack RF One такая низкая, несмотря на верхний диапазон в 6 ГГц?

Все дело в конструкторском подходе: для устройства авторы использовали дешевую микросхему для трансивера - MAX2839 в ревизии r9 (а в ревизиях r1-r8 - MAX2837). Эти микросхемы разработаны для работы в сетях WiMAX, имеют рабочий диапазон частот от 2,3 до 2,7 ГГц. Все остальные частоты Hack RF One отрабатывает за счет переноса сигнала в "родную" частотную область 2,3-2,7 ГГц (или наоборот из нее, если мы говорим о генерации сигнала). Этим же объясняется значительно более высокая чувствительность устройства в этом диапазоне частот (или сила выходного сигнала при генерации)

Теперь переходим к самому интересному - сегодня мы каждый день работаем с цифровыми устройствами, и привыкли к к тому, что устройство или работает, или нет. Аналоговые устройства обычно ведут себя иначе - у них бесконечное множество степеней свободы, и часто для хорошей работы нужна тонкая настройка.

В отношении плат SDR действует и то, и другое, так как изделие содержит и аналоговую и цифровую часть. Переходя к сути - наши азиатские коллеги давно и успешно делают клоны практически всех плат SDR, как правило очень дешево, но так ли хорошо они работают, и работают ли как задумали авторы проектов?

Как выясняется, нет... Авторы проекта Hack RF One еще в далеком 2021 году обратили на это внимание в своей статье, проведя сравнение оринигинального Hack RF One с клоном https://greatscottgadgets.com/2021/12-07-testing-a-hackrf-clone/

Получается, что покупая клон Hack RF One, USRP, limeSDR или другого SDR дешево от наших азиатских коллег, мы получаем кота в мешке... Работать устройство будет (вполне вероятно), но выходит ли оно на те параметры, которые заложил автор проекта SDR? И следующий вопрос - а что будет с характеристиками конечного изделия, в котором используется SDR? А если применяется несколько SDR плат, и все ведут себя по разному?

Так как вопросов к изделиям азиатских коллег много, при этом непонятно кому их задавать, оригинальные платы стоят ой как недешево и есть вопросы с импортом, было решено локализовать производство плат Hack RF One. Первые изделия вышли в 2024 году, к середине 2025 года вышла уже 4я ревизия плат в разном исполнении, последняя из которых - r9c (с USB Type-C и отдельных 2-х пиновым разъемом питания). Первые испытания у коллег в различных устройствах показали, что наши изделия работают стабильно, а также лучше азиатских клонов.

Для подтверждения (или опровержения) гипотез о плохой работе азиатских клонов (а мы слышали информацию от коллег о высоких вариациях в характеристиках и периодически о ненадежной работе) мы попросили наших партнеров из НГТУ провести небольшие сравнительные испытания наших изделий и китайских плат в условиях, в которых проводилось испытания оригинальных GSG Hack RF One в статье, и наложить все на один график.

Даже на этой небольшой выборке из 2-х наших плат, 2-х китайских и наложенными данными оригинальной платы GSG Hack RF One видно, что китайские платы ведут себя по-разному - одна ведет себя неплохо, а вторая в диапазоне частот до 2,3 ГГц на 10 дБ хуже по чувствительности, в диапазоне 2,7 ГГц и выше ведет себя получше (чувствительность хуже в диапазоне 0...5...7 дБ), но тоже хуже оригинальной платы и плат нашего производства. Платы нашего производства ведут себя не хуже оригинальной (в рамках наложения).

Причины поведения азиатских клонов скорее всего в том, что применяется не соответствующий спецификациям текстолит, некачественные компоненты, а главное, отсутствует 100% контроль изделий на должном уровне, что позволило бы выявить разброс параметров и предпринять необходимые действия по устранению этого разброса. К сожалению мы при производстве плат сталкивались с ситуациями, когда ряд компонентов не работает должным образом (индуктивности, фильтры), и их замена решает проблему (иногда всей партии), коллеги выявляли в китайских клонах дефектные АЦП, хотя "по бумагам" все верно. Эти моменты можно выявить только промежуточным или выходным контролем.

Для обеспечения 100% промежуточного контроля с оцифровкой результатов по работе на прием и передачу мы приняли решение использовать те же платы SDR Hack RF One в своих стендах проверки плат Hack RF One - это не совсем правильно, но при правильном подходе (верификация плат-эталонов, последующая проверка конечных изделий "по полной программе") позволяет выполнять проверки на прием и передачу гибко, быстро, а главное практически исключить человеческий фактор, добившись стабильных результатов в работе конечных изделий. У нас остается "цифровой паспорт" изделия, который мы можем всегда поднять, посмотреть что было, и например что стало после работы устройства, повторить испытания и сопоставить первоначальные испытания.

Мы протестировали китайские изделия на наших стендах.

И вот что получилось (при измерениях используется ослабление в 30 дБ):

Разработанные стенды теперь работают, обеспечивая необходимый уровень контроля плат Hack RF One и стабильность в результатах работы устройств.

Выводы: платы SDR в целом, и SDR Hack RF One - очень хорошее решение в радиосистемах, позволяющее решать массу разнообразных задач гибко и недорого, но крайне важно качество изготовление данных устройств. Клоны от азиатских коллег стоят дешево, но к сожалению это "кот в мешке". Клон для ознакомление с работой решение вполне себе нормальное, для серийного применения в конечном устройстве - решение спорное, как в плане выхода на планируемые характеристики, так и в плане надежности работы устройства.