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類型分類:
科普知識
數(shù)據(jù)分類:
開發(fā)板

HackRF,一款簡易的開源軟件無線電平臺

發(fā)布日期:2022-10-14 點擊率:105

前言:關(guān)注本站的人都知道軟件無線電頻道是無線時代網(wǎng)站近期剛剛推出的。有人說5G時代就是軟件無線電大量應(yīng)用的時代,這句話或許有些夸大,但不得不承認(rèn),軟件無線電將越來越多地應(yīng)用到實際產(chǎn)品中,而不是單純用于研究的。在后續(xù)的文章中,會陸續(xù)涉及到軟件無線電平臺的簡介,設(shè)計與應(yīng)用,本文的主角是HackRF。

在最近一段時間的軟件無線電技術(shù)與應(yīng)用調(diào)研過程中,了解到國內(nèi)外有多款軟件無線電平臺。其中有一款目前比較流行的叫做HackRF,從字面上看,Hack應(yīng)該是“Hacker”的含義,RF就是射頻的含義。國外的一名博主Taylor Killian 2013年發(fā)表在自己博客上的一篇文章介紹了三款平價的軟件無線電平臺并認(rèn)為這三款產(chǎn)品將是未來一年中最受歡迎的平臺,HackRF便是其中之一。

HackRF-jawbreaker

Shawn the Rock 寫道“HackRF是一款全開源的硬件項目,其目的主要是為了提供廉價的SDR(軟件定義無線電)方案”,作者M(jìn)ike Ossmann在第一版HackRF Jawbreaker時通過Kickstart融資成功,之后Mike Ossmann開始進(jìn)行了第二版HackRF One的開發(fā),目前已經(jīng)進(jìn)入最后的階段,這個開源項目的代碼和文檔都在github上,2014年3月13日一個中國廠商“提前”發(fā)布了HackRF One,真是聰(wu)明(chi)絕(zhi)頂(ji),并號稱自己對HackRF Jawbreaker做了如下改進(jìn):

  • 刪除了板載廢柴微帶天線
  • 將RFFC5072和MAX2837放入屏蔽罩內(nèi)保護(hù)起來,防止外界及板上其它芯片的干擾,并防止靜電擊穿部分芯片
  • 重新布局,使得射頻連線更緊湊

HackRF硬件設(shè)計架構(gòu)

我暫且不去過多地評判這家中國廠商的做法,大家一起來看看HackRF的架構(gòu)。附上HackRF的原理圖,點擊查看。我根據(jù)HackRF的原理圖繪制了其簡化的硬件設(shè)計框圖,如下:

RF-Block-Diagram

PC機通過USB接口與NXP LP43xx微控制器通信,微控制器通過并行總線及GPIO模擬的JTAG接口與CPLD連接,MAX5864對發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,MAX2837完成上/下變頻,并通過寬帶混頻器RFFC5072提高頻率范圍,射頻前端采用一級LNA/PA進(jìn)行放大,并最終通過TR Switch與天線連接。

  • LPC4320/4330: ARM Cortex M4處理器, 主頻204MHz
  • XC2C64A:Xilinx,CoolRunner-II系列CPLD,1500門
  • MAX2837:2.3GHz to 2.7GHz 無線寬帶射頻收發(fā)器
  • RFFC5072:混頻器,提供80MHz到4200MHz的本振
  • MAX5864:ADC/DAC, 8-bit,22MHz采樣率
  • Si5351C:I2C可編程任意CMOS時鐘生成器
  • MGA-81563:0.1–6GHz 3V, 14 dBm 放大器
  • SKY13317:20 MHz-6.0 GHz 射頻單刀三擲(SP3T)開關(guān)
  • SKY13350:0.01-6.0 GHz 射頻單刀雙擲(SPDT)開關(guān)

HackRF早期圖片

在github中,我找到了HackRF的早期的圖片,對其設(shè)計不敢恭維。

jawbreaker

相對于本站曾經(jīng)介紹過的WARP,HackRF顯得十分單薄,對于初學(xué)者,HackRF還是值得一玩的,畢竟價格比較實惠。

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