RTL-SDR

Sperimentazione RTL-SDR con UBUNTU 13.04 (con soli 20€)

Premessa

Chiariamo subito che questa non vuole essere una guida esaustiva ma solo una sorta di diario di questa mia esperienza. Vediamo, per grandi linee, cosa si intende con il termine RTL-SDR: ricezione radio con l'utilizzo di programmi software sftruttando hardware "chip RTL" .

Nel corso del 2012 sono state prodotte una serie di USB-stick (a basso costo) per la ricezione della televisione digitale terrestre/radio basate su chip RTL2832.

Tali dispositivi, se utilizzati con i driver e i programmi in dotazione permettono appunto la ricezione di emissioni DVB-T / DAB /FM standard.

Qualche radioamatore, studiando le possibilità offerte da questa nuova tipologia di hardware, ha intuito la possibilità di fare in modo che tali dispositivi possano trasferire, se opportunamente programmati, una intera porzione di banda (fino a 3.3MHz di larghezza ) nello spettro 20MHz-1700MHz in formato digitale al computer, senza attuare la benchè minima elaborazione sul segnale ricevuto.

A quel punto, con opportuni software è possibile ricevere i segnali radio via software selezionando ciò che interessa e scegliendo il tipo di demodulazione da effettuare al segnale. A seconda del tipo di software impiegato, si riescono quindi a captare segnali di varie tipologie nel range di frequenza da 20MHZ a 1700MHz. E' il software che si occupa, con algoritmi matematici, della demodulazione, quindi serve un PC non vetusto.

Possibli modulazioni decodificabili:

FM banda larga
FM banda larga stereo
FM banda stretta
ADS-B
AM
SSB -USB
SSB-LSB
CW
immagini meteo dai
satelliti
ecc...

I miei obiettivi

Fare funzionare un ricevitore basato su RTL2832 spendento meno di 20€, evitanto come la peste l'uso di WINDOWS, quindi solo ed unicamente UBUNTU; in questa pagina non si parla di Win, che comunque offre possibilità similari.
Realizzare un sistema idoneo ad una dignitosa ricezione e decodifica dei segnali digitali ADS-B trasmessi dagli aerei (con meno di 10€ aggiuntivi)
Ricevere la banda HAM 144-146 MHz

Ricordo che, per le leggi vigenti, solo chi è radioamatore può ricevere queste tipologie di segnali, a puro scopo di studio.

Hardware realizzato

Ricevitore USB

Consiglio una bella navigata su ebay inserendo la ricerca di "rtl2832" oppure rtl-sdr

Antenna

Per ricevere la banda 1100 MHz dei segnali ADS-B mi sono affidato a queto progetto di collineare ( a cura di IZ5RZR che ringrazio), interpretato dal sottoscritto inserendo 4 radiali a 90gradi, saldati direttamente su una piccola base ramata da circuito stampato, così come sulla medesima ho avvitato un connettore da pannello di quelli per la ricezione SAT. Al centrale ho saldato direttamente il filo di rame da 1mm (lato caldo) che scorre all'interno del tubo per impianti elettrici con le due bobine come da disegno.
Altra pagina alla quale fare riferimento è questa, a cura di I6IBE che ringrazio).
Nonostante il posizionamento PESSIMO al terzo piano circondato da case tutte di 5 piani funziona egregiamente.
Anche se non è studiata per la banda 120MHZ, la ricezione AM della fonia dagli aerei è possibile.

Fitro RF

Ovviamente la scatoletta va chiusa con il suo coperchio!!! a 110MHz l'inserimento non cambia più di tanto la taratura

Il problema principale delle chiavette USB in questione è che non sono MAI munite di opportuno frontend in grado di fare passare solo la porzione di banda interessata, quindi tutte tendono a saturare in presenza di forti segnali, anche NON limitrofi alla banda che si vuole ricevere. Spesso il problema è molto ridotto, se non del tutto eliminato, semplicemente realizzando un filtro passa alto in grado di attenuare considerevolmente i segnali della banda FM 88-108MHZ. Per questo motivo ho realizzato questo filtro da me progettato. Si tratta di due celle passa basso in cascata.Nonostante l'orrenda realizzazione (serviva una scatola più piccola), devo dire che ho ottenuto ottimi risultati di attenuazione della banda FM, e "fortunatamente" una relativamente bassa perdita al di sopra. Ciò permette di impostare un guadagno considerevole nel ricevitore senza saturare nulla.
Consiglio di collocare le bobine in modo da limitare l'accoppiamentro, devono essere il più possibile inserite a 90 gradi tra loro.
E' necessaria la calibrazione strumentale che io ho realizzato utilizzando :

-generatore RF sweep Telonic 1205.
-rilevatore di segnale logaritmico autocostruito+ carico 50ohm
-oscilloscopio in X-Y
-generatore di segnale RF a PLL autocostruito utilizzato come generatore di marker a 110 MHz
Chi non ha strumenti dovrà utilizzare sistemi empirici (che non tratto). Stendiamo un velo pietoso sul fatto che anche se il ricevitore ha impedenza 50ohm io abbia effettuato calibrazioni utilizzando apparecchiature a 50ohm.....

Software

Tutto il funzionamento è basato sul progetto "gnuradio" e sui driver "rtl" .

In UBUNTU 13.04 sono diponibili nativamente alcuni pacchetti binari, anche se consiglio di aggiungere il repository software disponibile qui
Per gnuradio digitare "sudo apt-get install gnuradio", tuttavia consiglio di fare riferimento anche alla pagina http://gnuradio.org
Va installato anche rtl-sdr con "sudo apt-get install rtl-sdr")
Se tutto va bene, dopo un riavvio del pc, digitando rtl_test dovrebbe apparire, se il ricevitore è collegato, qualche cosa tipo "Found 1 device(s).. ec...", che testimonia il corretto colloquio dei drivers. A quel punto fare ctrl-c per interrompere il test e procedere con qualche programma...

Altri software che consiglio sono :
gqrx, che è sostanzialmente un ricevitore FM/SSB/AM ecc... molto valido reperibile anch'esso dai repository ("sudo apt-get install gqrx"), pagina web http://gqrx.dk/. Una volta installato, basta digitare gqrx. Non sto a registrare filmati illustrativi che potete visionare direttamente su youtube (tipo questo o questo ).

Per ricevere il posizionamento degli aerei, consiglio di scaricare i sorgenti di "dump1090" disponibile su questa pagina (anche se in realtà viene illustrato come installarlo su raspberry PI). Altra pagina possibile è questa https://github.com/antirez/dump1090.
Consiglio di lanciare dump1090, una volta compilato all'interno della directory ove scaricato, con parametri tipo questo:
./dump1090 --interactive --metric --gain 38 --net , quindi aprendo un browser sulla pagina web http://127.0.0.1:8080 (se nello stesso PC). In questo modo viene visualizzata la mappa degli aerei ricevuti, con le tracce seguite e i parametri di velocità, altezza, codice volo. In particolare trovare il parametro --gain che offre la migliore sensibilità in base alle condizioni e la presenza di un filtro come quello illustrato.

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