VHF-UHF-SDR-Transceiver mit Raspberry Pi und HackRF

SDR-Transceiver zum Selbstbau für Frequenzen bis ca. 50 MHz sind mittlerweile in verschiedenen Versionen realisierbar. In diesem Artikel soll ein SDR-Transceiver für den VHF und UHF-Frequenzbereich vorgestellt werden. Als Hardware sind neben einem Raspberry Pi 4 (mind. 2GB RAM) verschiedene SDR-Receiver oder Transceiver möglich. Als Receiver sind SDR-RTL-USB-Sticks, RSP1, RSP1A usw. möglich. Der „Urvater“ der SDR-Transceiver, der HackRF One, und der Adalm Pluto können ebenfalls verwendet werden.

D as hier vorgestellte Projekt arbeitet im Remotebetrieb, der eigentliche Transceiver ist also über eine Netzwerkverbindung (Kabel, WLAN oder auch Internet) an dem PC im Shack angeschlossen. Der Zugriff erfolgt über einen normalen Internetbrowser, hier „Chrome“ bei Linux oder „Edge“ für Windows-PCs. Als Adresse gibt man z.B. einfach „http://192.168.178.20“, also die IP-Adresse des Raspberry, ein. Das Konzept stammt von Andre F1ABT und ist auf seiner Website https://f1atb.fr/ beschrieben. Dort wird auch der Aufbau eines SDR-Transceiver für den QO100-Satelliten beschrieben.

In diesem Artikel soll der Aufbau und die Inbetriebnahme eines Transceivers für das 2m - 23cm-Band aufgezeigt werden. Ich verwende einen RTL-SDR-USB-Stick V3 als Empfänger und einen HackRF One als Sender sowie eine PA mit ca. 3W Output.

Die gewählten Module haben die folgenden Frequenzbereiche:

RTL SDR: 30MHz – 1,7 GHz

HackRF: 1MHz - 6GHz

PA 3W: 2 – 700 MHz

Als Alternative gibt es auch einen Wideband Amplifier auf PHA 202+ Basis von SV1AFN, der von 60kHz – 1,7 GHz eine Ausgangsleistung von 1 W liefert. Damit wird auch das 23cm-Band abgedeckt.

Das Bild zeigt die prinzipielle Verschaltung der einzelnen Komponenten.

Natürlich müssen der Raspberry Pi und die PA noch mit 5V bzw. 12V Betriebsspannung versorgt werden. Außerdem sind zwei verschiedene Antennen für Empfänger und Sender erforderlich. Eine Sende- Empfangsschaltung mit einem Antennenrelais wird weiter unten angegeben.
Ein erster Einstieg in diese Technik kann preisgünstig auch nur mit einem RTL-SDR-USB-Stick für 30 – 40€ erfolgen. Damit ist zwar nur der Empfang im Bereich bis ca. 1,7 GHz möglich, aber auch ein praxisnaher Test dieser Technik.

Vor der Inbetriebnahme muss noch die Software auf dem Raspberry Pi installiert werden. Die erforderlichen Programme findet man unter: https://github.com/F1ATB/Remote-SDR. Unter „Version 5.0 Releases“ findet man das für den Raspberry Pi4 aktuellste Image. Dieses kann heruntergeladen und auf eine SD-Card gespeichert werden. Beim Starten des Raspberrys werden dann sämtliche erforderlichen Programme geladen und installiert, so dass am Ende dieses Vorganges über einen Webbrowser auf den Raspberry zugegriffen und damit der komplette SDR-Transceiver gesteuert werden kann. Auf den Raspberry direkt kann über SSH oder VNC zugegriffen werden.

Vorgehensweise:

Klick auf Link https://github.com/F1ATB/Remote-SDR/releases/tag/v5.0i_rpi4. Die Seite: Remote SDR v5.0 image for Raspberry 4 wird geöffnet. Dort finden sich z

usätzliche Hinweise.

Scrollt man weiter nach unten, findet man den Link „remsdr_v5.0…“. Ein Click lädt das gepackte Image (Format 7z) herunter. Dies wird in einem Ordner entpackt und kann dann mit einem Imager z.B. WIN32 Imager oder dem Raspberry Pi Imager auf eine SD-Card (min. 16GB) geschrieben werden. Mit dieser SD-Card wird der Raspberry Pi gestartet. Für den ersten Start empfiehlt es sich, einen Monitor sowie Maus und Tastatur anzuschließen. Ebenso sollte auch ein vorhandener SDR-Receiver und SDR-Transceiver angeschlossen werden. Nach einigen Minuten erkennt man den üblichen Bildschirm, durch die Eingabe von „ip a“ in einem Terminal zeigt sich die IP-Adresse des Raspberry.

Wer mit dem Browser „Chrome“ den Remote-SDR aufrufen will, muss in den sog. „Flags“ eine Änderung vornehmen. Also Chrome starten, in die Adresszeile folgendes eingeben: „chrome://flags“ und anklicken. Es erscheint ein Fenster mit „Search Flags“, hier eingeben: „Insecure origins treated as secure“ und die Lupe anklicken.

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iese Einstellung gibt an, wie unsichere Quellen behandelt werden. In das grau unterlegte Feld gibt man die Adresse des Remote-Rechners, also hier 192.168.178.20 ein, d.h. nur die unsicheren Daten dieses Rechners werden verarbeitet. Der rechte Button zeigt vorher „Disabled“ an, durch Anklicken wird er auf „Enabled“ umgestellt. Ein Neustart von Chrome speichert diese Einstellungen.

Der Aufruf durch den Browser http://IP-Adresse sollte nach einigen Sekunden das folgende Bild zeigen.

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urch Anklicken des Textes „Remote SDR“ wird der webbasierte Transceiver gestartet. Vorher müssen aber in „Settings“ die Grundeinstellungen evtl korrigiert werden.

Die IP-Adresse des TX muss eingegeben werden, sie ist normal gleich der des RX. Ein Zugangskey ist erforderlich, es genügt der Defaultwert. Der als RX verwendete SDR wurde erkannt und muss ausgewählt werden. Weiter unter werden dann die Empfangsfrequenzbereiche angezeigt, diese können auch geändert werden. Auf die Belegung der GPIO-Anschlüsse gehe ich später ein. Dann folgt die TX-Konfiguration.

Der HackRF One wurde erkannt und kann durch Anklicken als TX verwendet werden.

Damit ist die Grundkonfiguration abgeschlossen. Durch Klick auf den „Pinguin“ links oben (siehe Bild RX-Konfiguration) gelangt man auf den Startbildschirm.

Im Bereich „Tools“ finden sich noch einige nützliche Werkzeuge ( Hilfsprogramme).

Die markierten Tools erklären sich eigentlich von selbst. Das letzte Tools sucht nach Updates und installiert diese. Aufgerufen werden diese Tools durch Klick a uf den jeweils rechten „Pinguin“. Weiter unten finden sich noch einige Werkzeuge für die verschiedenen SDR-Geräte und für den Stations-PC.

Das markierte Tool „Reset Local Storage…“ ist recht hilfreich, wenn der Browser auf dem Stations-PC mal „aussteigt“. Der Cache wird damit gelöscht und der Browser fängt von vorne an.

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