【火腿实验室】基于实验室信号环境中的多款SDR接收器测试，将用于卫星地面站
软件定义无线电（SDR）是一种无线电通信系统，通过软件来实现传统无线电系统中用硬件实现的模块（例如混频器，滤波器，放大器，调制器/解调器，检测器等）。简单说来就是以“软”换“硬”，这样可以通过修改软件，灵活配置修改无线电系统。实际上，SDR包含了很多东西，很难用一句话来描述。
技术在发展，限制仍被探索。灵活性是SDR追求的核心，灵活性从基带数字处理逐渐延伸到射频前端，比如灵活的硬件（如CPLD或者FPGA），灵活的射频前端混合硬件（FPRF）。
我们很幸运地生活在非凡的无线电创新时代。当我第一次跳入SDR的世界时，覆盖20 MHz以下任何频段的最便宜的SDR约为500美元。那是在几年前，即2010年左右。
然而在过去三年中，价格实惠的SDR已成为市场上主要的无线电产品。而这些价格适中的产品使得进入SDR世界的障碍在一夜之间崩溃。
今天，即使是100美元的SDR也比十年前的1000美元SDR具有更多的功能，更多的频率范围和更多的功能。时代发生了巨大变化；事实上，这种技术的创新步伐简直令人惊叹。
今天和电台小叔BG5WKP一起围观多款主流软件定义无线电SDR设备之间的综合实验室比较。
Librespace是开放式硬件/源SatNOGS卫星地面站项目的幕后团体，他们最近发布了一份综合论文，该论文比较了在现实的基于实验室的信号环境中市场上可用的多个软件定义无线电设备。测试由GQRX和Gpredict背后的程序员Alexandru Csete（@csete）和Alexandru公司AC Satcom的空间系统工程师Sheila Christiansen（@astro_sheila）进行。他们的目标是评估用于SatNOGS地面站和其他卫星接收应用的多个SDR设备。
测试的SDR包括RTL-SDR BLOG V3，Airspy Mini，SDRplay RSPduo，LimeSDR Mini，BladeRF 2.0 Micro，Ettus USRP B210和PlutoSDR。在他们的测试中，他们测量了从VHF到C波段的各个卫星频段中每个SDR的噪声系数，动态范围，RX / TX频谱纯度，TX功率输出和发射机调制误差比。
V3版本的RTL-SDR博客加密狗非常适合WSPR接收。由于具有内部开关，因此仅使用一个SMA连接器即可进行HF（500kHz至24 MHz）和UHF操作，而无需为直接采样模式更改连接器。 这使得RTL-SDR V3加密狗真正方便且易于在HF SDR上使用。
Airspy Mini建立在成功的Airspy R2架构的基础上，可为VHF和UHF频段提供便携式高性能扫描仪。Airspy Mini充分利用了我们经过验证的基于Rafael Micro R820T2的低中频架构，以及高质量的过采样12位ADC和先进的DSP。
RSPduo是一款高性能双调谐器14位SDR接收器。每个调谐器都安装在高质量的钢制外壳中，可以分别在1kHz和2GHz之间的任何地方运行，带宽高达10MHz，或者两个调谐器可以同时在1kHz和2GHz之间的任何地方运行，每个调谐器高达2MHz的带宽。
该产品是LimeSDR软件定义无线电开发板中一款体积更小，价格更便宜的产品。支持10MHz到3.5GHz之间几乎所有类型的无线技术，包括UMS、LTE，SDM、LoRa、蓝牙、RFID、Zigbee和数字广播等等。
bladeRF 2.0 micro是下一代2x2 MIMO，频率范围为47MHz至6GHz，是现成的USB 3.0软件定义的无线电（SDR），对于学生和RF爱好者来说，容易上手且便宜但功能强大，是业内人士期望的波形开发平台。
USRP B210提供了一个完全集成的单板通用软件无线电外围设备（USRP™）平台，其连续频率覆盖范围为70 MHz至6 GHz。它结合了可提供高达56MHz的实时带宽的AD9361 RFIC直接转换收发器，一个开放且可重新编程的Spartan6 FPGA以及具有便利总线电源的快速SuperSpeed USB 3.0连接。
RF频率范围：325 MHz至3.8 GHz，瞬时带宽最高达20 MHz 灵活速率、12位ADC和DAC。一个发射器和一个接收器，半双工或全双工。支持MATLAB、Simulink GNU无线电吸电流和源电流模块 libiio、C、C++、C#和Python API USB 2.0供电接口，带有Micro-USB 2.0连接器
该论文是一本优秀的读物，测试结果总结如下：
就噪声系数而言，内置LNA的SDRplay RSPduo表现最佳，除LimeSDR以外，其他所有SDR电台都类似。LimeSDR的噪声系数最差。
在动态范围方面，下图显示了接收器可以承受的阻塞信号的最大输入功率与437 MHz下的不同噪声指数。他们写道，这很好地表明了在任何给定的噪声系数下哪些器件的动态范围最高。结果表明，当阻塞信号的最小间隔为5 kHz时，RSPduo具有最差的动态范围，但在100 kHz和1 MHz间隔处却有明显改善。其他SDR的性能在不同的阻塞信号分离间隔之间也有所不同。
总体而言，PlutoSDR的性能似乎相当不错，在大多数测试中，LimeSDR的性能均较差，此外还有其他问题，例如NF对触摸外壳敏感，匹配网络怀疑在两个测试单元上都损坏。Airspy的所有者指出，由于测试人员使用未经优化的Linux驱动程序而不是经过优化的Windows驱动程序和软件，因此在这些测试中性能可能会较差，因此没有启用过采样，HDR或IF筛选。RSPduo在大多数测试中表现都很好，但在5 kHz间隔测试中却表现很差。
本文的其余部分介绍了TX参数，如果您需要更多不同频率下的测试信息和结果，我们强烈建议仔细检查并比较每个SDR测试的各个结果图。代码和记录的数据也可以在项目Gitlab页面上找到。
作为SDR所有者，确定您的目标至关重要。换句话说，您打算如何使用SDR？如果您只是寻求SDR来收听当地的火腿无线电中继器，跟踪卫星上的立方体，或者从飞机上收集ADS-B信息，那么25美元的SDR就足够了。如果您希望将SDR用作收发器panadapter，或者您希望在HF频段上追逐弱DX信号，那么我建议您再投入一些费用。在几年前，市场上几乎没有低于200美元的发烧友级SDR设备可选择。但是现在有相当数量的产品涌现，即使是以接收弱信号为核心工作的DXer，它们的性能特征也可能令人印象深刻。
【火腿课堂】建个卫星地面站很难吗？并不会，LimeSDR迷你卫星地面站案例报告
【火腿课堂】Es'hail-2 | 首颗业余地球同步卫星地面SDR接收站标准配置曝光
【火腿DIY】将用于跟踪卫星的三频收发器，RTL-SDR加密狗和树莓派装一个盒子里
【火腿课堂】打卫星丨如何直接从NOAA实用气象观测卫星接收图像
【新品推介】传统电台前端与低成本SDR硬件组合利器 | IC-7300旗舰电台与SDR设备畅通无阻连接
【火腿专题】购买软件定义无线电（SDR）还是传统无线电台？｜追求欲望无止境