Opera Cake Antennenschalter für HackRF One

In der Tradition elektronischer Geräte, die nach Kuchen, Gebäck und Süßigkeiten benannt sind (man denke an Raspberry & Banana Pi, Snickerdoodle und frühe Versionen von Android), ist der Opera Cake Antennenschalter ein Gerät, das in keiner Weise mit seinem Namen in Verbindung steht (zumindest bezog sich Pi auf Python). Der Opera-Kuchen, den ich kenne (und sogar ein paar Mal gebacken habe), ist ein mehrschichtiger Kuchen, der hauptsächlich nach Kaffee schmeckt. Und vielleicht ist das der Bezug zu dem unten beschriebenen Gerät? Sie werden eine Menge Kaffee brauchen, um wach zu bleiben, während der langen Stunden des SDR-Spaßes, den es Ihnen bescheren wird. (Oder während Sie diesen Bericht lesen?)

 

Der Opera Cake Antennenschalter...

Wie bereits erwähnt, ist der Opera Cake ein Antennenschalter für den HackRF One. Eigentlich ist es ein doppelter Vierfach-Antennenschalter, d. h. ein doppelter einpoliger Vierfachschalter (SP4T). Sie können die beiden Schalter - auch als Bänke bekannt - parallel als DP4T-Schalter oder in Reihe (sozusagen) als SP8T-Schalter verwenden. Die Schalter sind bidirektional, d. h. sie funktionieren sowohl im RX- als auch im TX-Modus.
 
Beginnen wir damit, zu beschreiben, wie die Opera Cake von Great Scott Gadgets aussieht. Im Grunde handelt es sich um eine 120 mm x 75 mm große, vierlagige Leiterplatte (Moment mal, vier Lagen, Schichtkuchen, hmm...) mit vielen Anschlüssen. Es gibt fünf SMA-Buchsen an beiden Enden der Platine und drei stapelbare Stiftleisten, die auf der Platine montiert sind, mit freien Lötaugen für drei weitere.

... Ist eine Erweiterungsplatine

Die Platine hat erstaunlich wenig elektronische Bauteile. Das liegt daran, dass der Opera Cake eine Erweiterungsplatine ist. Er benötigt keine Intelligenz, da die Platine, auf die er gesteckt wird, ihn steuert. Von der Größe her ist sie zum Aufstecken auf ein HackRF One Board gedacht. Wenn Sie die richtigen Stecker auf die Platine löten, können Sie auch einen GreatFET One darauf stecken (verkehrt herum). Wenn Ihr HackRF One in einem Gehäuse montiert ist, müssen Sie den erst (mit Vorsicht!) daraus entfernen, bevor Sie den Opera Cake darauf stecken können.

 

Konfigurierbar

Die erste Anwendung des Antennenumschalters, die mir in den Sinn kommt, ist natürlich der Anschluss einer Vielzahl von Antennen an einen einzigen HackRF One, sodass Sie Ihre Einrichtung nicht jedes Mal neu verkabeln müssen, wenn Sie das HF-Band wechseln wollen. Das Umschalten der Antennen kann manuell mit einem kleinen Softwareprogramm erfolgen, es kann aber auch automatisch von der HackRF One-Firmware auf Basis der Frequenz oder der Zeit durchgeführt werden. Frequenzbasiertes Umschalten ermöglicht z. B. Breitband-Spektrum-Analyse-Anwendungen, während zeitbasiertes Umschalten coole Dinge wie Pseudo-Doppler-Peilung ermöglicht. 
 
Wenn Sie den Schalter im DP4T-Modus verwenden, können Sie damit z. B. Dämpfungsglieder oder Filter in den Antennenweg einfügen. Auf diese Weise kann der Opera Cake wie eine geschaltete Filterbank funktionieren.

Opera Cake ist stapelbar

Sie sollten auch wissen, dass bis zu acht Opera Cakes aufeinandergestapelt werden können (eine geschichtete SDR, hmm...), was verschiedene Schaltkonfigurationen ermöglicht. Im manuellen Modus kann jede Platine separat gesteuert werden, aber im automatischen Frequenz- und Zeitschaltmodus schalten alle Platinen zur gleichen Zeit und auf die gleiche Weise. Ein Stapel von zwei Karten würde also eine DP8T-Konfiguration ermöglichen, die z. B. acht Filter schaltet.

Warum sollte ich eine haben wollen?

Opera Cake ist kein neues Design, es stammt aus dem Jahr 2016 und vielleicht sogar noch länger. Das Neue daran ist, dass Sie es jetzt als vollständig montiertes und getestetes Modul kaufen können. Bisher mussten Sie es selbst nach den auf GitHub veröffentlichten Designdateien anfertigen. 
 
Der schön zusammengebaute Opera Cake Antennenumschalter ist, wenig überraschend, ein perfekter Begleiter für HackRF One. Anstatt Sie zu zwingen, Ihre Hardware neu zu verdrahten oder die Länge Ihrer Antenne jedes Mal anzupassen, wenn Sie in einem anderen Band arbeiten wollen, können Sie bis zu acht Ihrer Lieblingsantennen gleichzeitig anschließen (und angeschlossen lassen).

Ein paar Bemerkungen

Je nach Alter Ihres HackRF One müssen Sie möglicherweise die Firmware auf die neueste Version aktualisieren, damit er mit dem Antennenschalter funktioniert. Eine Anleitung dazu finden Sie unter auf der Website von Great Scott Gadgets. 
 
Bitte beachten Sie, dass, wie beim HackRF One, die SMA-Anschlüsse am Opera Cake Buchsen sind. Das bedeutet, dass er nur mit Antennen funktioniert, die mit einem Stecker ausgestattet sind (d. h. mit einem Mittelstift, siehe Foto oben). Seien Sie also vorsichtig und wählen Sie mit Bedacht.

 

Ein HackRF One mit einem oder mehreren darauf gestapelten Opera Cake Boards passt nicht mehr in sein (enges) Gehäuse. Das macht das System natürlich anfällig für Staub, Schraubenzieher und andere Metallgegenstände, die versehentlich hinein- und darauf fallen. Je nachdem, wie Sie Ihre Antennen und Filter verdrahten, können auch die Reset- und Power-Tasten etwas unzugänglich werden. Da die stapelbaren Stiftleisten P20, P22 und P28 nur Strom und einige digitale Signale, aber keine HF-Signale übertragen, ist es möglich, Stiftleisten einzufügen, um den Abstand zwischen den Platinen zu vergrößern. 
 
Ein erforderliches (kurzes) Stecker-Stecker SMA-Kabel zum Anschluss des Opera Cake an den Antenneneingang des HackRF One ist leider nicht dabei. Dafür müssen Sie selber sorgen.

Übersetzung: Willem den Hollander