Bewertung: HackRF One + PortaPack H2: ein wirklich tragbares SDR

Das HackRF One Software-Defined Radio (SDR), das ursprünglich von Great Scott Gadgets entwickelt wurde, ist seit seiner Einführung vor einigen Jahren ein durchgehender Erfolg. Als rein Open-Source-Entwicklung hat das HackRF One zahlreiche Updates und Verbesserungen erfahren, dank einer äußerst aktiven und unterstützenden Gemeinschaft. Es ist daher keine Überraschung, dass Elektor, ein früher Nutzer von SDRs, das HackRF One in beträchtlichen Mengen an erfahrene Radio-Liebhaber der Hardware-Generation verkauft sowie an Leuten mit mehr Vertrauen und Vorliebe für "digitale Dinge", die Radio mit schwarzer Magie gleichsetzen.

Der HackRF One selbst sitzt zwischen 1 MHz bis 6 GHz Radio-Signalen „im Äther“ und Ihrem Laptop oder Labor-PC. Mit kostenlosen und wieder offenen Programmen wie GNU Radio, GQRX, SDR# oder SDR-Konsole, die auf dem PC laufen, lässt sich der "One" in Bezug auf die Radio-Hardware völlig anpassen. Wenn Sie noch nicht überzeugt sind, wie einfach es ist, mit dem HackRF One als offene Leinwand für jede Art von Modul zu arbeiten, schauen Sie das Video von Clemens Valens an. Darin zeigt er, wie man ganz unkompliziert ein funktionierendes FM-Radio zusammenstellt. Er präsentiert dies, indem er funktionale Blöcke aus einer Bibliothek zieht, fröhlich testet und dann die theoretische Konfiguration „zusammenbaut“, um schließlich alles in den HackRF One zu stecken. Das Ergebnis: ein echtes, spielendes FM-Radio mit allem Drum und Dran.
 

Wir wünschen uns Flexibilität!

Kürzlich wurde ein Add-On namens Portapack H2 veröffentlicht. Es ermöglicht, den HackRF One wirklich tragbar zu machen, ohne angeschlossenen PC. Die PortaPack H2-Platine wird wie ein „Hut“ oder „Schild“ auf den HackRF One gesteckt, ähnlich wie man es bei Raspberry Pi oder Arduino kennt. Die Kombination aus HackRF One und der angeschlossenen „lokalen Konsole“ ist hervorragend geeignet für das Jagen, Hacken, Dekodieren und Aufzeichnen von Radiosignalen im Feld – und das unauffällig, wenn nötig. Das ist besonders nützlich für den Empfang von schwachen RF-Signalen, die am besten in der Nähe der Quelle empfangen werden können. Das ist vor allem so an Orten oder unter Bedingungen, wo es unerwünscht ist, einen Laptop mitzunehmen.

Das neu entwickelte tragbare SDR-System verfügt über einen 3,2 Zoll großem Touchscreen-Bildschirm, greifbare Tasten zur Navigation, ein Scrollrad, einen Kopfhöreranschluss, einen microSD-Kartensteckplatz und zwei Uhrenanschlüsse. Natürlich ist auch der USB-Anschluss des HackRFOne und zwei winzige Drucktasten für Reset und DFU enthalten. Das Gerät wird von einem 2400 mAh, 3,6 V Akku betrieben, der lange genug für einen ganzen Tag voller Radiosignal-Suche und Rohdatensammlung im Feld hält. Zusätzlich reicht die Batterie für Sender in der Nähe, deren ausgestrahlte Daten Sie erkunden oder entschlüsseln möchten. Falls Sie sich über „Kopfhörer“ wundern und auf „Ohrhörer“ gehofft haben – nun ja, jedes SDR kann als Sender konfiguriert werden und ein Mikrofonsignal kann erforderlich sein.

Schwarzes Metall

Die beiden PCBs sind in einem stabilen Metallgehäuse untergebracht, das ich wirklich für seine Robustheit und die gesamte Verarbeitung loben muss. Die HackRF-Platine ist mit „cbrtronic 2024“ und „cjh“ gekennzeichnet und  das PortaPack mit „v.3.6 mmdvm.dub“. Ich habe die gleichen Produkte auch auf AliExpress und anderen Plattformen gesehen, die in bunt dekorierten Acrylgehäusen angeboten werden. Das sieht zwar schick aus, ist aber nicht besonders funktionell und sogar nachteilig für RF, wenn man an die Streustrahlung denkt. Die beiden Platinen sind gestapelt und werden durch Pinheader-Anschlüsse und vier metallene PCB-Abstandshalter in den Ecken gehalten. Übrigens empfehle ich nicht, das Gerät auseinanderzunehmen, da es knifflig sein könnte, es wieder zusammenzubauen. Die Hardware-Neugierigen unter Ihnen könnten meine Fotos des zerlegten Geräts hilfreich sein. Ich musste sie ohnehin machen, um die Kapazität und Art der beiden Batterien im Inneren zu identifizieren (1 LiPo; 1 Knopfzelle).

Obwohl das Gehäuse keine Beschriftungen für die Anschlüsse, LEDs oder Bedienelemente hat, ist alles ganz intuitiv zu finden und zu bedienen. Einzige Ausnahme könnten die beiden kleinen Tasten sein, von denen eine der – manchmal nützliche – Reset-Knopf ist!

 

Die Apps

Die vorinstallierte Firmware Mayhem v.2.0.1 ist eine wunderbare Weiterentwicklung der früheren „Havoc“-Version – großartige Namen für Software, die im Geiste der Open-Source-Entwicklung entstanden sind.

Es ist vielleicht wichtiger zu erwähnen, dass Sie ganz einfach im Feld Rohsignalaufnahmen machen können, entweder zur sofortigen Wiedergabe, zur Offline-Demodulation oder zur Analyse und (ich wage es zu sagen) Modifikation und sogar zur Wiedergabe!! Mit einer SD-Karte voller Rohdaten, die von einer Radio-Quelle aufgezeichnet wurden, beginnt der Spaß am PC, wo man das Ganze im Nerd-Stil mit Bier und Pizza knackt. Sie können den SDR auch ununterbrochen eine Reihe von Frequenzen scannen lassen und die Ergebnisse für spätere Berechnungen speichern.

Es geht also los mit den Apps, die auf dem HackRF One + Portapack H2 Combo in einem Fall vorinstalliert sind. Die Standardfrequenz wird in eckigen Klammern angezeigt, wo es relevant ist, aber die gewünschte Frequenz (Bereich) kann ganz einfach über das Menü vom Benutzer festgelegt werden. Die meisten Apps ermöglichen die sofortige Wiedergabe oder das Speichern auf der SD-Karte, um sie später zu verarbeiten.

Empfangen (RX):

• ADS-B: Empfangen und Analysieren von ADS-B-Signalen (Luftfahrt) mit der Möglichkeit, Flugzeugpositionen in Echtzeit auf einer Karte anzuzeigen. (978 / 1070 MHz)
• AIS: Empfangen und Analysieren von AIS-Signalen (Marine/Schiff). [162 MHz]
• BLE Rx: Schnüffeln von Bluetooth (BLE) MAC-Adressen. [2,4 GHz]
• APRS: GPS-/Wetterstations-/Amateurfunk-Mobilstationsortung. [144,3 MHz]
• ERT Meter: Dekodierung von ERT-Meter-Signale. [900 MHz]
• POCSAG: Schnüffeln und Dekodieren von persönlichen Pager-Nachrichten („Beeper“) [166 MHz]
• Audio: Dekodierung von WFM/NFM/SPEC/AM [beliebige Frequenz]
• Level: RF-Signalpegel gemessen durch Antenne [beliebige Frequenz]
• Recon: Mithören auf einer beliebigen Frequenz, mit beliebigem Frequenzbereich für den Suchlauf [401 - 403 MHz]
• Wetter: Schnüffeln und Dekodieren von RadioSonde-Signalen (Wetterballon/Wetterstation), [402 MHz]
• Suche: Einfacher NBFM-Empfänger/Scanner [100 - 400 MHz]
• TPMS Autos: Dekodierung von Autoreifendrucksensoren
• SubGHzD: Einfaches Erkennen und Erfassen von ISM-Daten für [433,920 MHz]

RX-Apps können hinzugefügt werden, indem sie von der​​​​​ PortaPack Mayhem wiki heruntergeladen und über die SD-Karte auf das SDR übertragen werden.

Übertragen (TX)

• ADS-B TX: Spoof ADS-B (Luftfahrt) Signale
• APRS TX: Senden von APRS-Paketen für GPS, Wetterstationen und Telemetrie
• BLE Tx: Senden von Bluetooth (BLE) MAC-Adressen
• OOK: Senden von Paketen (On/Off Keying)
• SSTV: Senden von Slow-Scan-TV-Signalen
• POCSAG TX: Spoofing persönlicher Pager („Pieper“) Signale
• RDS: Senden von Radio-Daten-System-Meldungen
• Morse:Senden von Morse Code
• BHT Xy/EP: Steuerung der Straßen- oder öffentlichen Beleuchtung
• TouchTunes: Steuerung von Jukeboxen mit ASK/OOK
• Soundbrd: Abspielen und Übertragen von .WAV- oder Mikrofon-Audio als FM

TX-Apps können ganz einfach heruntergeladen werden, indem Sie die PortaPack Mayhem wiki besuchen und sie über die SD-Karte auf das SDR überträgen. Die Sendeleistung des SDR liegt im Milliwatt-Bereich. Beachten Sie bitte, dass rechtliche Einschränkungen bezüglich der Übertragung in Ihrem Land oder Ihrer Region zutreffen. Der HackRF One ist ein Halbduplex-Transceiver.
 
 

 

 

Wir wollen den HackRF Mode!

Trotz der Vielzahl an vorinstallierten Apps auf dem PortaPack H2 – von denen einige für mich etwas esoterisch und US-zentriert wirkten – war ich erleichtert zu sehen, dass der direkte Zugriff auf das HackRF One ganz einfach durch das Berühren der HackRF-Option auf dem Hauptbildschirm möglich ist. Wenn man das PortaPack H2 deaktiviert, übernimmt der PC und man hat volle Unterstützung für alle gängigen SDR-Tools und Softwarepakete – einschließlich GNU Radio und anderen. Ein weiterer Vorteil ist das stabile Metallgehäuse um Ihr HackRF One mit allen notwendigen Anschlüssen und Bedienelementen. Betrachtet man die Kosten des HackRF One + PortaPack H2 + Zubehör als Einzelkauf im Elektor Store, ist das tatsächlich ein sehr gutes Angebot mit der Mayhem-Community als Sahnehäubchen obendrauf!

Die Ergänzung der Antenne

Als erfahrener lizenzierter Radio-Amateur weiß ich sehr wohl, wie wichtig das Antennensystem ist, das an jeden Empfänger oder Sender angeschlossen ist. Der im Testpaket enthaltene Antennensatz zeigt, dass die Hersteller diesen Punkt verstanden haben. Wenn Sie neu im SDR-Bereich sind, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass diese Empfänger im Wesentlichen (1) unempfindlich und (2) „so breit wie ein Scheunentor“ sind. Außerdem geben sie für die SDR-Senderfunktion (1) nur ein paar Watt Leistung ab und (2) haben wenig oder keine Oberwellenunterdrückung. Wenn Sie also zumindest die richtige Antenne für einen bestimmten Frequenzbereich finden können, ist das der erste Schritt zur Optimierung des lokalen Empfangs. Später kann man über den Einsatz von Bandpassfiltern, Kerbfiltern, Vorverstärkern und passiven oder aktiven Antennen nachdenken. Das getestete Set enthielt eine beeindruckende Auswahl an Antennen

• 1x VHF BLC-TLC, 30 cm, Magnetfuß, Koaxialkabel, SMA-Stecker.
• 1x UHF CLC, 19 cm, Magnetfuß, Koaxialkabel, SMA-Stecker.
• 1x 2,4 GHz WiFi, 15 cm, faltbar, SMA-Stecker.
• 1x Teleskopstange, 48 cm, SMA-Stecker.
• 1x ADS-B 1-2 GHz, 12 cm, abnehmbar, anschraubbar, SMA-Stecker.
• 1x Magnetfuß, Schraubverschluss, Koaxialkabel, SMA-Stecker.

Wo (B/C)LC = Basis-/Zentrum-Lade-Spule. Alle Antennen sind von guter Qualität, ordentlich verpackt und die Investition wert, da sie auch für andere Radioprojekte verwendet werden können. In meinen Experimenten habe ich mich nicht unter 70 MHz gewagt, aber festgestellt, dass die Bänder bis 50 MHz am besten mit einer Außenleitung oder einer Schleifenantenne bedient werden. Genauso habe ich in meiner Rezension des ATS25 max-Decoder-Empfängers vorgeschlagen.
 

 

Spaß im Feld

Mit dem HackRF One und PortaPack H2, unterstützt von einem IT- und Kommunikationsstudenten, konnte ich Daten- und Steuerpakete von einem Vintage 420-MHz TETRA (Trunking-Radio) Netzwerk aufnehmen, das immer noch auf dem nahegelegenen Campus aktiv ist. Zurück im Labor haben wir einige clevere Bitmanipulationen vorgenommen. Dann sind wir wieder nach draußen gegangen und konnten im Replay-Modus mit dem Milliwatt-Sender des SDR ein elektrisches Tor zum Parkplatz für das akademische Personal öffnen und schließen. In meinem eigenen Labor finde ich es auch spannend zu sehen, was über mir fliegt, indem ich den ADS-B-Flugzeugscanner und die im Freien montierte 1-GHz-Antenne benutze. Außerdem habe ich „kabellos“ den Reifendruck gemessen, indem ich um einige der neuesten und teuersten Autos in meiner Nachbarschaft herumgelaufen bin. Die Straßenbeleuchtung in meiner Straße konnte ich leider nicht mit TPMS verbinden – der Ein/Aus-Befehl wird wahrscheinlich über Kabel übertragen.

73 & Sich Abmelden

Mit dem Erscheinen des HackRF One / PortaPack H2-Kombos in einem einzigen, tragbaren Gehäuse habe ich den Übergang zwischen der alten „diskreten Komponenten“-Radio-Technologie und dem modernen softwaredefinierten Radio gemeistert, insbesondere für digitale Modi im Gegensatz zum einfachen Rundfunk. Der Hauptgrund für meine Begeisterung ist ganz ehrlich die Portabilität dieses speziellen SDRs, die mir das Gefühl gibt, näher an der Quelle des Radiosignals zu sein, das ich untersuchen möchte. Andere scheinen mehr Freude daran zu haben, ihre Laptops zum Knacken zu bringen und dann alles nachzuahmen, was über Funk kodiert und übertragen wird, oder sich mit komplexen Modulationsmethoden zu beschäftigen.

Dieses neue Produkt aus dem Elektor Store ist ein perfektes Beispiel dafür, dass 1 und 1 gleich 3 ergibt: das HackRF One als solide Basis mit hervorragenden Eigenschaften, der PortaPack als perfekter, ansteckbarer Begleiter für den mobilen Einsatz und die Gastfreundschaft der SDR-Online-Community als das Sahnehäubchen obendrauf. Alle drei: vollständig Open Source. Wenn SDR jemals einen Schub gebraucht hat, um alte Radio-Fans mit Software-Enthusiasten zu verbinden, dann ist dies der richtige Weg – und das zu einem erschwinglichen Preis!

Dieser SDR bietet eine unglaubliche Anzahl an Optionen, Menüs und Funktionen – einige sind durch das Drehen des großen blauen Knopfes offensichtlich, andere wiederum kryptisch und tief verborgen. Glücklicherweise sind alle Apps gut im Portapack / Mayhem wiki dokumentiert. Für fachkundige Ratschläge empfehle ich, den Youtube-Kannel von @Sn0ren zu besuchen, um ein gutes Portapack H2-Tutorial zu sehen, sowie HackRF 101: Tag Eins, Grundlagen, falls Sie aus der DC-Ecke kommen und über einige Softwarekenntnisse verfügen. Beide Kanäle sind nicht verschlüsselt, nicht griechisch und brauchen keiner Dekodierung. Keine Rückerstattung (Monty Python).