軟件定義無線電（SDR）從根本上講是一種看待無線電頻譜的不同方式

我們想當然的認為電臺是在某個特定頻率上運行，我們選用在單個頻帶上諧振的天線並將選擇能匹配到同一頻段的電臺，然後波動VFO旋鈕，通過可變頻率振盪器轉換到該頻段內的特定頻率。

我們一直在陳述這些概念：關於調臺，關於檢波，選擇一個特殊的共振頻率並接收到電臺信號。

我以前曾聊過這個概念，但是事實並不完全是按照上述情況發生的。

我們的電臺始終在同時接收所有同一時間的發射的RF射頻信號和頻率。天線能夠接收到某些頻率，但這並不能妨礙它一次性接收到所有聲音信號。電臺正在天線連接器上獲取所有RF信息。在此之後，電臺工作的每一步都是過濾不需要的信息，首先它會刪除你不需要收聽的所有頻段，然後VFO選擇剩餘的部分通過解碼器，結果最終到達揚聲器。

最終，我們接收到的電臺信號就是最後玩剩下的東西，使用傳統的電臺也就是3kHz帶寬。如果你想接收兩個中繼器臺信號，就需要快速來回切換，或者需要兩臺接收器。

究竟什麼是軟件無線電（SDR）？

這不是爺爺的收音機

以下是維基百科定義SDR的方式：

雖然你爺爺這一輩的收音機都是以濾波器，混頻器，放大器等形式硬件組成的，但SDR是硬件和軟件的混合體。除了帶有嵌入式軟件、系統的桌面收發器和接收器，SDR通常是“黑盒子”外觀：換句話說，SDR設備看起來像一個簡單的部分硬件具有最少的天線端口，數據端口，並且很多時候還有某種LED指示燈可以讓您知道設備何時運行。在某些型號的SDR上有一個單獨的電源端口，額外的天線連接，電源開關，以及可能的一些其他功能；然而，“黑盒子”SDR通常看起來像一個不起眼的便攜式計算機硬件， 就像外部移動硬盤一樣。

你為什麼想要SDR？

到目前為止，我們中的許多人已經適應了沒有SDR的生活......那麼，為什麼在世界上我們還要去使用這個叫做SDR的玩意兒呢？ 下面，我將列出一些最吸引人的原因：

貨真價實

Airspy HF +（頂部）和FDM-S2（底部）。 照片：Guy Atkins。

總的來說，與傳統的全硬件無線電相比，SDR非常有價值。 例如，我會毫不猶豫地將我的SDR（例如500美元的Elad FDM-S2或900美元的WinRadio Excalibur）與價格高到兩到三倍的傳統接收器相提並論。 事實上，我的200美元AirSpy HF + SDR能夠接收許多傳統的DX級別的業餘無線電通訊設備，節省了一大筆開銷。 真的很棒。

頻譜顯示

SDR應用程序具有頻譜顯示功能，可以實時查看廣播的無線電頻譜。 雖然您可以使用傳統接收器一次調諧並收聽一個頻率，但SDR允許您查看整個31米頻段的頻譜。 通過頻譜顯示，您可以看到信號何時開啟或停止播出，而無需實際調諧到它們。 您可以看出可能導致干擾的信號，因為您可以看到其載波的輪廓。 頻譜顯示確實是一個窗口 ，可視化收音機上的內容。 現在使用傳統的接收器經常讓我覺得我正在戴著眼罩巡航各波段。 在習慣了頻譜顯示之後，我根本就沒有辦法在沒有一臺SDR的電臺工作室待著。

強大的工具

我喜歡這個用於控制SDR頻率，模式，濾波器和陷波的SDR應用程序（SDRuno）窗口的用戶界面的乾淨程度。

SDR通常可以組合令人眼花繚亂的可定製濾波器，增益控制，噪聲消隱器，數字信號處理（DSP），音頻控制等等。 能夠定製SDR的性能，聆聽體驗是無與倫比的。 事實上，對於像我這樣的SDR測試者來說，這幾乎像是一個詛咒，比較兩臺SDR設備是極其困難的，因為每臺SDR都可以改變得太多，以至於確定一個或另一個的最佳性能特徵成為真正的挑戰。 換句話說，比較SDR幾乎就像比較蘋果和橙子：即使使用不同的應用程序也可以增強並因此改變SDR的性能特徵。

多個虛擬接收器

SDR控制檯使管理多個虛擬接收器變得輕而易舉。

雖然大多數傳統的桌面接收器允許您在兩個VFO（VFO A和B）之間切換，但一些現代SDR應用允許多個獨立的虛擬接收器，這實質上是多個子接收器。 例如，在我的WinRadio Excalibur上，我可以在2 MHz範圍內運行三個功能齊全且獨立的虛擬接收器。 在接收器1上，我可能正在錄製一個7490 kHz的短波通聯。 在接收器2上，我可能正在6100 kHz上錄製一個不同的通聯，並在下邊帶的7200 kHz上跟蹤40米段上的火腿電臺。

錄音工具

SDR應用程序通常具有用於錄製所收到內容的錄音功能。 有些像WinRadio Excalibur和SDR控制檯一樣，實際上允許在所有虛擬接收器上同時進行多個錄製。

SDR控制檯錄製對話框

大多數SDR應用程序還允許您進行頻譜記錄，即不僅一次記錄來自一個廣播電臺的一個單獨廣播，而且一次記錄整個廣播頻段。每個錄音可以很容易地包含幾十個同時播放的電臺。之後，您打開錄音並通過SDR應用程序播放。錄音可以調整和收聽，就好像它們是現場直播的一樣。實際上，對於SDR應用，使用天線或使用記錄的頻譜文件沒有區別；聽眾的調音經驗也是一樣的。

所以想象一下，傳播在一個深夜，或者當你要離開家時就會有一個全球性的地下電臺開始直播：此時，只需觸發頻譜記錄並稍後進行一些電臺時間調整。就這麼簡單。

不斷升級

SDR應用程序和SDR固件都可以從大多數製造商升級。事實上，我發現最實惠的SDR往往有最頻繁的升級和更新。更新可以對SDR的性能產生積極影響，可以添加新功能，例如擴展頻率範圍或更多過濾器或在頻譜瀑布中嵌入時間戳的功能。它可能是幾乎任何東西，這就是如此輝煌。作為用戶，您可以提出要求;如果SDR的開發人員喜歡這個想法，他們可以實現它。

那麼，SDR有什麼缺點呢？

看看SDR相對於傳統無線電的所有這些優勢，聽起來SDR應該真正適合每個人。但實際情況是，他們並沒有十全十美。對於一些無線電愛好者來說，SDR確實有一些不幸的缺點：

首先，如果您主要是Mac OS或Linux用戶，並且更喜歡這些平臺之一，那麼您會發現在SDR和應用程序方面的選擇要少得多。

其次，傳統無線電的一大優點是，只需一臺收音機，一臺電源和一個天線，你就可以雲遊四海，旅行，現場操作和DXpeditions非常簡單明瞭。另一方面，SDR需要某種計算機，如果在旅行時，通常要攜帶筆記本電腦。我在加拿大愛德華王子島的一個遠離電網的無電力小屋度過了幾個夏天。我當時所在位置非常適合捕捉DX，並且沒有射頻干擾，所以我喜歡在那裡製作以後可以收聽的頻譜錄音。問題是，缺電是一門藝術，尤其是要同時為這麼多設備供電。通常情況下，我的筆記本電腦電池可以有數小時的電量消耗，但當筆記本電腦也為SDR和便攜式硬盤驅動器供電時，它會使電池的耗電速度提高兩到三倍。

ELAD FDM-DUOr (接收機)

請記住，有功能齊全的桌面電臺（如Elad FDM-DUO和FDM-DUOr）實際上他們就是SDR設備，這提供了一種繞過這個問題的簡單方法。

回到我們的主題，我們暫且現在不考慮精確度的問題，想象一下帶寬為3MHz的SDR電臺，比傳統電臺的帶寬大一千倍。當你還認為這就是個幻想之時，一個25美元的小工具可以做到這一點。這意味著您可以處理大部分2m業餘頻段信號，然後選擇您想要解碼的信號。您也可以同時解碼所有本地FM中繼器，飛越的衛星信號，國際空間站SSTV，信標，莫爾斯電碼，數據包，RTTY和單工通聯，WSPR，APRS，EME以及在2米頻段內發生的任何事情。

讓我再說一遍。所有的2米波段發生的信號，通過SDR都能在同一時間接收。

重點是所有這些信息始終存在。我們可以選擇解碼或忽略這些信息。在傳統的電臺中，您一次只能解碼一個信號，但在SDR電臺上，您可以提取出計算機可以處理的數量。一些SDR介紹中談到的使用多個接收器，但其實更好的表述是多個解碼器。

這意味著軟件定義無線電(SDR)從根本上說是一種看待無線電頻譜的不同方式。我們選擇將哪個解碼器應用於頻譜的哪個部分，而不是濾除我們不想解碼的所有內容。

使用SDR，您可以將2m波段表示為3 MHz頻譜中作為一系列測量的一小片段。如果重複使用這些數據不會產生任何損失，因此如果您多次處理相同的數據，不會丟失信號，不會導致信號變差，也不會產生額外的噪音。

我們所做的就是將相同的數據輸入每個解碼器，選擇想要的編碼並使用它。

有一種誤解就是你需要很厲害的計算能力才能做到這一點。這不是嚴格準確的。售價5美元的Raspberry Pi單板計算機功能強大得多。你可以說這是一種嚴肅的計算能力，與我們過去登陸月球的情況相比，與你的手機相比，事實並非如此。

我打算走進這背後的數學計算，但它並不可怕，儘管你可能會想到或已經被教過。我最近的一週是關於數學的，我很清楚這裡圍繞著很多數學模型，一個比一個難，足以把你嚇跑。

當聽到奈奎斯特，香農和傅立葉的話時，你覺得有必要跑到山上尖叫，然後把這些概念放到一邊直到你準備好時再回來學習。

順便提一下，我在一週的大部分時間一直在研究如何解釋這個問題，我甚至記不得演算了多少草稿紙，但這些概念就像我一樣年紀那麼大了：我的上帝，我已經兩眼冒金星。

毫無疑問，你可能會相信我已迷失自我了，並且在業餘無線電基礎之外走得很遠，但我必須承認，這就是今天的電臺，很高興能在這裡學習更多關於這一切是如何工作的，希望你也同樣感受到這份激動。

我是Onno VK6FLAB

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關鍵字: 頻段 音箱 可視化技術