Spektrum – Analizzatore di spettro RF con PC linux e un ricevitore RTL-SDR USB

Come radioamatore sperimentatore, diverse volte ho avuto la necessità di effettuare velocemente delle misure di radio frequenza dei vari dispositivi e radio che sperimento e passano sul mio piccolo banco di lavoro. Avendo nei cassetti qualche tipo di ricevitore RTL-SDR e diversi PC con il sistema linux e windows, il passo per fare delle prove con questo software è stato breve.
Continuando la sperimentazione con il mio amico e sperimentatore Mattia IV3JTH, in questo articolo vi descriveremo brevemente cosa siamo riusciti a fare utilizzando questo programma e un PC linux, e quali misure si possono effettuare.

Durante la realizzazione di questa guida, sono stati utilizzati i seguenti dispositivi SDR USB:

• Digital USB 2.0 DVB-T SDR Ricevitore Stick RTL2832U + R820T2;

• Nooelec RTL-SDR v5 SDR – NESDR SMArt (100kHz-1.75GHz) con 0,5 PPM TCXO, basata su RTL2832U e R820T2 (R860)

 

Premessa

Spektrum è un software di analisi di spettro per l’utilizzo con RTL-SDR, disponibile per le piattaforme linux e windows. Il vantaggio di utilizzo principale è la possibilità di effettuare delle scansioni su un ampio intervallo di frequenze, dipendenti dalle caratteristiche del ricevitore SDR utilizzato. L’interfaccia utente è stata scritta in Processing.

Il presente articolo deriva dalla traduzione del progetto originale, che trovate descritto su GitHub.

 

Licenza del programma

Il programma NON è codice open source, ma sottoposto a licenza con Copyright (c) 2015 Pavel Šorejs e collaboratori.

Ulteriori dettagli:

La ridistribuzione e l’utilizzo in formato sorgente e binario, con o senza modifiche, sono consentiti a condizione che siano soddisfatte le seguenti condizioni:

• Le ridistribuzioni del codice sorgente devono conservare la suddetta nota di copyright, il presente elenco di condizioni e la seguente clausola di esclusione di responsabilità.
• Le ridistribuzioni in formato binario devono riprodurre la suddetta nota di copyright, il presente elenco di condizioni e la seguente clausola di esclusione di responsabilità nella documentazione e/o in altri materiali forniti con la distribuzione.
• Né il nome del progetto spektrum né i nomi dei suoi collaboratori possono essere utilizzati per avallare o promuovere prodotti derivati ​​da questo software, senza una specifica autorizzazione scritta.

 

Installazione del software per linux

Scaricate l’ultima versione del programma da questo link (versione 2.10), e decomprimetela in una directory a vostro piacere. (È disponibile anche la versione a 64 bit per Windows).
Nel nostro caso, all’interno dell’archivio della versione per linux in formato tar.gz, troverete una cartella di nome spektrum, che al suo interno conterrà i seguenti files:

IMPORTANTE: Ricordate di installare nel vostro PC linux anche il file della libreria libusb-1.0, selezionandolo dal repository della vostra distribuzione.

Se non lo avevate già fatto per utilizzare i dispositivi RTL-SDR sul vostro PC, per evitare di utilizzare su linux un driver errato della periferica USB, create il file /etc/modprobe.d/rtl-sdr.conf con questo comando dal terminale:

sudo nano /etc/modprobe.d/rtl-sdr.conf

e inseriteci il seguente contenuto:

blacklist dvb_usb_rtl28xxu

Uscite dall’editor e salvate le modifiche al file.

 

Successivamente create una regola aggiuntiva udev (o controllate che non sia già stata inserita), con il comando:

sudo nano /etc/udev/rules.d/20.rtlsdr.rules

in modo da poter gestire il dispositivo come utente non amministratore (non-root), inserendo all’interno del file il seguente codice (tutto in una riga):

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="0bda", ATTRS{idProduct}=="2838", GROUP="adm", MODE="0666"

Uscite dall’editor e salvate le modifiche al file.

Avete terminato, ora potete utilizzare il programma.

 

Aggiungere l’utente linux al gruppo readout

Per permettere ai vari programmi linux (e anche quelli realizzati per la piattaforma Windows, che vengono avviati con l’emulatore wine) di accedere direttamente al dispositivo collegato via USB, è necessario aggiungere l’utente che esegue il programma al gruppo dialout di linux.

Il comando, da inviare tramite la riga di comando terminale,  è il seguente:

sudo usermod -a -G dialout nome_utente

dove il nome_utente corrisponde al nome dell’utente che eseguirà il programma.

 

Avvio del programma

L’utilizzo del programma è piuttosto semplice. Potete modificare diversi parametri come l’intervallo di frequenza, la scala, il guadagno del sintonizzatore o l’offset di sintonia, in base alle vostre esigenze.
La visualizzazione di base indica la media per ogni punto; ruotando il cursore “min/max” potete visualizzare anche i valori minimi e i massimi per ogni punto visualizzato.

Collegate la vostra chiavetta RTL-SDR, e successivamente avviate il programma; eseguite il file spektrum all’interno della sua cartella, visualizzato nella precedente immagine.

Il programma si avvierà, visualizzando una finestra vuota, contenente solo un menu di selezione del vostro dispositivo SDR.  

 

Utilizzo in modalità relativa

Utilizzando la modalità relativa, il programma consente di “azzerare” la misurazione ed è utile per effettuare delle misurazioni con sorgenti di rumore costanti. Potete trovare delle ulteriori informazioni d’esempio a questo link.

• Collegate la sorgente di rumore.
• Impostate l’intervallo di frequenza desiderato.
• Cliccate su “Modalità relativa”.
• Attendete di effettuare un paio di sweep: verrà calcolata una media mobile di tutti i dati raccolti.
• Cliccate su “Imposta relativo” per impostare lo spettro acquisito come riferimento. Dovreste ora vedere una linea abbastanza dritta attorno ai 0 dB.
• Collegate l’antenna o il filtro e regolate il guadagno fino a ottenere il risultato desiderato.

 

Utilizzo in modalità standard

Una volta selezionato il dispositivo collegato, il programma si avvierà nella sua completezza, visualizzando il suo pannello principale di gestione (la seguente visualizzazione grafica della lettura delle frequenze è puramente indicativa).

Il programma prevede diverse impostazioni, sia nel pannello principale di Setup, che nel successivo pannello di Misura (standard e relativa).

 

Una prima semplice misura

Per prendere confidenza con il programma, con una radio portatile inviate un debole segnale FM a 433,00 MHz. e visualizzate il risultato nel display del programma sul PC.

ATTENZIONE: Per non collegare direttamente la radio al ricevitore SDR (e rischiare di eccedere con il segnale di ingresso, danneggiando il ricevitore), utilizzate una piccola antennina (sniffer), collegata all’ingresso SMA-F del ricevitore,

Il pannello di misurazione del programma avrà questa visualizzazione (nell’esempio, viene effettuata la misurazione della suddetta frequenza a 433,00 MHz.).

In ambedue i pannelli, utilizzando i comandi laterali è possibile applicare diverse impostazioni alle misure di segnale RF acquisite dal ricevitore SDR.

 

Visualizzazione della banda broadcasting FM 88 – 108 MHz.

Lo strumento gestisce la misurazione in auto-set, ma è sempre possibile modificare la visualizzazione tramite i pulsanti scorciatoia, i controlli del mouse e attraverso i comandi del pannello dello strumento.

NOTA: Gli altri esempi pratici dei diversi tipi di misurazione ottenibili tramite i comandi di questo programma, li trovate visualizzati a questo link, descritti nel progetto omonimo su GitHub.

 

Pannello di consultazione rapida

Premendo il pulsante Help, che trovate descritto nella parte inferiore di ambedue i pannelli di comando, potrete visualizzare questa finestra che contiene i comandi principali del programma:

Per ogni altra informazione e misura, vi consiglio di leggere le informazioni originarie, che trovate descritte nel progetto su GitHub (informazioni che non ho volutamente inserito in questo articolo).

Fonte GitHub: https://github.com/pavels/spektrum

Buon divertimento con il software libero e la sperimentazione radioamatoriale.

’73 de Paolo IV3BVK