RF EXPLORER

RF EXPLORER

Vzhledem k současné digitalizaci a rychlému rozšiřování širokopásmových radiových technologií, nejsou pro jejich vyhledávání vhodné běžné úzkopásmové přijímače. Spousta datových provozů neotevře ani squelch NFM přijímače a nezastaví skenování. Pro tyto účely lze použít jen spektrální analyzátor, který umožňuje sledovat mnohem širší část spektra podstatě téměř současně.

Pomocí spektrálního analyzátoru zjistíte, že pásmo nad 1 GHz není zdaleka tak prázdné a dlouhé, jak se zdálo při jeho prolaďování nebo scanování pomocí běžného přijímače, na kterém se spousta signálů projevuje maximálně jako zvýšená úroveň šumu. U systémů, využívajících tzv. frequency hopping, rozprostřené spektrum nebo jen širší pásmo, než je šířka úzkopásmového mf filtru, nepoznáte bez spektrálního analyzátoru v podstatě vůbec nic. Typickým příkladem je například WiFi nebo GPS a různé datové či satelitní systémy.

Na se trhu objevil před nějakou dobou kapesní spektrální analyzátor s označením RFexplorer 3G combo s rozsahem 15 – 2700 MHz. Autorem tohoto přístroje je Ariel Rocholl – Seeedstudio. Existují ale i „jednopásmové“ verze pro různá ISM pásma (433 MHz, 868 MHz nebo 915 MHz). Ty obsahují i vf generátor, který ve verzi 3G combo bohužel chybí. Stačí-li vám pouze rozsah 240 – 960 MHz, lze pořídit i levnější verzi WSUB1G. My se však nyní budeme zabývat pouze verzí 3G combo, která v sobě obsahuje hned dva RF moduly, a to 240 – 960 MHz a 15 – 2700 MHz. Moduly se přepínají pomocí menu a mají dva samostatné vstupy ve formě SMA konektorů.

Přístroj již na první pohled zaujme poměrně robustním hliníkovým krytem a velkými tlačítky, které lze ovládat i v rukavicích. U jednoho z tlačítek se sice hned ze začátku nápis částečně smazal, ale jeho ubývání již dále nepokračuje. Jediným slabým místem asi bude poměrně nechráněný LCD displej – ten by si zasloužil před sebe ještě plastové nebo skleněné „okénko“. Rozlišení displeje je 128 x 64 bodů a jeho podsvícení lze nastavit v pěti úrovních nebo úplně vypnout. Za světla je čitelný i bez podsvětlení a potmě stačí i ta nejnižší úroveň. Nastavit lze samozřejmě i kontrast displeje a to v deseti úrovních.

K napájení slouží vestavěný Li-Ion akumulátor o kapacitě 860 (novější modely 1000) mAh, který se nabíjí pomocí miniUSB konektoru v dolní části přístroje. Udávaná výdrž na jedno nabití je více než 16h. Indikace stavu akumulátoru funguje skutečně jak má – přístroj se vypíná až při zobrazení symbolu prázdné baterie. V horní části mezi anténami je umístěn vypínač, který úplně odpojí akumulátor od přístroje. Nedochází tedy k jeho postupnému vybíjení, jako u zařízení s vypínáním ve formě Stand-By režimu. Z tohoto důvodu je tedy nutné nabíjet přístroj v zapnutém stavu. Po připojení miniUSB konektoru se sice analyzátor sám zapne, ale akumulátor je odpojen a nenabíjí se. Schéma přístroje je volně dostupné a poměrně jednoduché. Aktuální firmware naleznete na webu výrobce. Aktualizace firmwaru je poměrně jednoduchá a dostatečně podrobně popsána tamtéž.

Funkce přístroje:

Pro člověka se základními znalostmi angličtiny v oboru je ovládání poměrně jednoduché a intuitivní. Návod v angličtině, který je ke stažení na stránkách výrobce, je poměrně stručný, ale dostačující. Přesto ale shrnu základní funkce a jejich použití.

Menu je rozděleno do čtyř sekcí a jedné základní obrazovky:

Základní obrazovka se zobrazením spektra – vrátíte se do ní pouze stiskem tlačítka RETURN

Frequency – nastavení středního kmitočtu a šířky pásma (span) nebo začátku a konce pásma a volba RF modulu

Attenuator – calculator (viz. dále), nastavení horního a spodního limitu amplitudy, počet iterací (opakování měření) pro průměrování, offset dB a jednotky dBm nebo dBuV

Config – nastavení úrovně podsvícení a kontrastu, způsobu zobrazení (vektory, výplň), nastavení markeru (peak – nejvyšší vrchol ze zobrazeného spektra, manual – ruční) a DSP (dostupné pouze u 3G modulu – lépe nechat na AUTO)

Operational – volba mezi klasickým zobrazením spektra nebo rozdělením na WiFi kanály, indikace používaného RF modulu (nikoliv volba)

Mezi obrazovkami lze listovat pomocí šipek vlevo-vpravo nebo stiskem tlačítka MENU (jen směrem vpřed). Nastavování kmitočtů a dalších číselných hodnot probíhá po jednotlivých číslicích pomocí šipek nahoru-dolů (nastavení hodnoty) a vpravo-vlevo (pozice nastavované číslice). Před nastavováním je samozřejmě nutno zvolit položku k editaci tlačítkem OK a po nastavení ji pomocí OK potvrdit. Z každé položky menu se do základní obrazovky vrátíme pouze stiskem tlačítka RETURN.

Funkce „calculator“ z menu attenuator:

Tato funkce opravdu nemá moc společného s kalkulačkou. Jedná se o způsob opakovaných měření amplitudy signálu a jejich průměrování nebo sledování maximálních hodnot. K dispozici jsou tyto možnosti:

MAX – zobrazení maximálních hodnot – vhodné pro rychlé krátké signály

MAX HOLD – kumulativní zobrazení maxim (obálková křivka) ale výplň je normal (okamžitá hodnota)

AVERAGE – průměrování z více měření (dle počtu iterací). Vhodné pro sledování trvalých signálů

NORMAL – okamžitá hodnota amplitudy

OVERWRITE – kumulativní zobrazení (čím tmavší oblast, tím vyšší aktivita)

Nakumulovaná maxima v hlavní obrazovce smažeme pomocí tlačítka RETURN

Ovládání v základní obrazovce:

Pomocí šipek nahoru-dolů měníme horní limit zobrazení amplitudy o 5 dBm (spodní pouze přes menu).

Tlačítko OK slouží ke „zmrazení zobrazení displeje“ – funkce známá jako HOLD.

Tlačítko RETURN přepíná mezi režimem frekvence center-span a start-stop.

V základním režimu (start-stop) lze pomocí šipek vlevo-vpravo posouvat kmitočtově celé spektrum o 25 %(šířka pásma zůstává).

V rozšířeném režimu (po stisku RETURN) šipkami vlevo-vpravo měníme šířku zobrazeného pásma (střední kmitočet zůstává).

Rozlišení zobrazení na displeji se 128 x 64 samozřejmě není příliš vysoké, ale lze ho ovlivnit pomocí vhodně nastavené šířky zobrazeného pásma a dynamického rozsahu amplitudy. Při příliš širokém pásmu kmitočtů se prodlužuje doba „prohledání rozsahu“ – na displeji vlevo je zobrazeno kolikrát za sekundu je spektrum prohledáváno. Při zobrazení úzkého pásma se zvyšuje přesnost určení kmitočtu (s přesností na 1 kHz). Totéž platí i pro amplitudu.

Jednou z funkcí dostupných v menu je WiFi analyzer, ale jedná se pouze o zobrazení 2,4 GHz pásma jako 13 kanálů s využitím funkce max.hold. Neočekávejme tedy (alespoň prozatím) žádné názvy SSID nebo druhu zabezpečení.

Přístroj lze pomocí miniUSB konektoru připojit k PC a pomocí příslušného softwaru pohodlně ovládat. Software umožňuje mimo běžných zobrazení maximální, průměrné a okamžité hodnoty i funkce vodopád ve 2D i 3D. Obrazy průběhů spektra lze uložit jako obrázek ve formátu png, případně do speciálního datového formátu pro pozdější zpracování. Možné je i logování do souboru csv. Výhodou je kromě pohodlnějšího zadávání kmitočtů i možnost, uložit často používané rozsahy do předvoleb. Kromě originálního bezplatného software existuje i několik dalších programů, nabízejících podstatně více funkcí, ale ty jsou již většinou placené.

Uvedený přístroj tedy nabízí za poměrně málo peněz opravdu „hodně muziky“.

Použití je poměrně široké, kromě zaměřování či dohledávání různých vysílačů a zdrojů radiového rušení v terénu, lze přístroj použít třeba pro (poměrně přesné) měření amplitudy signálů v kabelových rozvodech, ke kontrole kmitočtové charakteristiky různých propustí, zádrží a dalších filtrů (k tomu je ale zapotřebí ještě generátor signálu) nebo dlouhodobé sledování vybrané části spektra k odhalení krátkých a silných rušivých signálů. V některých obchodech je nabízen například jako doplněk k bezdrátovým mikrofonům, umožňující rychlou volbu volného a nezarušeného kmitočtu, případně koordinaci většího množství mikroportů. Běžné stolní spektrální analyzátory sice umí zobrazit o něco větší šířku pásma a mají rozsah již od 9 kHz, ale jejich ceny začínají na 66 tis. kč a do kapsy nebo menší tašky se určitě nevejdou.

Na závěr ještě několik nezbytných technických údajů:

Kmitočtový rozsah: 240 – 960 MHz (levý modul 1G) a 15 – 2700 MHz (pravý modul 3G)

Šířka zobrazeného pásma (span): 112 kHz – 600 MHz

Rozlišení amplitudy: 0,5 dBm

Přesnost a stabilita frekvence: ± 10 ppm

Stabilita amplitudy: ± 1 dBm

Přesnost amplitudy: ± 3 dBm (a často ještě lepší !)

Rozlišení kmitočtu: 1 kHz

WiFi zobrazení: 13 kanálů

Maximální stejnosměrné napětí na RF vstupu: 16 V

Absolutně maximální vstupní úroveň: +30 dBm

Práh šumu (DANL): levý modul 1G: -115 dBm, pravý modul 3G: -105 dBm

Maximální měřitelná vstupní úroveň: levý modul 1G: -5 dBm, pravý modul 3G: -10 dBm (nad -30 dBm je ale silně doporučeno použít externí attenuátor)

Anténní vstupy: 2x SMA 50 Ohm

Hmotnost: 220 g

Rozměry: 113 x 70 x 25 mm

Dodávané příslušenství: SMA antény 2,4 GHz a Nagoya NA-773 pro 144/430 MHz