Thành phần bộ RTL-SDR (2018)
Phần cứng rtl-sdr là một trong những lựa chọn khuyến nghị cho người mới bắt đầu tiếp cận với vô tuyến số. Trong phiên bản được cung cấp gần đây, rtl-sdr.com đã thay thế ăn-ten sử dụng đế nam châm bằng hai cặp ăn-ten lưỡng cực mới, đi kèm theo đó hai thiết bị hỗ trợ cố định và điều chỉnh hướng ăn-ten trong môi trường ngoài trời. Do việc thay thế hai cặp ăn-ten mới sẽ làm cho nhiều bạn mới tiếp cận sóng vô tuyến không khỏi bỡ ngỡ về cách sử dụng và tính chất búp sóng trong từng trường hợp; do vậy bài viết này sẽ giải thích một số vấn đề trong việc sử dụng bộ kit mới này.
Bài viết liên quan:
Danh mục các thiết bị:
- 1 thiết bị lắp đặt ăn-ten lưỡng cực với cáp tín hiệu RG174 dài 60 cm, đã lắp đầu kết nối SMA đực.
- 1 cáp tín hiệu nối dài 3m sử dụng đầu SMA, cáp cho phép người dùng thu tín hiệu ngoài trời hoặc các nơi đặt ăn-ten cao.
- 2 ăn-ten rút có độ dài 23cm – 1m, các ăn-ten dài cho phép người dùng thu tín hiệu từ vùng VHF đến UHF.
- 2 ăn-ten rút có độ dài 5cm – 13cm, các ăn-ten ngắn cho phép người dùng thu tín hiệu từ vùng UHF đến 1090 MHz ADS-B, thậm chí có thể làm việc tại băng tần L với tần số 1.5GHz
- 1 chân đa năng cho phép cố định ăn-ten trong môi trường ngoài trời như trên cành cây, cửa sổ hoặc bàn làm việc,…
- 1 chân kết nối sử dụng hút không khí có thể cố định tại các mặt phẳng như trên nóc ô tô, kính hoặc tường,…
- và cuối cùng là một thiết bị SDR sử dụng chip R820T2 RTL2832U v3.+
Người dùng cần chú ý không nên đặt thiết bị ngoài trời trong thời gian dài liên tục, do đặc tính bộ thiết bị chỉ dùng cho các mục đích nghiên cứu với chi phí thấp, các linh kiện không được tối ưu để hoạt động liên tục ngoài trời.
Sử dụng ăn-ten lưỡng cực
Tín hiệu vô tuyến điện được truyền trong không gian theo chiều ngang (horizontal), chiều dọc (vertical), hoặc tròn xoay phải/trái (RHCP/LHCP). Chúng thường được biết đến là hướng truyền của tín hiệu, khi ăn-ten thu sử dụng có cùng phân cực với tín hiệu phát sẽ tạo ra hiệu suất thu là tốt nhất. Do vậy, hai cặp ăn-ten lưỡng cực có thể điều chỉnh góc sẽ giúp người dùng thu được cả tín hiệu phân cực ngang hoặc dọc mà không cần đầu tư một ăn-ten khác.
Theo đánh giá kỹ thuật, nếu người dùng sai lệch hướng thu tín hiệu phân cực dọc/ngang hoặc phân cực xoay phải/trái thì cường độ sẽ suy hao 20dB; nếu bạn điều chỉnh hướng lệch trong các trường hợp vertical/RHCP, vertical/LHCP, horizontal/RHCP, horizontal/LHCP thì bạn chỉ bị suy hao 3dB. Dựa trên thực nghiệm đó, ta có một số cách để tối ưu mô hình bức xạ (radiation pattern) thông qua điều chỉnh góc của ăn-ten thu lưỡng cực. Giả sử ta cần thu tín hiệu vệ tinh LEO VHF, ta có thể điều chỉnh theo lưỡng cực V (điều chỉnh góc hình chữ V giữa 2 ăn-ten). Bạn có thể tham khảo thêm tính chất của mô hình bức xạ phụ thuộc vào góc ăn-ten tại KK4OBI’s page on bent dipoles.
Thiết lập ăn-ten phụ thuộc tần số thu
Để thu được tín hiệu tốt nhất với ăn-ten lưỡng cực, nhà cung cấp khuyến nghị bạn sử dụng công cụ Amateur Dipole Antenna Calculator để có thể ước lượng tương đối độ dài ăn-ten cần dùng. Bạn không cần qua lo lắng về độ dài chính xác của ăn-ten khi thu một dãy tần số nào đó, việc lệch có thể chấp nhận được, tuy nhiên không quá nhiều so với thông số đề xuất từ công cụ.
Cơ bản thì ăn-ten dài hơn thì có tần số cộng hưởng thấp hơn vào ăn-ten ngắn sẽ có tần số cộng hưởng cao hơn. Dưới đây là một số mẹo để bạn có thể điều chỉnh ăn-ten khi tiến hành thu tín hiệu; chú ý: độ dài được xác định trên 1 bên của ăn-ten:
- Ăn-ten dài, 5 đoạn, 100cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~70 MHz
- Ăn-ten dài, 4 đoạn, 80cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~87MHz
- Ăn-ten dài, 3 đoạn, 60cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~115 MHz
- Ăn-ten dài, 2 đoạn, 42cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~162 MHz
- Ăn-ten dài, 1 Section, 23cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~ 285 MHz
- Ăn-ten ngắn, 4 đoạn, 14cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~445 MHz
- Ăn-ten ngắn, 3 đoạn, 11cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~550 MHz
- Ăn-ten ngắn, 2 đoạn, 8cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~720MHz
- Ăn-ten ngắn, 1 đoạn, 5cm + 2cm cộng hưởng (thu) tại tần số @ ~1030 MHz.
Giả sử bạn cần thu tín hiệu tại tần số 162 MHz thì sử dụng ăn-ten dài, kéo thành 2 đoạn mỗi bên (2 x 42cm), vậy tổng chiều dài là ~84 cm cho toàn bộ ăn-ten thu.
Thu tín hiệu vệ tinh
Ăn-ten lưỡng cực có thể thiết lập hình V để có thể thu tín hiệu từ vệ tinh địa tĩnh. Trong bài viết Adam 9A4QV đã mô tả việc thu tín hiệu theo phân cực ngang từ vệ tinh. Để thu tần số vệ tinh 137MHz như NOAA và Meteor M2, bạn có thể kéo dài ăn-ten thành 53,4 cm mỗi bên (khoảng 2.5 đoạn) và chỉnh thành 1 góc chữ V 120 độ. Hướng ăn-ten về cực bắc để thu tín hiệu tốt nhất.
Trong một số bài viết mà t17lab.com thực hiện có giới thiệu về việc thu tín hiệu cho dự án outernet sử dụng ăn-ten băng tần L, tuy nhiên bạn có thể sử dụng một hộp kim loại bao quanh cặp ăn-ten để tạo thành một thiết bị thu với chi phí thấp.
Tổng kết
Trong bộ kit mới mà rtl-sdr.com cung cấp đến thị trường chủ yếu bổ sung các phụ kiện bán kèm để tăng tính tiện lợi cho người dùng mà chưa có nâng cấp đáng kể nào cho phần cứng SDR chính; với chi phí trong khoảng 600.000 vnđ là khá phù hợp cho người dùng tại Việt Nam để có thể tiếp cận với vô tuyến số. Trong khi đó thành phần chính là SDR hiện tại đang sử dụng chip R820T2 đã sử dụng hơn 2 năm và là thành phần cốt lõi của nhiều thiết bị SDR khác như NooElec, Airspy,… sẽ bị thay thế trong tương lai, việc này nhằm tăng cường chất lượng sản phẩm. Hi vọng trong tương lai gần rtl-sdr.com sẽ sớm có phiên bản cập nhật phần cứng để người dùng có thêm những trải nghiệm mới hơn. (https://www.rtl-sdr.com/r820t2-chip-discontinued-low-cost-r820t2-rtl-sdrs-will-continue-airspy-will-redesign/)