使用hackrf进行信号收发时接收到的信号幅度太小

Question

在使用hackrf进行信号收发采集数据的时候，接收到的信号幅度太小影响数据采集，请问问题在哪，该如何解决（本人对硬件问题了解不多，请求各位详细讲解）
更新一下现状：发射端的增益已经调到最大了，并且从发射端电脑窗口上观察到发射端是这次的，但是接收端始终幅度太小，几乎接收不到的情况

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在使用HackRF进行信号收发时，若接收到的信号幅度过小，可能由多种因素导致。为了解决这一问题，你需要从设备设置、环境条件、天线性能、信号源强度及软件配置等方面进行全面排查与优化。以下是一些详细的检查点及相应的解决方案：

1. 设备设置：

   • 增益调整：HackRF自带可调节的放大器增益。确保已合理设置接收增益。过高可能导致过载，过低则可能导致信号幅度偏小。可通过hackrf_transfer工具（或其他相关软件）设置合适的接收增益值，通常范围为0-47 dB。例如，在命令行中使用：

     hackrf_transfer -r output_file.sigmf -g 20
     

     这里将接收增益设为20 dB。根据实际信号情况适当调整。

   • 中心频率与采样率：确保设备工作在正确的中心频率，并选择适当的采样率。错误的设置可能导致信号幅度减小或完全丢失。使用如下命令设定：

     hackrf_transfer -r output_file.sigmf -f 433.92MHz -s 8MS/s
     

     上述示例中，中心频率设为433.92 MHz，采样率为8 MS/s。请根据实际应用需求调整。

2. 天线与连接：

   • 检查天线：确认使用的天线类型、性能是否符合预期，且与接收信号的频段匹配。使用高增益定向天线可以显著提高接收信号幅度。确保天线无损坏，接触良好。
   • 电缆与接口：检查同轴电缆是否有损坏、折损或连接松动，这些都可能导致信号衰减。更换高质量、低损耗的同轴电缆，确保接口处连接紧密。

3. 环境条件：

   • 干扰与屏蔽：减少电磁干扰源，如电源线、电脑显示器等。使用金属盒或专用屏蔽材料对设备进行适当屏蔽，有助于提升信噪比。
   • 距离与障碍物：尽可能缩短发射源与接收端之间的距离，避开大型建筑物、金属物体等障碍物，以减少信号衰减。

4. 信号源强度：

   • 发射功率：如果可能，检查并提高信号发射端的输出功率。确保发射设备工作正常，无功率衰减问题。
   • 调制方式与带宽：复杂的调制方式或过窄的带宽可能会降低信号幅度。根据实际需求，调整发射端的调制参数以优化信号质量。

5. 软件配置与后处理：

   • 滤波器设置：在软件层面，如使用SDR#、Gqrx等，检查是否启用了适当的带通滤波器，以抑制带外噪声并突出所需信号。
   • 增益自动控制（AGC）：开启软件中的自动增益控制功能（如果支持），让系统自动调整接收增益以适应信号变化，有助于提升微弱信号的可见性。
   • 信号后处理：对采集的数据进行平均、降噪、放大等数字信号处理操作，可能有助于提升信号幅度。这通常需要使用如GNU Radio、MATLAB、Python（使用numpy、scipy、pyqtgraph等库）等工具编写处理脚本。

通过上述步骤逐一排查与优化，应能有效改善HackRF在信号收发过程中接收到的信号幅度过小的问题。务必耐心细致地进行测试与调整，以找到最适合当前应用场景的解决方案。