Software-Defined Radio: Bauen Sie Ihr eigenes SDR mit RF-Bricks

Softwaredefiniertes Radio wird oft als ein Softwareproblem dargestellt. In der Praxis ist jedoch die HF-Hardware immer noch entscheidend. Build Your Own Software-Defined Radio von Thomas Duden geht einen anderen Weg und konzentriert sich darauf, wie reale Signalpfade mit modularer HF-Hardware aufgebaut, gemessen und optimiert werden, in Kombination mit PC- und FPGA-basierter Verarbeitung.

Statt mit abstrakter Theorie zu beginnen, folgt das Buch dem Aufbau eines echten SDR-Systems – von der Antenne über den Demodulator bis darüber hinaus. Jede Stufe wird in handhabbare Hardware-„HF-Bricks“ unterteilt, die nach Bedarf kombiniert, getestet und modifiziert werden können.

Von der Mechanik zu softwaredefinierten Radio-HF-Bricks

Die ersten Kapitel befassen sich mit dem physischen Aufbau eines SDR-Systems. Die HF-Brick-Vorlage, das Chassis und der 19-Zoll-Modulträger schaffen ein mechanisches Grundgerüst, das Experimente ermöglicht, ohne in einem einmaligen Prototyp zu enden. Diese Struktur wird konsequent im gesamten Buch verwendet.

Innerhalb dieser Struktur werden einzelne HF-Bricks eingeführt: Antennen, Bandfilter, Vorverstärker, PLLs und Demodulatoren. Jeder Brick wird für sich erklärt, mit Fokus auf Aufbau, Anpassung und Messung. Das Augenmerk liegt stets darauf, was tatsächlich gebaut, verbunden und auf der Werkbank getestet werden kann.
 

Zusammenbau kompletter softwaredefinierter Radiosignalpfade

Statt bei einzelnen Modulen stehenzubleiben, zeigt das Buch, wie HF-Bricks zu vollständigen softwaredefinierten Radiosignalpfaden zusammengesetzt werden. Praktische Beispiele umfassen Direktmischempfänger, Multiband-Konfigurationen und Schmalband-Architekturen, mit einer detaillierten Anleitung anhand eines Beispiel-Filters – von der Berechnung und dem Aufbau bis zur Abstimmung.

Messungen spielen eine zentrale Rolle im gesamten Buch. Werkzeuge wie der NanoVNA werden verwendet, um das Filterverhalten, die Impedanzanpassung und das Rauschverhalten zu überprüfen. Spezielle HF-Messbricks, darunter Signalgeneratoren, Rauschquellen, Notch-Filter und Impedanzmessbrücken, sind Teil desselben modularen Systems und werden nicht als separates Laborequipment behandelt.

Software- und FPGA-Integration

Auf der Softwareseite behandelt das Buch PC-basierte SDR-Tools wie SoapySDR, GQRX, CubicSDR und SDR++, mit Fokus auf Konfiguration, Bandbreitenmanagement und praktische Optimierungen. GNU Radio wird Schritt für Schritt eingeführt, von den grundlegenden GUI-Elementen bis hin zur SSB-Demodulation und optimierter Nachrichtenverarbeitung.

Für Leser, die sich für Hardwarebeschleunigung interessieren, behandeln spätere Kapitel SDR auf FPGA-Basis. VHDL-Bausteine, ADC- und DAC-Integration, Oversampling sowie vollständige SSB- und CW-Signalpfade werden mit derselben praxisnahen Herangehensweise entwickelt, die sich durch das gesamte Buch zieht.

Ein praktisches Nachschlagewerk für SDR-Experimentatoren

Es wird Ingenieuren und Funkamateuren gefallen, die gerne an der Werkbank arbeiten und ein praxisnahes Nachschlagewerk suchen, auf das sie beim Bauen und Experimentieren immer wieder zurückgreifen können.