Erste Erfahrungen mit HackRF Pro
25. Februar 2026
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Seit der HackRF Pro als Nachfolger des HackRF One angekündigt wurde, war ich gespannt auf die Neuerungen. Beides sind Software Defined Radios zum Empfangen und Senden bis 6 GHz mit einer IQ-Abtastrate von 20 MHz, sodass ein Bereich von 20 MHz am Stück übertragen werden kann.
Für den HackRF Pro gibt es derzeit noch keine eigene Softwareunterstützung. Man muss ihn als HackRF One initialisieren. Beide Geräte sind kompatibel, und alles, was man bereits für den One entwickelt hat, läuft auch auf dem Pro.
Für die ersten Vergleiche beider Geräte habe ich sie bei gleichen Einstellungen mit SDR Sharp zunächst ohne Antenne betrieben. Der One zeigt in einem 10 MHz breiten Bereich mehrere Phantom-Signale und genau in der Mitte den sogenannten DC-Spike, einen Träger, der dem Mischprodukt bei 0 Hz entspricht. An beiden Rändern steigt das Rauschen deutlich an.
Der HackRF One von 0 MHz bis 10 MHz
Der Pro hält sich bei diesem Test wesentlich besser, da wurde nicht zu viel versprochen. Der DC-Spike ist völlig verschwunden. Das Rauschen an den Rändern ist weniger stark ausgeprägt, sodass man nun recht gut schon ab 100 kHz oder sogar darunter arbeiten kann. Und es gibt fast keine Phantomträger mehr. Lediglich bei 10 MHz sieht man einen starken Träger. In allen höheren Bereichen hat man eine himmlische Ruhe und einen flachen Verlauf.
Der HackRF Pro von 0 MHz bis 10 MHz
Es folgte ein Test mit einer 20 m langen Außenantenne. Um Übersteuerungen zu vermeiden, wurde die Verstärkung auf 24 dB belassen. Bei beiden Geräten erkennt man die Rundfunkbereiche und ein kräftiges CW-Signal im 40-m-Amateurfunkband.
Der HackRF One an der Antenne
Die Phantomträger und der DC-Spike sind beim One inmitten der Nutzsignale deutlich erkennbar, beim Pro dagegen nicht. Auffällig ist, dass der Pro die Nutzsignale bei gleicher Einstellung im Schnitt um 5 dB schwächer anzeigt. Das könnte eine Folge der verbesserten Schutzschaltung gegen Spannungsimpulse am Eingang sein. Man kann bei Bedarf die Verstärkung erhöhen, um das auszugleichen. Von Fall zu Fall ist eine etwas andere Verstärkung optimal, wobei man eine zu hohe Verstärkung an einem deutlichen Anstieg von Mischprodukten erkennt. Insgesamt sind aber beide Geräte erstaunlich übersteuerungsfest, wenn man bedenkt, dass hier eine lange Antenne ohne Vorselektion angeschlossen wurde.
Der HackRF Pro an der Antenne
Das Walkie-Talkie bei 2,4 GHz
Das Spektrum der Aussendung in SDR Sharp
Dazu bietet sich das freie Programmpaket GNU Radio an. Lange Zeit hatte ich mich da nicht herangetraut, weil ich dachte, das ist nur etwas für Linux-erfahrene Softwarespezialisten. Aber dann wurde mir klar, dass es auch mit Windows geht. Das Zauberwort heißt RadioConda, und dieses Paket gibt es für Windows, Linux und macOS.
Die Komponenten von RadioConda
Das Paket ist sehr umfangreich und erfordert einige Installationszeit. Mit dem RadioConda Prompt kann man dann direkte Befehle an den HackRF schicken. Gqrx ist eine Empfängersoftware, während GNU Radio Companion die grafische Oberfläche von GNU Radio ist.
SSB-Erzeugung mit der Hilbert-Transformation
Nach vielen anderen Übungen habe ich mich an einen Vorversuch zum Thema SSB gewagt. Ich verwende zwei Blöcke vom Typ Signal Source, beide sind Sinusgeneratoren. Der obere erzeugt die Trägerfrequenz 10 kHz als komplexes Signal (Signalfarbe Blau) bestehend aus zwei Signalen (I und Q) mit einer Phasendifferenz von 90 Grad. Der untere liefert die Modulationsfrequenz von 1 kHz und steht stellvertretend für das spätere Mikrofonsignal. Dieses Signal ist vom Typ float und besteht aus Realzahlen bis 1.
Das Modulationssignal durchläuft eine Hilbert-Transformation. So werden die komplexen IQ-Signale erzeugt, wobei jede Frequenz genau um 90 Grad in der Phase verschoben wird. Hier passiert das, was ich mal mit einem RC-Phasenschiebernetzwerk zur SSB-Erzeugung versucht habe, aber es passiert wesentlich präziser, weil es auf reiner Mathematik basiert.
Beide komplexe Signale werden dann multipliziert, und zwar Sample für Sample mit der gemeinsamen Taktrate von 32 kHz. So bildet man einen Mischer, oder genauer gesagt zwei Mischer für I und Q. Dabei sollte das fertige IQ-SSB-Signal entstehen. Um es zu sehen, verwende ich den QT GUI Frequency Sink, praktisch eine FFT mit grafischer Ausgabe.
Das Spektrum des erzeugten Signals
Und tatsächlich, bei 11 kHz sehe ich das Signal im oberen Seitenband, der Träger bei 10 kHz ist völlig verschwunden, und das untere Seitenband ist um fast 100 dB unterdrückt. So genau hätte ich das mit Hardware niemals hinbekommen. Der nächste Schritt ist daher mit einem echten Mikrofon und einem Sender im 20-m-Band.
SSB-Sender für 14,150 MHz
Für die Ausgabe verwende ich den Block Osmocom Sink, eine Datensenke, die meine Zwischenfrequenzdaten mit einer Bandbreite von 4 MHz über USB an den HackRF Pro sendet. Dort wird das Signal mit 12 MHz gemischt. Meine ZF liegt bei 2,15 MHz, sodass mein USB-Signal auf 14150 kHz erscheinen soll.
Die Sache wird etwas komplizierter, weil ich jetzt mit zwei verschiedenen Abtastraten arbeiten muss. Die Soundkarte frage ich mit 8 kHz ab. Danach kommt ein Filterblock für den Bereich 300 Hz bis 3 kHz. Dann folgen die Hilbert-Transformation und die FFT-Ausgabe zur Kontrolle.
Mit dem Block Rational Resampler setze ich die Abtastrate von 8 kHz auf 4 MHz um, indem jeweils 500 Werte interpoliert werden. Nur so kann der Mischer (Multiplikation) mit dem ZF-Trägersignal von 2,15 MHz funktionieren. Am Ausgang des Multiply-Blocks steht das fertige SSB-Signal bei 2150 kHz und kann an den HackRF Pro übergeben werden. Die FFT-Anzeige bestätigt, dass ein gutes SSB-Signal im oberen Seitenband erzeugt wurde. Das bedeutet allerdings noch nicht, dass ich schon die besten Einstellungen gefunden habe. Mit mehr Erfahrung wird manches noch verändert werden.
Das erzeugte SSB-Signal im oberen Seitenband
Das Antennensignal wurde mit dem Elektor SDR-Shield und SDR# empfangen. Dabei kann ich mich selbst gut hören, weil das Signal durch alle Puffer und Verarbeitungsschritte um etwa eine Sekunde verzögert erscheint. Ob das noch verbessert werden kann, weiß ich noch nicht. Aber ich kenne das Phänomen aus dem realen Amateurfunk. Wer digital arbeitet, hat immer eine verlängerte Reaktionszeit bei der Umschaltung von Empfang auf Sendung.
Ansonsten sieht das Signal sehr gut aus und hört sich auch perfekt an. Vielleicht müsste man noch etwas bauen, um den Mikrofonpegel mit einer ALC zu optimieren.
Das empfangene Signal
Das verwendete Röhrenradio
Der Block Audio Source holt die Daten von der Soundkarte. Diesmal verwende ich eine Abtastrate von 20 kHz, die in der Variablen samp_rate_AF festgelegt ist. Das Programm verwendet eine zweite Abtastrate von samp_rate = 4 MHz für die Datenübergabe an den HackRF Pro. Im Osmocom Sink wird die Ausgabefrequenz festgelegt. Es funktioniert ab 500 kHz, aber hier wurde die ISM-Frequenz 6,78 MHz eingestellt, die für wissenschaftliche Experimente dieser Art zugelassen ist. In diesem Bereich hört man manchmal auch engagierte Schwarzsender, aber hier wird ganz ohne eine Endstufe gearbeitet.
Die Versuche haben gezeigt, dass die begrenzte Bandbreite des Röhrenradios zu einem dumpfen Klang führt, wenn man alle Tiefen voll überträgt. Das Eingangsspektrum wurde deshalb auf den Bereich 200 Hz bis 4,5 kHz beschränkt. Für das Band Pass Filter wurde eine Flankensteilheit von 200 Hz eingestellt. Damit erhält die Modulation einen ausgewogenen Klang.
Dem NF-Signal muss nun eine Gleichspannungskomponente von 0,5 hinzugefügt werden, die den Träger bildet. Wenn das Modulationssignal in den Spitzen bis 0,5 reicht, ist der Sender voll ausgesteuert. Den passenden Pegel stelle ich am Lautstärkeregler der Audioquelle ein. Zuletzt wurde das VB Virtual Audio Cable eingesetzt, sodass Audiodateien direkt vom PC aus übertragen werden. Für die weitere Verarbeitung muss das Signal die Typumwandlung Float to Complex durchlaufen. Dann folgt der Rational Resampler, der durch eine Interpolation aus jedem NF-Sample 200 neue Samples erzeugt, um auf die HF-Abtastrate von 4 MHz zu kommen.
Der AM-Sender für 6,78 MHz
Bei der Übergabe an den HackRF Pro werden die Sendefrequenz und die Verstärkung eingestellt. IF Gain reicht bis 47 dB. Hier wurden 20 dB eingestellt, was für eine Verbindung mit dem Antenneneingang des Röhrenradios passend ist. RF Gain betrifft den zuschaltbaren TX-Verstärker, der tatsächlich nur eine konstante Verstärkung liefern kann. Mit 0 dB ist er abgeschaltet.
Mit dem alten Röhrenradio konnte man schon immer ferne Sender auf Kurzwelle hören. Die interessanteren Sender findet man inzwischen auf UKW oder im Internet. Ich höre gern Stationen aus Afrika über das Internet. Jetzt geht das auch mit dem nostalgischen Röhrenradio und seinem wunderbaren Klang.
Bisher wurde nur ein kleiner Teil der unendlich vielen Anwendungen mit dem HackRF Pro getestet. Da warten noch viele spannende Experimente und Entwicklungen. Eines ist aber jetzt schon klar: Der HackRF Pro bringt in vielen Anwendungen eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Vorgängermodell. Die Wartezeit hat sich gelohnt: HackRF Pro stellt eine gelungene Weiterentwicklung dar.
Verbesserungen
Gegenüber dem HackRF One bietet der HackRF Pro einen weiteren Frequenzbereich, verbesserte HF-Eigenschaften wie eine flachere Übertragungskurve und weniger Phantomsignale durch innere Abschirmbleche. Außerdem wurde die Frequenzgenauigkeit mit einem TCXO verbessert. Hinzu kommt die Möglichkeit, Signale mit 40 MHz bei halber Auflösung oder mit einer höheren Auflösung von 16 Bit und weniger Bandbreite abzutasten.Für den HackRF Pro gibt es derzeit noch keine eigene Softwareunterstützung. Man muss ihn als HackRF One initialisieren. Beide Geräte sind kompatibel, und alles, was man bereits für den One entwickelt hat, läuft auch auf dem Pro.
Für die ersten Vergleiche beider Geräte habe ich sie bei gleichen Einstellungen mit SDR Sharp zunächst ohne Antenne betrieben. Der One zeigt in einem 10 MHz breiten Bereich mehrere Phantom-Signale und genau in der Mitte den sogenannten DC-Spike, einen Träger, der dem Mischprodukt bei 0 Hz entspricht. An beiden Rändern steigt das Rauschen deutlich an.
Der HackRF One von 0 MHz bis 10 MHz
Der Pro hält sich bei diesem Test wesentlich besser, da wurde nicht zu viel versprochen. Der DC-Spike ist völlig verschwunden. Das Rauschen an den Rändern ist weniger stark ausgeprägt, sodass man nun recht gut schon ab 100 kHz oder sogar darunter arbeiten kann. Und es gibt fast keine Phantomträger mehr. Lediglich bei 10 MHz sieht man einen starken Träger. In allen höheren Bereichen hat man eine himmlische Ruhe und einen flachen Verlauf.
Der HackRF Pro von 0 MHz bis 10 MHz
Es folgte ein Test mit einer 20 m langen Außenantenne. Um Übersteuerungen zu vermeiden, wurde die Verstärkung auf 24 dB belassen. Bei beiden Geräten erkennt man die Rundfunkbereiche und ein kräftiges CW-Signal im 40-m-Amateurfunkband.
Der HackRF One an der Antenne
Die Phantomträger und der DC-Spike sind beim One inmitten der Nutzsignale deutlich erkennbar, beim Pro dagegen nicht. Auffällig ist, dass der Pro die Nutzsignale bei gleicher Einstellung im Schnitt um 5 dB schwächer anzeigt. Das könnte eine Folge der verbesserten Schutzschaltung gegen Spannungsimpulse am Eingang sein. Man kann bei Bedarf die Verstärkung erhöhen, um das auszugleichen. Von Fall zu Fall ist eine etwas andere Verstärkung optimal, wobei man eine zu hohe Verstärkung an einem deutlichen Anstieg von Mischprodukten erkennt. Insgesamt sind aber beide Geräte erstaunlich übersteuerungsfest, wenn man bedenkt, dass hier eine lange Antenne ohne Vorselektion angeschlossen wurde.
Der HackRF Pro an der Antenne
Signale im GHz-Bereich
Auch wenn meine Vorliebe vor allem der Kurzwelle gilt, habe ich natürlich auch andere Bereiche angesehen. Spannend ist, welche Geräte sich wo tummeln. Ein Babyphone hatte ich vergeblich auf den zuvor bekannten Frequenzen gesucht, um dann herauszufinden, dass es nach dem DECT-Standard bei 1,8 GHz arbeitet. Und ein Walkie-Talkie für Kinder zeigte sich bei 2,4 GHz, genauer bei 2475 MHz. Interessant war auch die Übertragung in Datenblöcken im Abstand von ca. 1 ms. Und das Spektrum ließ darauf schließen, dass hier eine einfache FSK verwendet wurde, wie schon bei den Fernschreibern seit Urgroßvaters Zeiten, aber mit einer deutlich höheren Übertragungsrate.Das Walkie-Talkie bei 2,4 GHz
Das Spektrum der Aussendung in SDR Sharp
GNU Radio
Allein schon mit der Verwendung von SDR Sharp kann man beliebig lange und intensiv durch die Wellen surfen und schauen, was es da zu entdecken gibt. Noch spannender wird es, wenn man eigene Software entwickelt und dabei insbesondere auch die Möglichkeiten eigener Aussendungen auslotet.Dazu bietet sich das freie Programmpaket GNU Radio an. Lange Zeit hatte ich mich da nicht herangetraut, weil ich dachte, das ist nur etwas für Linux-erfahrene Softwarespezialisten. Aber dann wurde mir klar, dass es auch mit Windows geht. Das Zauberwort heißt RadioConda, und dieses Paket gibt es für Windows, Linux und macOS.
Die Komponenten von RadioConda
Das Paket ist sehr umfangreich und erfordert einige Installationszeit. Mit dem RadioConda Prompt kann man dann direkte Befehle an den HackRF schicken. Gqrx ist eine Empfängersoftware, während GNU Radio Companion die grafische Oberfläche von GNU Radio ist.
SSB-Signale erzeugen
Der HackRF Pro hat sich bereits als Empfänger bewährt, wobei im einfachsten Fall SDR Sharp verwendet wird. Das Gerät kann aber auch senden, und da steht SSB an oberster Stelle. Man verwendet in GNU Radio fertige Blöcke, verbindet sie passend und stellt Parameter ein. Der Entwurf wird dann zu einem Python-Programm kompiliert und ausgeführt. Zur Einführung habe ich mir diesen Kurs angesehen.SSB-Erzeugung mit der Hilbert-Transformation
Nach vielen anderen Übungen habe ich mich an einen Vorversuch zum Thema SSB gewagt. Ich verwende zwei Blöcke vom Typ Signal Source, beide sind Sinusgeneratoren. Der obere erzeugt die Trägerfrequenz 10 kHz als komplexes Signal (Signalfarbe Blau) bestehend aus zwei Signalen (I und Q) mit einer Phasendifferenz von 90 Grad. Der untere liefert die Modulationsfrequenz von 1 kHz und steht stellvertretend für das spätere Mikrofonsignal. Dieses Signal ist vom Typ float und besteht aus Realzahlen bis 1.
Das Modulationssignal durchläuft eine Hilbert-Transformation. So werden die komplexen IQ-Signale erzeugt, wobei jede Frequenz genau um 90 Grad in der Phase verschoben wird. Hier passiert das, was ich mal mit einem RC-Phasenschiebernetzwerk zur SSB-Erzeugung versucht habe, aber es passiert wesentlich präziser, weil es auf reiner Mathematik basiert.
Beide komplexe Signale werden dann multipliziert, und zwar Sample für Sample mit der gemeinsamen Taktrate von 32 kHz. So bildet man einen Mischer, oder genauer gesagt zwei Mischer für I und Q. Dabei sollte das fertige IQ-SSB-Signal entstehen. Um es zu sehen, verwende ich den QT GUI Frequency Sink, praktisch eine FFT mit grafischer Ausgabe.
Das Spektrum des erzeugten Signals
Und tatsächlich, bei 11 kHz sehe ich das Signal im oberen Seitenband, der Träger bei 10 kHz ist völlig verschwunden, und das untere Seitenband ist um fast 100 dB unterdrückt. So genau hätte ich das mit Hardware niemals hinbekommen. Der nächste Schritt ist daher mit einem echten Mikrofon und einem Sender im 20-m-Band.
SSB-Sender für 14,150 MHz
Für die Ausgabe verwende ich den Block Osmocom Sink, eine Datensenke, die meine Zwischenfrequenzdaten mit einer Bandbreite von 4 MHz über USB an den HackRF Pro sendet. Dort wird das Signal mit 12 MHz gemischt. Meine ZF liegt bei 2,15 MHz, sodass mein USB-Signal auf 14150 kHz erscheinen soll.
Die Sache wird etwas komplizierter, weil ich jetzt mit zwei verschiedenen Abtastraten arbeiten muss. Die Soundkarte frage ich mit 8 kHz ab. Danach kommt ein Filterblock für den Bereich 300 Hz bis 3 kHz. Dann folgen die Hilbert-Transformation und die FFT-Ausgabe zur Kontrolle.
Mit dem Block Rational Resampler setze ich die Abtastrate von 8 kHz auf 4 MHz um, indem jeweils 500 Werte interpoliert werden. Nur so kann der Mischer (Multiplikation) mit dem ZF-Trägersignal von 2,15 MHz funktionieren. Am Ausgang des Multiply-Blocks steht das fertige SSB-Signal bei 2150 kHz und kann an den HackRF Pro übergeben werden. Die FFT-Anzeige bestätigt, dass ein gutes SSB-Signal im oberen Seitenband erzeugt wurde. Das bedeutet allerdings noch nicht, dass ich schon die besten Einstellungen gefunden habe. Mit mehr Erfahrung wird manches noch verändert werden.
Das erzeugte SSB-Signal im oberen Seitenband
Das Antennensignal wurde mit dem Elektor SDR-Shield und SDR# empfangen. Dabei kann ich mich selbst gut hören, weil das Signal durch alle Puffer und Verarbeitungsschritte um etwa eine Sekunde verzögert erscheint. Ob das noch verbessert werden kann, weiß ich noch nicht. Aber ich kenne das Phänomen aus dem realen Amateurfunk. Wer digital arbeitet, hat immer eine verlängerte Reaktionszeit bei der Umschaltung von Empfang auf Sendung.
Ansonsten sieht das Signal sehr gut aus und hört sich auch perfekt an. Vielleicht müsste man noch etwas bauen, um den Mikrofonpegel mit einer ALC zu optimieren.
Das empfangene Signal
AM-Sender mit GNU Radio
Es geht um dieses alte Röhrenradio. Ich wollte einen AM-Sender mit dem HackRF Pro programmieren und damit eigene Programme auf Mittel- und Kurzwelle übertragen. Als Modulationsquelle nutze ich den Mikrofoneingang am PC. Hier kann entweder ein Mikrofon oder eine andere Quelle angeschlossen werden. Zum Testen verwendete ich zuerst den Kopfhörerausgang eines tragbaren UKW-Radios.Das verwendete Röhrenradio
Der Block Audio Source holt die Daten von der Soundkarte. Diesmal verwende ich eine Abtastrate von 20 kHz, die in der Variablen samp_rate_AF festgelegt ist. Das Programm verwendet eine zweite Abtastrate von samp_rate = 4 MHz für die Datenübergabe an den HackRF Pro. Im Osmocom Sink wird die Ausgabefrequenz festgelegt. Es funktioniert ab 500 kHz, aber hier wurde die ISM-Frequenz 6,78 MHz eingestellt, die für wissenschaftliche Experimente dieser Art zugelassen ist. In diesem Bereich hört man manchmal auch engagierte Schwarzsender, aber hier wird ganz ohne eine Endstufe gearbeitet.
Die Versuche haben gezeigt, dass die begrenzte Bandbreite des Röhrenradios zu einem dumpfen Klang führt, wenn man alle Tiefen voll überträgt. Das Eingangsspektrum wurde deshalb auf den Bereich 200 Hz bis 4,5 kHz beschränkt. Für das Band Pass Filter wurde eine Flankensteilheit von 200 Hz eingestellt. Damit erhält die Modulation einen ausgewogenen Klang.
Dem NF-Signal muss nun eine Gleichspannungskomponente von 0,5 hinzugefügt werden, die den Träger bildet. Wenn das Modulationssignal in den Spitzen bis 0,5 reicht, ist der Sender voll ausgesteuert. Den passenden Pegel stelle ich am Lautstärkeregler der Audioquelle ein. Zuletzt wurde das VB Virtual Audio Cable eingesetzt, sodass Audiodateien direkt vom PC aus übertragen werden. Für die weitere Verarbeitung muss das Signal die Typumwandlung Float to Complex durchlaufen. Dann folgt der Rational Resampler, der durch eine Interpolation aus jedem NF-Sample 200 neue Samples erzeugt, um auf die HF-Abtastrate von 4 MHz zu kommen.
Der AM-Sender für 6,78 MHz
Bei der Übergabe an den HackRF Pro werden die Sendefrequenz und die Verstärkung eingestellt. IF Gain reicht bis 47 dB. Hier wurden 20 dB eingestellt, was für eine Verbindung mit dem Antenneneingang des Röhrenradios passend ist. RF Gain betrifft den zuschaltbaren TX-Verstärker, der tatsächlich nur eine konstante Verstärkung liefern kann. Mit 0 dB ist er abgeschaltet.
Mit dem alten Röhrenradio konnte man schon immer ferne Sender auf Kurzwelle hören. Die interessanteren Sender findet man inzwischen auf UKW oder im Internet. Ich höre gern Stationen aus Afrika über das Internet. Jetzt geht das auch mit dem nostalgischen Röhrenradio und seinem wunderbaren Klang.
Bisher wurde nur ein kleiner Teil der unendlich vielen Anwendungen mit dem HackRF Pro getestet. Da warten noch viele spannende Experimente und Entwicklungen. Eines ist aber jetzt schon klar: Der HackRF Pro bringt in vielen Anwendungen eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Vorgängermodell. Die Wartezeit hat sich gelohnt: HackRF Pro stellt eine gelungene Weiterentwicklung dar.
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