Огляд базових антен, що входять до комплекту HackRF one PortaPack H2
Незважаючи на те, що виробник заявляє певні характеристики для даних антен, команда DronHack вирішила перевірити на відповідність заявленим параметрам всі антени, що входять до базового комплекту. Перевірити посилення антен на жаль ми не можемо, цей тест проводиться виключно в лабораторних умовах. Але визначити діапазони робочих частот для кожної антени ми можемо. Визначаючи рівень SWR (коефіцієнт стоячої хвилі, на оркском "КСВ") кожної антени, можна впевнено говорити про якість її роботи в конкретному частотному діапазоні. Вимірюємо SWR векторним аналізатором GS-320, що працює в діапазоні від 23 до 6200 МГц. Перед вимірюванням калібруємо аналізатор, виставляємо маркери на середині популярних частотах: 900 МГц (Орлан), 1575 МГц (GPS L1), 2450 МГц (середина діапазону Wi-Fi та каналу управління DJI), 5800 МГц (умовна середина частотного діапазону дронів) ). Червона лінія на аналізаторі рівень SWR 1.5. На нашу думку, антена з SWR вище 1.5 вже вважається антеною, що погано працює, якщо SWR дорівнює 2 або більше 2 - це не робоча антена. Працюючи з потужними передавачами та антеною з SWR більше або 2 є всі шанси спалити передавач.
У даному огляді ми розглянемо теоретичну частину, а потім окремо проведемо реальні випробування кожної антени із виміром потужності, що подається на кожну з антени і дальності прийому корисного сигналу.
У базовому комплекті 5 антен:
Антена №1
Антена на магніті. Відкручується від магнітної основи. Довжина антени 29 см, довжина дроту 3 м, роз'єм SMA тато. Злегка гнеться на пружині. За заявою виробника антена працює у частотному діапазоні 700 – 2700 МГц і має посилення 12 dBm.
Висновок: Дана антена абсолютно не працює у частотному діапазоні 700-2700 МГц, що підтверджують тести. Визначити наприклад дрон керований на частоті 2.4 ГГц не вдалося цією антеною. Ця антена працює в частотному діапазоні приблизно від 5 ГГц. На 5.8 ГГц антена працює практично ідеально. У частині посилення з урахуванням частоти 5.8 ГГц цілком можливо відповідає 10-12 dBm. Довжина кабелю 3 метри на частоті 5.8 ГГц вносить значні втрати і може досягати 1.5-2 dBm на метр. З урахуванням того, що кабель гнучкий, він має високі втрати, тому реально якщо дана антена видасть в районі 5 dBm на частоті 5.8 ГГц це буде гідний результат. На практиці всі кабелі які мають у своїй основі жорсткість, мають менший коефіцієнт втрат. Існують дроти містять срібло у складі, але є величезні сумніви, що виробник використовував дорогий кабель для даної антени. Тому зразкове посилення антени ми оцінюємо в районі плюс мінус 5 dBm.
Антена №2
Антена на магніті. Відкручується від магнітної основи. Довжина антени 17 см, довжина дроту 2 м, роз'єм SMA тато. Злегка гнеться на пружині. За заявою виробника антена працює у частотному діапазоні 40 МГц – 860 МГц та має посилення 5 dBm.
Висновок: Незважаючи на заяву виробника, ця антена є широкодіапазонною. Посилення 5 dBi цілком реальність у деяких піках. Антена має адекватне SWR практично у всьому діапазоні. Даною антенно з підсилювачем, що входить в комплект, ідентифікується дрон на відстані 800-900 метрів, висота дрона 150 метрів, в радіусі 360 градусів. Антена була встановлена на даху автомобіля. На низьких частотах і приблизно до 1 - 1.5 ГГц антена повинна працювати добре. Вище за частотою буде менше посилення через втрати в кабелі.
Антена №3
Антена на великому магніті має гумову підкладку. Відкручується від магнітної основи. Довжина антени 13 см, довжина дроту 3 м, роз'єм SMA тато, антена металева та досить важка. За заявою виробника антена працює у частотному діапазоні 700 – 2700 МГц і має посилення аж цілих 35 dBm.
вид
Висновок: антена широкодіапазонна, працює практично у всьому діапазоні, що сканується від 40 до 6000 МГц. Але при цьому варто зважати на той факт, що діаграма спрямованості даної антени може значно відрізнятися в залежності від частоти. За умовчанням дана антена повинна мати кулясту діаграму спрямованості з центром на верхівці антени та працювати в радіусі 360 градусів. У частині посилення, ми ставимо під сумнів посилення 35 dBm, т.к. необхідно враховувати той факт, що при такому посиленні антена з круговою поляризацією повинен мати дуже вузький промінь, буквально кілька градусів, і таке посилення можливе виключно на якійсь конкретній частоті, з урахуванням габаритів антени, то якщо це значення і максимально ближче до частоти 5.8 ГГц. Але виробник не надає діаграм спрямованості, тому говорити про якісь конкретніші параметри складно.
Антена №4
Антена металева, телескопічна, Довжина антени від 13 см до 48 см, роз'єм SMA тато, антена має поворотний механізм і може згинатися під різними кутами. Залежно від довжини антени, вона працює на різних частотах. За заявою виробника антена працює на частоті від 40 до 6000 МГц.
Висновок: найбільш багата антена, яка за заявою виробника повинна працювати в діапазоні до 6 ГГц за фактом на приладі працює дещо в районі 450 МГц. Ця антена швидше за все добре працюватиме з раціями, але чекати від неї якихось серйозних результатів не варто. Змінюючи довжину антени, трохи змінювалося SWR, але в межах до 1 ГГц. Все, що вище, говорить нам, що антена не працює. На практиці, цією антеною виходить емулювати супутники на частоті 1575 МГц з довженою 24 см, але при цьому є затримка в швидкості емуляції. У випадку коли ми використовуємо антену, яка має хороше SWR у частотному діапазоні GPS, у нас спуфінг працює швидше, можна навіть сказати миттєво. При запуску спуфінгу на HackRF і після включаючи дрон, пульт і додаток ми миттєво бачимо 10-12 білих супутників і повідомлення про те, що ми знаходимося в Зоні обмежених польотів (емуляція координат аеропорту). Але з телескопічною антеною потрібен час у відношенні з антеною яка розрахована на 1575 МГц. Як і всі антени, вона працюватиме і на 2.4 ГГц, і на 5.8 ГГц ви зможете щось побачити чи передати. По суті рідко коли буває так, що антена працює тільки в тому діапазоні, в якому вона була розрахована, у будь-якої антени існують гармоніки, та антена щось приймає і можє передавати. Відкритим є питання в тому, наскільки якісно і для яких цілей. Підключати потужні підсилювачі до цієї антени не рекомендується.
Антена №5
Антена пластикова, довжина антени від 16 см, роз'єм SMA тато, антена має поворотний механізм і може згинатися під кутом 45 і 90 градусів. За заявою виробника антена працює на частоті у частотному діапазоні 2.4/5/5.8 ГГц із посиленням 8 dBm
Висновок: Антена відповідає заявленим виробником параметрам. Чітко працює по центру Wi-Fi діапазону (2400-2483 МГц), працює на 5.8 ГГц і працює в районі 5 ГГц, гірше ніж на 2.4 та 5.8 ГГц, але в порівнянні з іншими діапазонами, на яких вона за ідеєю не повинна працювати в районі 5 ГГц SWR у районі 1.5-1.6. Також варто звернути увагу, на фото цього не видно, але у прямому положенні антена краще працює на 2.4 ГГц, при зігнутому під 45 градусів працює краще на частоті 5.8 ГГц. Даний ефект був помічений на практично всіх антенах даного типу, при зміні кута положення антени змінюються параметри. З чим це пов'язано потрібно розбиратися. Щодо роботи в межах інших діапазонів. Незважаючи на те, що антена не повинна працювати від слова зовсім на частоті 1575 МГц, за допомогою цієї антени виходить емулювати супутники. Погано, зі скрипом, але в умовах коли ви втратили антену на 1575 МГц, або у Вас її взагалі немає, ви можете використати такого плану антену, скрутивши її з будь-якого роутера. Головне звернути увагу до роз'єм, він повинен бути зі штирком, тобто папа. Підключати до такої антени підсилювачі, які працюють на частотах відмінних від 2.4, 5 і 5.8 ГГц, вкрай не рекомендується, є всі шанси спалити підсилювач, це пов'язано з тим, що потужність не зможе пройти антену і відобразиться назад у підсилювач, що призведе до його нагрівання. а потім до виходу з ладу. Якщо підсилювач має захист, а таких мало, ви просто його спочатку перегрієте, а потім він згорить. Що стосується посилення, 8 dBm цілком реальне посилення на частоті 5.8 ГГц з урахуванням габаритів, на частоті 2.4 ГГц ставимо під сумнів суб'єктивну думку в районі 5 dBm.
Загальний висновок:
Усі антени робочі. Щодо посилення більше запитань, ніж відповідей. Як базовий набір, щоб сканувати або щось передавати в ефір на радіо аматорському рівні, в межах кількох десятків або сотен метрів хороший. Набір охоплює весь діапазон роботи HackRF, тому може використовуватись для різних цілей. Принаймні на практиці використовую антену №2 виходило ідентифікувати дрон на невеликій відстані з підсилювачем, а антеною №4 емулювати супутники. Також варто звернути увагу, що всі антени мають кругову поляризацію і відносно компактні для мобільного використання. Антени на магніті будуть корисні під час роботи з автомобіля, не треба морочитися з варіантами кріплення. Довжина кабелю 2-3 метри оптимальна, з урахуванням посилення та втрат у кабелі.
