Airspy R2 ist ein softwaredefinierter Empfänger (SDR) primär für die VHF- und UHF-Bänder entwickelt, hat es sich seit seiner Markteinführung als Referenzpunkt im mittleren Preissegment von SDR-Hardware etabliert. Im Gegensatz zu herkömmlichen RTL-SDR Im Gegensatz zu den Schlüsselanhängern, die auf einem TV-Tuner mit 8-Bit-Wandler basieren, verwendet der Airspy R2 ein anderes Konzept – er nutzt eine Architektur mit einem Niederfrequenz-ZF-Filter (Low-IF) und einem 12-Bit-Wandler. ADC s vysokým rozlíšením a výkonný ARM procesor Cortex M4F. Výsledkom je prijímač schopný práce v podmienkach, kde lacné dongle zlyhávajú: pri veľkých anténach, v RF-hustom prostredí alebo pri príjme slabých signálov vedľa silných staníc.
Der Hersteller von Airspy – der französische Entwickler Youssef Touil und sein Team – ist auch der Autor der SDR#-Software (SDR Sharp). Hardware und Hauptsoftware wurden somit als eine Einheit entwickelt. Diese Synergie spiegelt sich in Funktionen wider, die bei anderen SDR-Hardware/Software-Kombinationen entweder nicht verfügbar sind oder eine komplizierte Konfiguration erfordern.
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Einzigartige Merkmale des Airspy R2
Oversampling und Auflösung bis zu 16 Bit
Der physikalische ADC des Airspy R2 arbeitet mit einer Auflösung von 12 Bit bei einer Abtastrate von 20 MSPS (effektive Bitanzahl 10,4 ENOB, SNR 70 dB, SFDR 95 dB). Im Oversampling-Modus kombiniert der Empfänger analoge HF- und ZF-Filterung mit Software-Dezimierung und erhöht so die effektive Auflösung auf 16 Bit für Schmalbandkanäle. Für Funkamateure bedeutet dies ein deutlich niedrigeres Grundrauschen und eine höhere Empfindlichkeit beim Empfang schwacher Signale.
Fehlen eines IQ-Ungleichgewichts und eines DC-Offsets
Einer der wichtigsten praktischen Unterschiede zu günstigeren SDRs ist das Fehlen von IQ-Imbalance, DC-Offset und 1/f-Rauschen im Mittenbereich des Spektrums. Diese Artefakte sind ein häufiges Problem von RTL-SDR-Dongles und einigen anderen SDR-Plattformen – in der Panoramaanzeige erscheinen sie als Fehlsignale oder deutliche Rauschanstiege bei der eingestellten Frequenz. Laut Hersteller ist der Airspy R2 frei von diesen Phänomenen, was die Arbeit mit einem Panorama-Spektrumanalysator vereinfacht.
Referenzoszillator mit einer Genauigkeit von 0,5 ppm
Ein integrierter Oszillator mit geringem Phasenrauschen und einer Genauigkeit von ±0,5 ppm gewährleistet langfristige Frequenzstabilität, die für die Dekodierung digitaler Betriebsarten, den Flugfunkempfang oder die FM-DX-Überwachung unerlässlich ist. An den MCX-Anschluss kann ein externes Referenzsignal im Bereich von 10 bis 100 MHz angeschlossen werden – beispielsweise ein GPS-gesteuerter Oszillator (GPSDO) oder ein Rubidium-Standard. Dies eröffnet die Möglichkeit phasenkohärenter Empfangsgeräte.
Panoramaansicht von 10 MHz ohne Aliasing
Der 10-MSPS-IQ-Ausgang ermöglicht die sofortige Anzeige von 10-MHz-Bändern (9 MHz ohne Aliasing). Dies ist besonders nützlich für die Frequenzüberwachung: Der gesamte Frequenzbereich von 108–137 MHz lässt sich in wenigen Schritten, das UKW-Rundfunkband in zwei Schritten überwachen. In Verbindung mit dem Frequenzscanner-Plug-in für SDR# können Trägersignale in einem solchen Band innerhalb weniger Sekunden über das gesamte abgedeckte Band gescannt werden – ohne erneutes Abstimmen.
Bias-T, GPIO und Erweiterbarkeit
Das Airspy R2 verfügt über eine softwaregesteuerte 4,5-V-Bias-T-Schaltung am SMA-Eingang, wodurch ein externer rauscharmer Vorverstärker (LNA) oder ein SpyVerter-Wandler direkt über das Koaxialkabel mit Strom versorgt werden kann. Die Platine bietet außerdem 16 SGPIO-Leitungen, 8 programmierbare GPIO-Pins bis zu 100 MHz, 3 synchronisierte Taktausgänge bis zu 160 MHz und einen JTAG-Anschluss. Für Experimentatoren und Entwickler ist das Airspy R2 eher eine Entwicklungsplattform als ein geschlossenes Endkundenprodukt.
Kompatibilität und Open-Source-Ökosystem
Die Firmware und die libairspy-Bibliothek sind als Open Source auf GitHub verfügbar. Der Empfänger wird in allen gängigen SDR-Softwareumgebungen unterstützt: SDR# (primär), SDR-Konsole, HDSDR, GQRXGNU Radio, SDRangel und andere. Unter Windows Vista und höher funktioniert es sofort – es ist keine Treiberinstallation erforderlich. Unter Linux genügt die Installation des Host-Pakets für Airspy.
Technische Daten des Airspy R2
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Empfangener Frequenzbereich | 24 – 1700 MHz (nativ); erweiterbar auf Gleichstrom mit SpyVerter |
| Rauschzahl (NF) | 3,5 dB (zwischen 42 und 1002 MHz) |
| Maximale Eingangsleistung | +10 dBm |
| IIP3 (Schnittpunkt 3. Ordnung) | +35 dBm |
| ADC-Auflösung | 12 Bit bei 20 MSPS (10,4 ENOB, SNR 70 dB, SFDR 95 dB) |
| Effektive Auflösung (Oversampling) | bis zu 16 Bit für Schmalbandkanäle |
| IQ-Ausgang | 10 MSPS (Standard); 2,5 MSPS (experimentell, Raspberry Pi) |
| Maximale Abtastrate (benutzerdefinierte Firmware) | 80 MSPS |
| Panoramaspektrum | 10 MHz (9 MHz ohne Alias) |
| Prozessor | ARM Cortex M4F @ 204 MHz + dual M0 |
| Referenzoszillator | ±0,5 ppm, geringes Phasenrauschen |
| Externer Referenzeingang | 10 – 100 MHz (MCX-Anschluss) |
| HF-Eingang | SMA, ESD-Schutz bis 30 kV |
| HF-Ausgang (Durchschleifung) | U-FL, ESD-Schutz bis 15 kV |
| Bias-T | 4,5 V, softwaregesteuert |
| GPIOs | 16× SGPIO, 8× programmierbar bis zu 100 MHz |
| Stündliche Produktionsmengen | 3-fach synchronisiert bis zu 160 MHz |
| PC-Schnittstelle | USB 2.0 (Micro-USB) |
| Betriebsstromversorgung | über USB |
| Betriebstemperatur | −10 °C bis +40 °C |
| Treiber (Windows) | nicht erforderlich (Plug-and-Play) |
Praktisches Beispiel: Airspy R2 und SDR#
Das folgende Video demonstriert die Einrichtung und Funktionsweise von Airspy R2 in einer Sharp SDR-Umgebung, einschließlich Firmware-Updates und grundlegender Spektralanzeigekonfiguration.
Hardware- und Softwareanforderungen
Mindestanforderungen an die Hardware
Der Airspy R2 stellt geringe Anforderungen an den Computer: Der Empfänger selbst benötigt weniger als 1 MB RAM. Die Host-Software hingegen benötigt Rechenleistung, insbesondere bei der Echtzeitverarbeitung des 10-MHz-Bandes. Der Hersteller gibt die Mindestanforderungen an: einen Intel Core i3-Prozessor der 3. Generation mit einer Taktfrequenz von 2,4 GHz oder gleichwertig, 2 GB RAM und einen High-Speed-USB-2.0-Controller. Mit einer niedrigeren Abtastrate von 2,5 MSPS kann der Airspy R2 auch auf Raspberry Pi- oder Odroid-Minicomputern betrieben werden – diese Konfiguration eignet sich für spezialisierte Decoderstationen (ADS-B, ACARS, digitale Betriebsarten).
Unterstützte Betriebssysteme
Airspy R2 wird vollständig unter Windows 10 und 11 (damals Vista, 7, 8, 8.1), Linux, *BSD und macOS unterstützt. Unter Windows ist keine Treiberinstallation erforderlich – das Gerät wird automatisch erkannt. Unter Linux muss das Open-Source-Paket libairspy installiert werden. Anschließend funktioniert der Empfänger in den meisten SDR-Anwendungen ohne weitere Konfiguration.
Softwareunterstützung
Die primäre und am besten unterstützte Software ist SDR# (SDR Sharp), die vom Hersteller parallel zur Hardware entwickelt wird. SDR# verfügt über eine modulare Plug-in-Architektur, die Erweiterungen wie CTCSS/DCS-Decodierung, schnelles Band-Scanning (Frequenzscanner), Bandplaner (Bandplan) sowie die direkte Decodierung digitaler Betriebsarten wie DMR und TETRA über entsprechende Plug-ins ermöglicht. Weitere unterstützte Anwendungen sind SDR-Console, HDSDR, GQRX, SDRangel und GNU Radio. Für die professionelle Signalanalyse stehen die kommerziellen Lösungen Krypto500 und Krypto1000 zur Verfügung.
Für Funkamateure sind folgende Kombinationen besonders relevant: SDR# mit Plug-ins für digitale Betriebsarten, GQRX unter Linux für allgemeinen Empfang oder Integration mit WSJT-X resp. JTDX prostredníctvom virtuálneho audio rozhrania pre príjem FT8, FT4 a ďalších slabosignálnych módov na VHF/UHF. Pre sledovanie satelitov vrátane QO-100 je Airspy R2 zaujímavým riešením. QO-100 Downlink liegt im Bereich von 3 cm, was natürlich behoben werden muss. LNB s konverziou do vyhovujúceho rozsahu.
HF-Banderweiterung – SpyVerter
Für den Empfang von HF-Bändern und darunter wird ein zusätzlicher Aufwärtswandler verwendet. SpyVerter R2Der SpyVerter wurde speziell für den Airspy R2 entwickelt und verwendet dasselbe Gehäuse und Bias-T-Netzteil. Er verstärkt das Eingangssignal auf den nativen Frequenzbereich des Airspy R2. Die Erfahrungen mit dieser Kombination sind gemischt – die Ergebnisse hängen von der Qualität der externen Filterung und der SpyVerter-Version ab. Für reinen HF-Empfang ist der dedizierte Airspy HF+ Discovery-Empfänger besser geeignet.
Vorschau: Airspy R2 – ein Blick ins Innere
Das untenstehende Video zeigt detailliert den Aufbau des Airspy R2 und erklärt seine Hardwarearchitektur.
Zusammenfassung
Der Airspy R2 nimmt eine klar definierte Position im SDR-Empfänger-Ökosystem ein: Er ist das ideale Gerät für alle, die die Grenzen von RTL-SDR hinter sich gelassen haben, aber keinen vollwertigen Kommunikationsempfänger benötigen oder investieren können. Seine Hauptvorteile – hoher IIP3 (+35 dBm), niedriges Rauschmaß, keine IQ-Artefakte, 10-MHz-Panoramafenster und präziser Oszillator – sind Merkmale, die im praktischen Einsatz mit einer leistungsstarken Antenne entscheidend sind.
Für Funkamateure bietet der Airspy R2 praktische Anwendungsmöglichkeiten zur Überwachung der VHF/UHF-Bänder, zum DX-Empfang über UKW, zur Dekodierung digitaler Betriebsarten (FT8 über VHF, Satelliten-Downlink, ADS-B, DMR, P25) oder als Zweitempfänger bei Wettbewerben, um die Aktivität auf dem Band zu überwachen, ohne den Haupttransceiver zu belasten. GPIO-Anschlüsse und programmierbare Taktausgänge machen ihn zu einer interessanten Plattform für Entwickler kohärenter Antennenarrays oder experimenteller Peilsysteme.
Die Einschränkung liegt im begrenzten Frequenzbereich ab 1700 MHz, der für manche Anwendungen (z. B. 2,4-GHz-Satelliten-Downlink) einen externen Downconverter erfordert. Die Empfindlichkeit im Frequenzband oberhalb von 1 GHz nimmt allmählich ab, und bei Frequenzen über 1,2 GHz wird eine abgestimmte Antenne mit Vorverstärker empfohlen. Eine weitere praktische Einschränkung ist die Abhängigkeit von einem PC: Anders als im Netzwerk-SPY-Server-Modus, in dem Airspy R2 als über das Netzwerk zugänglicher Fernempfänger fungiert, benötigt es im Feldeinsatz stets einen aktiven Host.
Die Gesamtqualität der Verarbeitung – Aluminiumgehäuse, mehrlagige Leiterplatte, Abschirmung des Lokaloszillators – entspricht der Preisklasse des Geräts und erklärt, warum der Airspy R2 trotz seiner jahrelangen Präsenz auf dem Markt nach wie vor eine der empfehlenswertesten Optionen in der SDR-Experimentier- und Amateurfunk-Community ist.