초코볼의 inside Tech

일전에 Raspberry Pi 를 이용하여 ADS-B receiver 를 만든적이 있습니다.

* Hardware | PiAware 로 항공기 추적하기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-PiAware-FlightAware

직접 만들 때에는 Raspberry Pi 부터 시작하여, 안테나, 필터, RTL-SDR dongle 등을 모두 구입해야 했죠.

이후, FlightAware 사에서 완제품을 제공받아 설치한 후로는, RTL-SDR dongle 을 사용하지 않고 있었습니다.

우연한 기회로 이 RTL-SDR 을 이용하여 주파수 스켄이 가능하다는 것을 알게 되었습니다.

* 19 RTL-SDR DONGLES REVIEWED

- https://hackaday.com/2017/09/05/19-rtl-sdr-dongles-reviewed/

* Group ADS-B test: 19 dongles

- http://www.radioforeveryone.com/p/group-ads-b-test-19-dongles.html

원래 RTL-SDR 은 라디오나 TV 수신을 PC 에서도 할 수 있게 만들어진 제품이지만,

기본 기능만 이용해도 주파수 스켄이 가능하게 되어 있습니다.

참고로 SDR 은 Software-Defined Radio 의 약자로,

예전에는 전자 회로나 DSP 를 이용하여 전파를 분석후 video / audio 로 변환 했으나,

요즘은 범용 CPU 를 사용하는 PC 등의 발달로 이 부분을 Software 로 처리할 수 있게 한 개념 입니다.

* Software-defined radio

- https://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_radio

1. Cable

안테나 하나에서 신호를 받아, 신호 열화 없이 각 기기에 분배해 주는 active splitter - multicoupler 를 운용하고 있습니다.

* Hardware | 전파를 copy 해주는 Multicoupler

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-active-splitter-Multicoupler

Multicoupler 인 MCA204M/T 와 RTL-SDR dongle 의 연결시 어떤 케이블이 적합한지 고민해 봤습니다.

일단 선 굵기에 대한 개념이 필요하더군요. 굵은 copper core 를 가지는 선이 당연 신호 전달에 유리합니다.

* LMR / RG comparison

- LMRComparisonChart1.pdf

위의 PDF 의 캡춰본은 아래와 같습니다.

LMR-240 케이블을 채용한 TNC/SMA male 을 구매하려고 했으나 가격이 비싸고,

RG-58 도 충분히 굵고 신호 특성이 좋으니 RG-58 케이블로 제작된 SMA male/female 을 선택했습니다.

* SMA Connector SMA male to SMA female Extension wifi RG58 cable plug to jack antenna cable coaxial cable 1M 3M 5M 8M 10M 12M 15M

- https://www.aliexpress.com/item/SMA-Connector-SMA-male-to-SMA-female-Extension-wifi-RG58-cable-plug-to-jack-antenna-cable/32900471753.html

케이블은 딱 20일만에 잘 도착했습니다.

제가 필요한 것은 양쪽 다 SMA male 이어야 하지만,

향후 확장용으로 필요할지 모르니, SMA male / female 한쌍으로 된 것을 주문했습니다.

추가로, MCA204M/T 와 직접 연결되는 부분은 TNC/SMA female 에 연결되어야 해서 어뎁터가 필요합니다.

pig tail SMA male/male 을 구매해도 되지만, 그 부분에 잡신호가 들어갈 수도 있어, 메탈 어뎁터를 선택했습니다.

다만, pig tail 어뎁터일 경우는 케이블이 구부러지는 힘이 가해질 때, 자연스럽게 구부러지면서 완충해주는 구조이나,

메탈 어뎁터를 쓰면 서로 꽉 물려있는 형태라 자칫 본체 기판과 연결된 부위에 크렉을 발생시킬 수 있으니 주의해야 겠습니다.

좋은 점으로는 외부 신호가 비집고 들어가지 못하므로 신호 특성은 좋겠네요.

* DSHA New Hot SMA Male to SMA Male Plug in series RF Coaxial Adapter Connector

- https://www.aliexpress.com/item/DSHA-New-Hot-SMA-Male-to-SMA-Male-Plug-in-series-RF-Coaxial-Adapter-Connector/32700416436.html

케이블과 같이 주문해서 그런지, 비슷하게 18일만에 도착했습니다.

양쪽 모두 SMA male 로 되어 있어서, SMA male / female 케이블 양쪽을 male 로 바꿔줄 수 있습니다.

RG-58 SMA female 쪽에 연결하면 이렇게 됩니다.

결국 아래 사진처럼 RG-58 양쪽을 모두 SMA male 로 만들어주기 위한 adapter 였습니다.

MCA204M/T 쪽 남아있는 connector 에 50 ohm terminator 를 달아놨던 부분을 빼고 구매했던 RG-58 SMA male 을 연결합니다.

이렇게 되구요.

PC는 아래와 같이 연결하면 물리적인 작업은 끝 입니다.

참고로 Windows 의 장치관리자에서는 SDR dongle 이 "RTL2832U" 로 검색됩니다.

2. Software

RTL-SDR 을 이용하는 프로그램이 어떤게 좋은지를 찾아 봤습니다.

* THE BIG LIST OF RTL-SDR SUPPORTED SOFTWARE

- https://www.rtl-sdr.com/big-list-rtl-sdr-supported-software/

가장 처음에 소개되는 어플이 SDR# (SDR Sharp) 이라는 군요.

괜찮아 보여서 이걸 사용하기로 합니다.

설치 과정은 아래 사이트에 잘 나와 있습니다만, 이 포스트에서도 과정을 따라가 봅니다.

* QUICK START GUIDE

- https://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/

파일은 아래 link 에서 다운로드 받을 수 있습니다.

* Windows SDR Software Package

- https://airspy.com/download/

3. Installation

압축을 풀고 폴더 내부를 살펴 보면, "install-rtlsdr.bat" 파일이 있습니다. 실행시킵니다.

그 뒤, 폴더를 살펴보면 "zalog.exe" 가 생겼습니다.

관리자 실행 권한으로 실행합니다.

Options > List All Devices 를 선택하면, USB 에 연결된 RTL2832U 을 선택할 수 있게 됩니다.

이제야 Device 를 선택할 수 있네요.

오른쪽 밑에 있는 Reinstall Driver 를 누르면 완료됩니다.

4. 실행

사용법은 아래 link 에 있습니다.

* SDRSHARP USERS GUIDE

- https://www.rtl-sdr.com/sdrsharp-users-guide/

이제 본 프로그램인 "SDRSharp.exe" 을 실행시키면 프로그램이 실행됩니다.

여기서 "RTL-SDR (USB)" 를 선택하면 신호을 받기 시작합니다.

마지막으로 톱니바퀴 모양의 옵션에서 RF Gain 을 37.2 dB 로 맞추는 것을 잊지 마세요.

가장 궁금한 인천공항 관제탑과의 신호를 잡아 봅니다.

인천공항에서 사용되는 주파수는 다음과 같습니다.

* 인천국제공항/항행 시설

- https://namu.wiki/w/%EC%9D%B8%EC%B2%9C%EA%B5%AD%EC%A0%9C%EA%B3%B5%ED%95%AD/%ED%95%AD%ED%96%89%20%EC%8B%9C%EC%84%A4

개뿔. 공항과 멀어서 그런지 신호가 살짝 뜨긴 하는데 음성이 거의 들리지 않습니다.

운이 좋으면 한문장 들릴까 말까.

마침, 가지고 있던 transceiver VX-8D 의 안테나 연결부가 SMA female 이라 연결이 가능했습니다.

VX-8D transceiver 에 대해서는 아래 글을 참고해 주세요.

* Hardware | VX-8D transceiver 간단 사용기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-VX8D-transceiver-simple-usage

잔뜩 잡음만... ㅠㅠ

증폭기를 고려해야 하나...

동일 시간대에 집에서 비교적 가까운 인천공항과 비행기들의 교신을 아래 Live ATC 사이트에서 확인해 봤습니다.

* LiveATC.net LLC

- https://www.liveatc.net/search/?icao=rksi

엄청 교신이 많이 이루어 지고 있었네요.

아침 이른시간이라 그런지 실제 공항 모습도 정신없어 보였습니다.

Air band 교신은 공항에서 멀어 힘들더라도 일반적인 신호들도 잡을 수 있으니, 라디오 방송국 신호를 잡아봅니다.

잘 잡히네요.

이 프로그램의 좋은 점은, 주파수를 정확하게 설정하지 않아도 주변 주파수에서 신호가 있을 시,

파형이 떠서 쉽게 그 주파수로 점프할 수 있습니다.

이게 주파수 스켄이라고 하는군요. 흠흠...

소방서나 경찰 주파수 대역도 궁금해서 오갔으나 뜨는게 없어서 실패.

요즘은 VHF-TRS (디지털) 방식을 사용하여 도청이 불가능하다고 하네요. 

FIN

안테나가 지상 5층에 설치되어 있어, 신호가 세지 않은 전파는 잘 못잡는것 같아 증폭기가 있어야 할 것 같네요.

참고로 안테나를 통해 ADS-B 신호를 잡기 위해 아래 filter 가 설치되어 있었더니, audio 신호는 다 필터링 해버리더군요.

Voice 통신을 듣기 위해서는 아래같은 필터를 제거하고 들으면 됩니다.

항공관제 통신을 청취할 수 있는 transceiver 로는 여러가지가 있지만,

디자인과 기능성을 고루 갖춘 기기로는, 개인적으로 Yaesu (미국/유럽에서는 Standard 브렌드) 의 VX-8D 라고 생각합니다.

저는 구입할 여력이 안되지만, 가까운 분의 배려로 사용할 기회를 얻었습니다.

1. 외관

제품 기본 구성품에 포함된 안테나를 결합한 기본 모습 되겠습니다.

너무 이쁘군요.

기본 사용법은 인터넷에 올라간 PDF에 잘 공개되어 있습니다.

* Manual

- EN : ysu-vx-8dr.pdf

- JP : VX-8D_OM_JPN_EH029M057.zip.001VX-8D_OM_JPN_EH029M057.zip.002

(일본어 버전은 10MiB 를 넘어가는지라 7zip 으로 분할 압축 하였습니다)

- JP upgrade part : VX-8_up-ver_J.pdf

2. unboxing

박스 개봉샷들 입니다.

여러가지 대역을 커버하며, 기본 방수가 됩니다.

일본 관서지방 - 오사카, 나고야 있는 지역에 자리잡은 회사 - Yaeu 사의 제품입니다.

두꺼운 설명서와 함께 제품이 꽉 차게 들어 있습니다.

정작 본체의 크기는 작습니다.

충전은 다행히 프리볼트 이군요.

본체샷 입니다.

정말 깔끔한 모양과 컴팩트한 사이즈, 그리고 무엇보다도 디자인이 다른 트렌시버들과 비교하여 제일 멋집니다.

리튬이온 밧데리 입니다.

풀로 사용하면 한시간 정도인것 같습니다.

야외의 사용을 생각하면, 별매의 대용량 밧데리와 고속 충전 전용 크레들이 꼭 필요해 보입니다.

GPS와 외부 마이크도 별도로 구매해 연결할 수 있습니다.

내부 기판에 직접 Bluetooth 모듈도 부착하여 소리를 Bluetooth 기기로 보낼 수도 있습니다.

모든 옵션을 갖추면 정말 멋진 구성이 됩니다만, 저는 아직 그럴 여유는 없습니다.

가장 괜찮은 구성은 다음 사진과 같습니다.

나중에 여유가 되면 꼭 다 구매해 보고 싶은 구성입니다.

고속 충전 크레들과 결합시키면 고정형으로 사용할 수도 있다네요.

위 사진은 꿈의 시스템 입니다.

3. 안테나

기본 구성품에 안테나도 있습니다만, 그리 성능이 좋지는 않고 기본만 한다고 합니다.

본체를 구입할 수는 없었지만, 안테나만은 구입해 보기로 합니다.

Amazon 에서는 17 USD 로 팔리는 물건입니다만, AliExpress 에서는 5 USD...

물론 동일한 성는은 아니겠지만, 나름 사용할 만 하다고 봅니다.

* Original Nagoya NA-771 SMA-M Male Dual Band Soft 144/430MHz Antenna for Baofeng UV-3R For Yaesu VX-3R VX-7R For TYT

- https://www.aliexpress.com/item/Original-Nagoya-NA-771-SMA-M-Male-Dual-Band-Soft-144-430MHz-Antenna-for-Baofeng-UV/32815917664.html

충격을 받아도 되는 제품인지라, 대충 비닐 포장으로 왔습니다.

정품과의 구별을 못하겠...

안테나가 낭창낭창 하여 잘 구부려집니다.

표기도 NA-771. 이것도 중국으로 기술 이전(?) 된 제품인 것이죠.

연결은 본체의 SMA female connector 에 연결하면 됩니다.

길이도 길어서 믿음이 갑니다.

길어도 낭창낭창 재질 덕분에 메신저 백의 스트렙에 안테나를 묶어도 전혀 문제 없어 보입니다. 

4. 공항

통신이 이루어지는 공항 근처에서 사용하면 바로 교신을 잡을 수 있습니다.

출장 가는 길에 찍은 것이라 비행기 타기 전 시간이 없어, 날씨 및 바람의 정보를 계속 흘러 보내는 주파수를 맞춰 들어 봤습니다.

김포공항에서 317.8 MHz 주파수 입니다.

도착한 공항은 동경의 하네다 공항 입니다.

하네다 공항에서는 정말 통신이 잘 잡히더군요.

아래는 하네다 공항의 주파수 사용 리스트 입니다.

125.1 MHz 와 118.1 MHz 를 동시에 들을 수 있습니다.

다만, 공항에서 동영상을 찍어도 주위 소리때문에 소리를 잘 주울 수 없었습니다.

공항에서 떨어져 있지만, 동경 번화가인 신주꾸의 호텔에서 교신을 잡아 봤습니다.

호텔방의 높이가 있어서 인지, 공항과 떨어져 있어도 그 주위를 지나가는 비행기의 교신은 잘 잡혔습니다.

다만, 공항 관제탑 목소리는 뭉개져서 아쉽네요.

나중에 따로 소리를 뺄 수 있어, 소리를 잘 잡히는 녹화가 가능하게 되면 다시 동영상 찍어서 올려 보겠습니다.

이상, airband 를 위한 transceiver VX-8D 간단 사용기를 마칩니다.