QuadRF: Tile SDR mã nguồn mở với khả năng xây dựng mảng ăng-ten phản hồi tín hiệu từ Mặt Trăng

Một dự án phần cứng mới đầy tham vọng mang tên QuadRF vừa được giới thiệu, mang đến khả năng xây dựng các mảng ăng-ten khổng lồ với mục tiêu ấn tượng: phản hồi tín hiệu từ Mặt Trăng. Đây là một tile Vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm (SDR) 4 ăng-ten, được thiết kế để hoạt động độc lập hoặc kết nối với nhau để tạo thành các hệ thống mảng pha (phased arrays) quy mô lớn.

Tile QuadRF

Sự ra đời của QuadRF đánh dấu một bước tiến thú vị trong cộng đồng đam mê vô tuyến và kỹ thuật vi sóng, nơi việc tiếp cận công nghệ mảng ăng-ten phức tạp trước đây thường đòi hỏi chi phí rất cao.

Tổng quan về QuadRF

QuadRF về cơ bản là một mô-đun "tile" kích thước 13 cm, tích hợp 4 ăng-ten. Nó hoạt động như một viên gạch xây dựng (building block) linh hoạt, cho phép người dùng ghép nối nhiều tile lại với nhau để tạo thành một hệ thống phát sóng mạnh mẽ.

Dự án hướng đến mục tiêu tạo ra một mảng 240 ăng-ten mã nguồn mở, đủ sức mạnh để truyền tín hiệu đến Mặt Trăng và nhận lại tín hiệu phản hồi (Moon bounce).

Các tính năng kỹ thuật chính

QuadRF được trang bị các thông số kỹ thuật ấn tượng dành cho một thiết bị SDR giá rẻ:

• Tần số hoạt động: 4,9 – 6,0 GHz (Băng tần C), hỗ trợ chế độ song công (full-duplex).
• Băng thông: 40 MHz mỗi ăng-ten với độ phân giải 8+8-bit I/Q.
• Công suất và độ nhiễu: Công suất phát 1 W trên mỗi ăng-ten, hệ số nhiễu (NF) khoảng 1,2 dB.
• Phân cực: Phân cực cầu thủ (RHCP) khi phát và phân cực cầu tay (LHCP) khi thu.
• Xử lý: Sử dụng FPGA Lattice ECP5 với độ trễ cực thấp (< 1 ms).
• Đồng bộ hóa: MEMS TCXO với Jitter khoảng 1,4 ps.
• Nguồn cấp: 12V DC (công suất đỉnh khoảng 25W).

Mảng Tile QuadRF

Ứng dụng đa dạng

Nhờ thiết kế module hóa, QuadRF có thể phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau:

Ứng dụng độc lập (Standalone): Khi sử dụng một thiết bị đơn lẻ, QuadRF đóng vai trò như một SDR MIMO 4x4 đa năng. Người dùng có thể ứng dụng nó cho các hoạt động như săn sóng (fox-hunting), xác định phương hướng sóng (DOA), hay khám phá dải tần số RF.

Ứng dụng kết nối (Arraying): Khi kết hợp nhiều tile, hệ thống trở thành một mảng pha công suất cao. Điều này mở rộng khả năng sử dụng sang các lĩnh vực chuyên sâu hơn như:

• Trạm cơ sở mở (Open base station) cho mạng 4G/5G.
• Router Wi-Fi mã nguồn mở.
• Liên kết HD cho drone và truyền thông robot.

Thông tin phát hành và giá bán

Theo thông tin từ nhà phát triển, QuadRF dự kiến sẽ được bán ra thị trường trong thời gian sớm tới với mức giá rất hấp dẫn, dao động từ 49 đến 99 USD (tùy phiên bản cấu hình). Đây là một mức giá dễ tiếp cận so với hiệu năng và tính năng mở rộng mà thiết bị mang lại.

Dự án này hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự sáng tạo trong cộng đồng maker, kỹ sư và các nhà nghiên cứu vô tuyến tại Việt Nam và trên thế giới.