ESP32-S3 превратили в анализатор спектра 2,4 ГГц с доступом по Wi-Fi HaLow

Приёмный тракт ESP32-S3 из eSpDR alphafox02 перенёс в HaLowScope. Плата - Elecrow ESP32 WiFi HaLow Module: ESP32-S3 с 16 МБ флеш-памяти и 8 МБ PSRAM плюс модуль Quectel FGH100M на чипе Morse Micro MM6108 стандарта 802.11ah. Сеть держит HaLow-модуль в субгигагерцовом диапазоне, поэтому радиотракт самого S3 свободен: для Wi-Fi он не используется и на 2,4 ГГц не излучает. Излучает только HaLow. Прошивка по умолчанию настроена на частотный план США, проверялась со шлюзом Elecrow ThinkNode G4.

Сырые I/Q по такому каналу не прогнать, поэтому спектр считается на плате. Прошивка берёт снимок в 16 384 отсчёта (0,2 мс при 80 млн отсчётов/с, 1 мс при 16 млн), считает оконное БПФ, усредняет или держит пики. В браузер уходит готовая строка в 1-4 КБ. При ~13 кадрах/с это порядка 0,1-0,4 Мбит/с, для HaLow посильно. Страницу со спектром и водопадом открывает любой браузер в сети HaLow, ставить ничего не нужно.

По измерениям автора на тестовой плате:
⚙️ обзор 80 МГц, около 13 кадров/с при БПФ на 2048 точек
⚙️ полный проход 2210-2790 МГц примерно за 0,23 с
⚙️ перестройка за 2,5 мс, если настройка ФАПЧ для этой частоты уже известна, и 25 мс в первый раз

Настройка возможна в пределах 2,21-2,79 ГГц, но по известному источнику проверен только участок 2356-2476 МГц. Уровни в дБ относительно полной шкалы, в дБм не пересчитаны. Сам диапазон HaLow плате не виден.

Фильтр по умолчанию, по измерениям eSpDR, пропускает около 69 МГц: ровно примерно до 25 МГц от гетеродина, минус 5 дБ на 39 МГц, к 55 МГц сигнал пропадает. Края 80-мегагерцового обзора поэтому занижены на несколько дБ, а сильный сигнал за его пределами может завернуться внутрь. Режим 16 млн отсчётов/с получается из 80 млн отбрасыванием четырёх отсчётов из пяти без цифрового фильтра, так что прошивка заодно сужает аналоговый фильтр. Шумовой пол на тестовой плате от этого опустился примерно на 7 дБ.

Главное ограничение то же, что у ESP-SDR в первой публикации: снимки вместо потока. В режиме обзора в обработку попадает меньше одного процента отсчётов, короткие посылки могут проскочить между снимками, отчасти выручает пиковый детектор.

Штатная прошивка платы (веб-камера) без открытых исходников, поэтому перед прошивкой автор советует дважды снять полный дамп флеш-памяти и сверить копии. Пароля у страницы нет: смотреть и перестраивать приёмник может любой, кто достаёт до платы по сети HaLow.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX