QuadRF : La caméra RF en temps réel pour visualiser les signaux radio avec Raspberry Pi 5

Selon cnx-software, QuadRF se présente comme une tuile radio définie par logiciel (SDR) 4×4 MIMO, propulsée par un Raspberry Pi 5 SBC. Ce dispositif fonctionne comme une caméra RF en temps réel, offrant aux utilisateurs la possibilité d’analyser les signaux radio qui les entourent à travers un smartphone ou un ordinateur via une application de réalité augmentée.

30 FPS avec Raspberry Pi 5 : une visualisation des signaux radio améliorée

QuadRF détecte les variations dans le temps d’arrivée des signaux grâce à ses quatre antennes cohérentes. Il fournit une superposition RF en direct qui peut être affichée sur un téléphone ou un ordinateur portable à une fréquence de 30 FPS. Les utilisateurs peuvent ainsi observer les signaux provenant d’appareils variés tels que des réseaux Wi-Fi, des caméras sans fil, des drones, des balises et même des émetteurs de laboratoire.

FPGA ECP5 et signal numérique : une architecture avancée à 5,6 Gbit/s

Le QuadRF intègre un Raspberry Pi 5 pour le calcul et le contrôle, associé à un FPGA ECP5 (LFE5U-45F-7BG256I) pour le traitement du signal numérique et la formation de faisceaux. Cette tuile utilise des mélangeurs Analog Devices MAX2850 et MAX2851 pour la conversion ascendante et descendante des signaux. De plus, elle supporte un chemin de données MIPI à 5,6 Gbit/s entre le FPGA RF et le Raspberry Pi 5, offrant ainsi des performances optimisées en temps réel.

Concernant les capacités sans fil, elle propose quatre chaînes de signaux numériques, permettant un fonctionnement en full-duplex, avec une plage de fréquence s’étendant de 4,9 à 6,0 GHz (bande C). Chaque antenne dispose d’une bande passante instantanée maximale de 40 MHz et peut transmettre jusqu’à 1 W de puissance. De plus, les antennes sont interchangeables, bénéficiant d’une double polarisation (RHCP et LHCP).

La version complète du produit inclut le QuadRF Tile, un boîtier magnétique personnalisé avec un panneau avant transparent, quatre antennes interchangeables, un Raspberry Pi 5, un ventilateur de refroidissement, un trépied pour bureau ou mobile équipé d’un support pour smartphone pour la visualisation en AR, ainsi qu’une alimentation USB PD de 27 W, divers câbles et une carte microSD préchargée avec le logiciel conçu pour le dispositif.

Le logiciel de QuadRF est totalement open source et est distribué sous la licence GPLv2. Il inclut une interface graphique WebRF, des pilotes ainsi qu’un accès direct à Linux, notamment via DietPi sur le Raspberry Pi 5. Le système est par ailleurs compatible avec diverses solutions telles que GNU Radio, SoapySDR, et ZeroMQ. La diffusion AR s’effectue sur iOS, Android, ou via un PC. Le logiciel est également disponible sur GitHub, avec des fichiers de conception d’antenne à venir avant la fin du financement participatif. Pour plus de détails, les utilisateurs peuvent consulter la documentation sur le site de MoonRF.

240 antennes et réseaux évolutifs : des possibilités de communication étendues

La conception hexagonale de la tuile QuadRF permet non seulement une esthétique attrayante, mais aussi la possibilité de combiner plusieurs tuiles pour établir des réseaux multiéléments plus puissants. Cela ouvre la voie à des applications telles que la communication Terre-Lune-Terre, la construction de radiotélescopes pour explorer la Voie lactée dans la bande C, ou encore le développement de réseaux maillés spatiaux à longue portée. Les amateurs de radio peuvent également envisager d’utiliser ce système pour des communications avec des satellites en orbite terrestre basse, ou tester de nouvelles plates-formes RF mobiles. Un guide de construction DIY sera disponible prochainement.

Scale RF a débuté une campagne de financement pour le QuadRF sur Crowd Supply, avec un objectif de 100 000 $. Les premières contributions sont fixées à 499 $ pour un kit QuadRF, tandis qu’un pack d’extension mobile est proposé en supplément pour 159 $. Le pack « Six-Pack », qui inclut six PCBA destinées à des expériences sur les réseaux multiéléments, est proposé au tarif de 594 $ et comprend sept câbles MIPI FPC pour des connexions en série. La livraison est gratuite aux États-Unis, avec un coût additionnel de 12 $ pour le reste du monde. Les contributeurs peuvent espérer recevoir leurs récompenses d’ici fin septembre 2026, avec un envoi du pack « Six-Pack » anticipé pour le mois de janvier 2027.