（重磅消息，今早UC规则手册V1.4.0堂堂发布，射频参数和帧格式全都改了，该项目目前仅供参考学习）

（本文主要写于19日，少量写于20日）

前言：

随着完整形态提交时间的结束，我校今年UC资格终于是毫无悬念的挂掉了，飞镖和无人机什么的都没有做好，但是有些东西做都做了，总还是要拿出来晒一下的，征得队长的同意之下，在这里将我们在今年雷达射频方面的工作开源。

开源地址：

https://github.com/dfdtc/RMUC2026_RF

基本情况介绍：

工作环境：

硬件：

两台PlutoSDR（现阶段使用2TX,1RX，2TX用于广播源和干扰源的发射，1RX用于接收干扰波，后续预计还需要1RX作为广播源观测，其他GNURadio支持的设备应该也能在简单修改流图后使用）

一台笔记本电脑（本人使用的电脑配有8845HS，以及24G RAM）

软件环境：

Linux（发行版应该没太大所谓，但是不建议Windows）

GNURadio 3.10.12.0

Libiio（如果你使用PlutoSDR的话）

PCB文件使用KiCAD绘制

底板机械文件使用STEP214，原始文件为SW2021绘制

设计基准：

本设计基于RMUC 2026 比赛规则文件 V1.3.0 和 RMU 2026 通信协议 V1.2.0，基于等距4FSK频偏设计，明确无法适用于组委会正在计划的全新射频规则（参考本人提出的规则答疑 #995）

已完成部分：

数据包生成（已测试）

信号发射（已测试）

干扰源RF信号接收（已测试）并解调到基带信号（已测试）

基带信号通过直接抽样的方式恢复到比特流（已测试，实际环境下效果不稳定）

基带信号通过时钟恢复的方式恢复到比特流（模拟流图已测试，实际环境暂未测试）

基带信号通过correlation的方式识别包头并打标数据段起始点（模拟流图已测试，仍需继续演进，实际环境暂未测试）

RF ANC软件（已测试，模拟测试效果良好，但现实环境效果不佳，暂时放弃）

RF ANC的配套硬件（已测试）

TODO：

二级干扰：

目前还是考虑用一个中频滤波器去过滤二级干扰，使用两个混频器（输入其实还需要一个BPF先选一次频，避免产生镜像干扰，可以用B39431B3710U410），使用多一个Rx通道分别观测干扰波和广播

目前已经订到SJK的SAW IF滤波器SF0177，带宽1.2MHz，不过样片单片167的价格非常贵，交期两周也比较紧，带内插损13dB+意味着需要多一个LNA（个人计划选型QPL9547），而且我怀疑通带到阻带的滚降可能还是不完全能符合预期，建议有能力的队伍赶紧开始研发高分辨率的超外差接收机

三级干扰：

基带域的串行干扰消除，具体操作其实也是先解码干扰波，然后生成一个和干扰波基带信号相位相同幅度相反的基带信号，只能说是可以尝试的方案，可能比RF ANC好做一点？

讨论：

难点：

1，干扰性质与解决方案

一二三级干扰其实性质完全不同，一级干扰是较低功率的临道干扰，二级干扰为大功率临道干扰（而且频谱上很近），而三级干扰为同频干扰；

其中二级干扰需要接收机具有极好的动态范围（系统有效DR>70dB），或具有极好的选频能力（二级干扰的频谱距离广播源仅有500kHz的间隔带，完全过滤需要滤波器在过渡带上具有非常陡峭的滚降），否则干扰可以轻松塞爆常见的SDR（包括但不限于RTL-SDR，LimeSDR，PlutoSDR以及B210），这些SDR设备的ADC仅有12bit，理论DR为72dB，实际仅能达到不到60dB的DR。

对此的解决方案有三种：

1，堆料出奇迹，使用诸如ADRV9009等具有16bit ADC的收发器芯片，或者自制高分辨率的超外差接收机；

2，使用一个抑制能力很强的滤波器过滤掉这一临道干扰，比较理想的滤波器应该是SAW滤波器，而且应该是中频滤波器（相信我，要符合这种抑制性能的433MHz的微带滤波器和腔体滤波器是做不出来的，在这上面仿真了很多次）；

3，RF域上的ANC（但是我没做出来哈哈呜呜呜）

三级干扰是同频干扰，DR的要求还算合理，但是同频干扰本身是一定要降噪的，否则这玩意压在广播源上，理论最高通信速率只有数比特每秒，那么问题就变成了在基带域做还是在射频域做，我们后面一节细讲。

2，射频域ANC

之前其实我是很期待RF ANC这个东西的，毕竟可以一次性解决全部干扰问题，但是事实上我还是没有做出来，目前主要问题是：RF ANC需要精确对齐对消信号和干扰信号的相位和频率，我有点不太清楚应该怎么直接估计出原信号的相位和频率，感觉PLL可能不太行？COSTA环似乎也用不了；对齐相位其实一个PID就可以了，但后者则麻烦一点，因为发射端和接收端的LO肯定不一致，会有细微的频率偏移，PLL也会放大这一差异，如果不匹配二者发射频率，对消信号和干扰信号就会产生拍频，使得ANC无法进行；

我目前想到的办法是先包络检波检查拍频，然后调整基带信号（LO频率调整精度是有限的）去补齐这个频率差异，消除拍频后再匹配相位。

此外一个小tips：RF ANC因为涉及加和，为避免对消信号泄露发射，在混合电桥/合路器之外，还需要两个隔离器（就是环形器的Port 3端接50Ω电阻），一共20*2+20，提供约60dB的隔离度，弗利茨传输公式估算二级干扰需要差不多-34dBm的对消信号，合起来最大泄露功率应该差不多-100dBm，组委会没有规定射频泄露限制，说是“不允许发射”，我估计-100dBm的发射勉强合规？至少不太会对场上信号产生干扰了，实在不行再加一个隔离器，这样泄露发射理论只有-120dBm左右，和9363的本振泄露差不多了；某宝优译有一个80来的430-450MHz的隔离器，价格还算合适；记得给PCB和隔离器打底板，这玩意是需要底板来接地的。

开发踩坑：

自发自收（Example：规则答疑 #1011）

请不要在算法设计和测试时使用同一SDR设备自发自收，因为收发芯片的DAC和ADC来自同一时钟源，无法仿真实际情况可能遇到的收发端本振频率，基带信号采样相位不一致等常见，影响很大但无法避免的情况。

请校准时钟

这个指的是应该在配置PlutoSDR等SDR设备时，应当为每一个设备调试一个精确的XO_correction数值，否则经过PLL后产生的LO可能会有数KHz的偏移，导致频偏整体偏移，这一般不影响解调，但对想要实现RF域ANC的队伍来说可能相当重要。

规则吐槽：

2026是雷达射频子系统的第一年，我非常理解组委会在平衡难度上做出的努力，但是我们也看到组委会在规则上面的严重纠结，包括在规则答疑中新发布的不等距频偏计划，今年的这个规则，特别是干扰消除方面其实异常困难，一举囊括了高速，高动态范围，高功率同频干扰等问题。

让无线电通信和串口通信共用相同的通信协议和帧格式也非明智之举，无线通信和有线通信区别还是挺大的，更麻烦的是非合作通信目标的问题实际上更为严重，无线通信系统往往需要更多的信息来重建采样时钟，而部分通信情况可能使得这一目标难以实现，最典型就是干扰波的密码信息流，时钟恢复算法很难在这种短周期并且低变化的数据流上顺利迭代，correlation算法也因为包头/前导码实在太短而难以识别（0xA5在4FSK系统中只有4个符号，并且还是1, 1, -1, -1这种重叠的符号）；

同时，因为密码支持自定义，刻意构建一个密码（比如“ZZZZZZ”，其结果为0101 1010的循环，前一个1010可以和后一个0101组合为一个0xA5），进一步降低基带信号电平变化率，并混淆帧头位置，导致帧头定位异常以及解码困难。

我们可能需要更长更合理的前导码，以及滚码机制来缓解这一问题。