HackRF One 与 PortaPack H4

Jun 28, 2026 · 3111 字

去年写过一篇用 GNURadio 搭 HackRF One 做广播接收的折腾记录,当时插着 USB 连电脑玩了大半年,收 FM 广播、看频谱。最近手痒入了一块 PortaPack H4,插上之后 HackRF 瞬间从 PC 外设变成了一台独立手持设备——不用电脑、不用 GNURadio 拖流程图,开机就能用。

PortaPack 本质上是 HackRF One 的扩展背板,自带屏幕、电池、按键和 microSD 卡槽,通过排针直接插在 HackRF 上面。装上之后 HackRF 就不再依赖电脑做信号处理了——PortaPack 内置了一颗 FPGA 配合固件完成基带处理,数据直接存卡或显示在屏幕上。

市面上的 PortaPack 有几个版本:H1 是最早的,屏幕小、没有触摸;H2 和 H2+ 在 H1 基础上加了锂电池充电和触摸屏;H4 则是目前比较新的款式,屏幕更大(3.2 寸),电容触摸,电池管理用了 MAX17055 电量计芯片,看剩余电量比 H2 系列准不少。H4M 是 H4 的一个小改款,区别在于屏幕排线和部分元件布局,固件通用。

烧录固件

HackRF 原厂固件只支持 USB 连接电脑做 SDR 前端,插入 PortaPack 之后需要刷第三方固件才能让屏幕和按键工作。目前社区主流的固件是 Mayhem,它是 Havoc 固件的一个分支,由一群无线电爱好者在维护,更新非常活跃。

Mayhem 的 GitHub 仓库在 portapack-mayhem/mayhem-firmware,Releases 页面有稳定版和每日构建版。稳定版功能完整、Bug 少,适合日常用;nightly 则尝尝鲜,偶尔会有些还在调试中的新功能。

烧录比想象中简单很多,Mayhem 提供了两种几乎零门槛的方式,既不用装驱动也不用敲命令。

方式一:hackrf.app

Mayhem 官方提供了一个 Web 刷写工具 hackrf.app,利用浏览器的 WebUSB API 直接跟设备通信,不用装任何驱动或工具——打开网页、插上线、点几下鼠标就完事。

条件是 PortaPack 已经刷过 Mayhem v2.0.1 以上版本,且用 Chrome 或 Edge 这类支持 WebUSB 的浏览器。

操作流程:

  1. 用数据线把 PortaPack 连到电脑(注意必须是数据线,只充电的线不行),设备保持 Mayhem 正常运行状态,不需要切什么特殊模式
  2. 浏览器打开 hackrf.app,点页面上的 Connect Device
  3. 弹出的设备列表里选 HackRF 点连接,页面顶部会显示 HackRF Connected 并实时截取设备屏幕画面
  4. 往下翻找到 Manage Firmware,选 Stable(稳定版)或 Nightly。也可以上传自己下载的 .ppfw 文件走 Custom 通道
  5. 确认后等待上传写入,设备会自动重启完成更新

整个过程不用拔 SD 卡、不用找固件文件放哪个目录、更不用记什么按键组合。页面还能实时看设备屏幕,刷完当场验证。推荐选 Stable 通道,省心。

刷完记得同步更新 SD 卡内容——Releases 里下对应的 mayhem_vX.Y.Z_COPY_TO_SDCARD.7z,解压覆盖到 SD 卡根目录,保证外置应用和固件版本匹配。

方式二:脚本

如果不想开浏览器,GitHub Releases 页面也提供了 Windows 下的 mayham_flasher.bat 脚本。下载固件压缩包解压后,双击 mayham_flasher.bat 就能自动完成烧录,适合批量操作或者习惯本地工具的人。

两种方式本质上都走的是 Mayhem 固件内置的 USB 串口升级通道,比传统 DFU 模式要按住按钮插 USB 再装 Zadig 驱动的硬核流程方便太多。除非刷黑屏变砖需要救急,一般用不到 DFU 那套。

常用功能

Mayhem 固件内置了几十个应用,从接收、发射到各种实用工具,甚至塞了几个经典游戏进去。

接收类

ADS-B 航空追踪:ADS-B 是民航客机广播自身位置、高度、速度的协议,频率在 1090MHz。PortaPack 上打开 ADS-B 应用就能看到附近飞机的呼号、经纬度、高度和航向,配合瀑布图还能看到信号脉冲。数据可以实时显示,也能存 SD 卡导出回 GIS 软件画航线图。

POCSAG 寻呼机解码:有些内部通信还在用寻呼机,POCSAG 协议完全不加密,PortaPack 收到后直接显示文字内容。频率一般在 150MHz 和 450MHz 附近,用 Scanner 扫一圈很容易找到。

AF 音频接收:最基础也最常用的功能,相当于一台全频段收音机。覆盖 HackRF 能收到的所有频率(1MHz-6GHz),支持 AM、NFM、WFM 解调。收听本地 FM 广播、机场塔台通话、业余无线电中继台都没问题。触摸屏可以直接拖动频谱选台,比传统旋钮方便。

NOAA 气象卫星:接上合适的 V 型双极天线(137MHz),等 NOAA 卫星过顶的时候能收到云图。PortaPack 上 NOAA 应用可以自动捕获 APT 信号并解码成黑白图像,不需要电脑端后续处理。不过效果受天线影响很大,室内基本没戏,得上天台或者开阔地。

SSTV 慢扫描电视:业余无线电爱好者常玩的东西,把图片编码成音频信号传输。国际空间站(ISS)偶尔会 SSTV 下发纪念图片,频率 145.800MHz,用 PortaPack 配合一根合适的天线就能收到。

发射类

Mayhem 固件支持信号发射,但 HackRF 是个未做功率放大的裸 SDR 前端,输出功率极低,在不接功放的情况下几乎没有实用通信距离。发射类应用更多是实验性质——比如 Signal Gen 生成一个正弦波拿来校准其他接收设备,或者用 OOK 编码控制一些简单的 433MHz 遥控插座。

Spectrum Painter:可以把自己画的图案编码成 OFDM 信号发射出去,在频谱仪上能看到图形。

注意:发射务必确认频率在合法范围内,不要干扰正常通信。HAM 频段在持有操作证的情况下可合法发射。

实用工具

Capture / Replay:录制一段 IQ 采样到 SD 卡,然后原样回放出来。这在调试遥控器(比如 315/433MHz 的汽车钥匙、卷帘门遥控)时很有用:先 Capture 录下按键时的信号,再用 Replay 重放测试。

Recon 频谱监测:扫描一段频率范围,把所有活跃信号的时间和频率记录到文件里。适合监控某频段的活动规律,比如想知道某个对讲频段什么时候最热闹,挂一晚 Recon 就可以看出来了。

Freq Manager 频率管理:把常用的频率存成列表,各个接收应用里统一调用。不用每次都手动输频率。

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