2002年時，FlexRadio System生產了世界上第一個針對業餘無線電愛好者的軟體定義無線電(SDR)實驗者套件。該套件能夠接收射頻(RF)訊號，將其轉換為數位位元串流，執行所有的訊號調變與解調變功能，並在電腦中以數位訊號處理程序進行，且與傳統無線電最大的差別在於沒有旋鈕。
時至今日，類比技術方面的進步已能夠為業餘無線電愛好者提供一個以往只有商業、政府、以及軍隊使用者負擔得起的新等級無線電。例如使用一組隨插即用的SDR--FLEX-6000 Signature系列就能實現直接數位接收、傳送、建立網路，以及在RF頻譜中實現一次多達八組的接收器功能。此意味著業餘無線電愛好者可在同時間將訊號傳送出去，並對業餘無線電操作最忌諱的訊號互相干擾問題有所助益。
解決類比數位轉換難題 新一代ADC大顯身手
無線電系統業者在開發FLEX-6000時面臨好幾項設計障礙。一直以來，SDR的最大問題 是如何以足夠高的速率與精確度在類比與數位世界中往返。因此，設計人員的第一項挑戰就是找到一個足夠強大，但是又能夠讓業餘無線電愛好者負擔得起的類比數位轉換器(ADC)。設計人員在為一個商業客戶進行一項需要複雜寬頻取樣接收器的計畫時找到了一個可能的解決方案，即透過HF無線電使用窄頻技術。然而，是否真的能夠使用在一個適合業餘無線電的寬頻模型卻是另一個嚴峻考驗。
設計人員在檢視過幾十個選項之後，決定聚焦在亞德諾(ADI)的AD 9467，該元件是一顆快速(245.76每秒百萬取樣)、且可直接設置在天線上、不需要外部緩衝放大器的16位元ADC。在天線連結中將RC訊號直接數位化是一項非常大的優點。基本上，取樣速率範圍越大，就越容易清除不需要的訊號與增強所需要的訊號。當設計人員的取樣頻率達到其倍數時，會出現大量的突波，亦可透過元件供應商進行技術協助，例如將設計人員的設定複製到實驗室當中，將資料進行比較後，即可發現是系統配置比例上的問題或是元件的實際執行狀況有異常。
設計人員選定ADC後，即可建立一組在動態範圍、突波性能，以及相位雜訊等方面都超越窄頻的直接寬頻取樣接收器。設計人員的無線收發器與接收器能夠以0.03M～77MHz以及135M～165MHz的調節建立四到八組獨立的限幅接收器(Slice Receiver)，讓直接RF對數位轉換功能可在100Hz間距下提供如同在2kHz間距下一樣高的動態範圍。由於所有的訊號混頻與濾波都是以數位方式進行，因此不必使用昂貴的濾波器與其他的零件。
此外，設計人員也設置了一組良好的時脈參考器，以確保低相位雜訊；其硬體架構包含一組以983.04MHz運作的超低相位雜訊主要振盪器，以及來自ADI的AD 9512時脈驅動器，該時脈參考器提供了在1kHz偏移下優於-130dBc/Hz以及在100kHz下優於-152dBc/Hz的性能。無線電操作員可收聽到更微弱的訊號與發送更加乾淨的訊號，而傳送的部分也是百分百數位化。透過嵌入高性能ADC與數位類比轉換器(DAC)，未來無線電新產品在發射與接收功能上都超越了傳統無線電。
另一方面，設計人員須建立足夠的運算能力，才能夠從寬頻直接取樣上獲得優勢。設計人員利用賽靈思(Xilinx)Virtex-6現場可編程閘陣列(FPGA)執行所有的數位上升與下降轉換以及頻譜分析，例如中範圍的FLEX-6500能夠進行每秒一百九十一個乘法累加作業以及每秒七十八個浮點作業進行分析。此外，Xilinx FPGA平台也能夠與ADI的資料轉換器進行良好的搭配運作。
擴大無線電應用領域 高效能ADC成關鍵零組件
業餘無線電一直被稱作原始的社群網路。在緊急狀態下，當傳統的電腦網路斷線時，業餘無線電的操作員就會去建立隨意社群網路(Ad-hoc Social Networks)。在發生災難時，業餘無線電往往是唯一能夠與外界聯繫的方法。事實上，無線電在卡崔娜颶風之後協助拯救了許多人的生命。
如圖1所示，透過新模型，我們將網路的建立提升到另一個等級。FLEX-6000系列不需要在廣播網站外接電腦或是使用昂貴的轉接器即可進行遠端作業，對於使用者操作上相當便捷。
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| 圖1 無線電系統透過軟硬體協力合作的運作示意圖 |
每個FLEX-6000都具有一組1Gb的乙太網路連結埠。初期版本的軟體能夠實現家庭網路，但是後續版本則將可從任何地方建立網路，這對於業餘無線電愛好者來說將是一大福音。
事實上，所有在無線電技術方面的突破都是在業餘無線電歷史中的某個適當時機發生，或許在100年後，這社群網路仍然會繼續的成長與發展，而透過新的高性能隨插即用無線電，人們將可以擴大業餘無線電應用範圍。
(本文作者Steve Hicks是FlexRadio Systems工程副總裁，Greg Jurrens為業務與行銷副總裁。)