Чи можу я створити чутливу камеру на частоті 2,4 ГГц?

Я хочу створити обскуру камери як арт-проект, який виробляє фотографії сигналів WiFi. Наразі ідея полягає в тому, щоб побудувати Фарадейську клітку розміром 125 см x 125 см х 125 см (використовуючи дрібну мідну сітку) з центрованим отвором (діаметром 12,5 см) і мідними пластинами розміром 20 x 20 в якості датчиків на задній частині. Це взагалі спрацювало б? Чи міг би дифракція в отворі повністю знищити малюнок? Чи можливі альтернативні підходи? Спасибі.

Що ж, це має потенціал для роботи. Вам доведеться вирівняти внутрішню частину з поглинаючим радіочастотним матеріалом, інакше хвилі, що надходять, просто відскакують у всьому місці.

Використання мідних пластин для виявлення потужності РФ, мабуть, не найкраща ідея. Я рекомендую використовувати для цієї мети фактичні антени WiFi, кожна з яких підключена до смугового фільтра LNA та 2,4 ГГц та детектора кристалів або діодів.

Іншим (можливо, кращим) варіантом, який слід розглянути, буде поетапна установка масиву. Це трохи складніше, але вам не знадобиться коробка або пінопоглинальна піна. У цьому випадку ви б взяли масив антен (скажімо, сітка 4х4, 8х8 або 16х16) і з'єднали їх із набором пристроїв, що називаються матрицями Батлера. Матриця Батлера - це мережа формування пасивного променя. Ці пристрої складаються з гібридних з’єднувачів та фазних перемикачів, розташованих таким чином, що вони відображають окремі «промені» з масиву на окремі порти. В основному, ідея полягає в тому, що вони діють як лінза, за винятком фокусування, якщо ПОСЛІ сигнал не захоплюється антенами. Для сітки антен 4x4 кожна матриця дворецьких потребує 4 гібридних з’єднань, і вам знадобиться 8 матриць - 4 для горизонтальних і 4 для вертикальних. Вам пощастило працювати на частоті 2,4 ГГц - це ' s можна створити гібридні муфти розумного розміру на такій частоті просто з міді на друкованій платі, що дозволяє побудувати повну матрицю дворецького на одній платі ПК, без компонентів окрім роз'ємів. Можна було б побудувати 8-портових або 16-портових матриць дворецьких (повинна була бути потужність 2), хоча чим більше матриця, тим вона складніша. Потім виходи цих даних пропускаються через МНК, смугові фільтри 2,4 ГГц та кристало- чи діодні детектори. тим складніше воно стає. Потім виходи цих даних пропускаються через МНК, смугові фільтри 2,4 ГГц та кристало- чи діодні детектори. тим складніше воно стає. Потім виходи цих даних пропускаються через МНК, смугові фільтри 2,4 ГГц та кристало- чи діодні детектори.

Зображення взаємозв'язку масиву Батлера для антенного масиву 8x8:

Можливо, вам вдасться пощастити з таким підходом, який демонструє Грег Чарват, використовуючи світлодіодний радіодетектор та фотографію з довгим експозицією.

Ідея обскури цікава, але змусити РФ так поводитись звучить ... трохи шалений ха! Було б дивовижно, якби ви могли врахувати та контролювати все перепромінення та віддзеркалення, що, можливо, відбудеться.

Якщо ви зможете змусити його працювати, ви обов'язково зробите раунди в хакерських блогах!

На жаль, ви збираєтеся зіткнутися з межею дифракції. Ми знаємо, що (принаймні для оптичних наконечників ) ідеальна фокусна відстань для заданого радіуса отвору sє s^2/λ, а розмір плями на цій відстані приблизно0.6 s

Виходячи з цього, ми можемо визначити, що для заданої роздільної здатності nіз «нормальним» полем зору (подумайте, nяк ширину чи висоту зображення у пікселях) потрібна фокусна відстань приблизно 0.5 n^2 λ, і розмір наконечника буде 1.3 n λ.

Для 2,4 ГГц довжина хвилі становить близько 12,5 см. Таким чином, якщо ви хочете навіть потворне зображення 16 × 16, вам потрібна камера з фокусною відстанню 16 метрів або 52 фути!

Зрештою, ви, ймовірно, в кінцевому підсумку скористаєтеся тим фактом, що, на відміну від світла, ми можемо легко прочитати фазу вхідних радіохвиль. Але в цей момент ви проектуєте антену, а не камеру!

Дифракція через невеликий отвір розміром з хвилями просто заповнить область за ним. Пінголеві лінзи для світла мають ту ж проблему. Ваша ідея спрацювала б, якби ви її масштабували, скажімо, ви використовували футбольний стадіон з металевим дахом, зробили отвір розміром 10 х 10 м у даху та розміщували датчики на полі. Не практично.

Чому б не розглянути камеру з одним пікселем? використовувати антену Wi-Fi, механічно відскановану по всьому навколишньому середовищу, за допомогою wifi-карти, яка записує силу сигналу кожні кілька ступенів руху. Ви можете побудувати це поверх панорамної фотографії сцени, трохи схожої на накладення радіо та оптичних астрономічних зображень.

Двохсторонній посуд має пропускну здатність близько 12 градусів при 2,4 ГГц, тому це не буде дуже чітким зображенням, але це основний обмеження фізики, яке стосується будь-якого іншого простого дизайну камери.

Я просто хотів опублікувати та зазначити, що пропозиція, зроблена @tomnexus, є цілком реальною.

Я щойно закінчив перші випробування подібної установки. У моїй установці використовується супутникова антена з LNB, супутниковий пошук (для підбору сигналу), Arduino та трохи програмного забезпечення на ПК.

Arduino керує парою сервоприводів і зчитує силу сигналу з натурщика. ПК повідомляє Arduino, куди слід націлити страву, а потім збирає окремі показання в растрову карту.

Це сканер:

Це погляд на небо, спрямоване на південь від мого будинку:

На цьому знімку можна побачити три супутники. Коефіцієнт посилення був занадто високим, тому деталей немає. На звичайній фотографії ви називатимете це "над відкритим". Зауважте, що коефіцієнт підсилення був достатньо високим, що в правому нижньому куті трохи відбивається щось, що видно

Це вид з половини на половину мого гаража.

Важко порівняти те, що ви бачите на малюнку, та те, що бачить сканер. Частина праворуч зовсім не нагадує оптичний вигляд. Перед парканом стоїть ряд сміттєвих кошиків, але вигляд скануватого сигналу просто виглядає дивно. Я думаю, що вертикальні лінії з лівого боку - це краї стіни і що дійсно чітка чорна вертикальна лінія - від проміжку в огорожі.

Через декілька днів я відправлю свої запитання про те, як покращити частину пошуку шукачів. Я щойно натиснув на напругу, яка зазвичай веде лічильник. Він працює (очевидно), але має якийсь поріг, завдяки якому темні ділянки просто стають чорними. Мені доведеться спочатку простежити ланцюг.

Потрібно створити щось подібне для 2,4 ГГц, використовуючи спрямовану антену (може, принглу може антена?) З парою сервоприводів та простим діодним детектором з підсилювачем для сили сигналу.

Можливо навіть виявити 2,4 ГГц за допомогою установки супутникового детектора. Якщо у всій справі достатньо посилення, і ви достатньо близько, то може виявитися достатньо сигналу поза діапазону для виявлення та вимірювання. Я також спробую це спробувати - у мене тут WLAN, так що, можливо, варто поглянути.

Супутниковий детектор SF-95, який я використовую в якості детектора силового сигналу, оцінюється від 0,95 до 2,4 ГГц, тому до нього слід мати можливість прямої підключення Wi-Fi.