Czy mogę zbudować kamerę o czułości 2,4 GHz?

Chcę zbudować camera obscura jako projekt artystyczny, który produkuje zdjęcia sygnałów WiFi. Na razie pomysł polega na zbudowaniu klatki Faradaya o wymiarach 125 cm x 125 cm x 125 cm (przy użyciu cienkiej miedzianej siatki) z centrowanym otworem (średnica 12,5 cm) i miedzianymi płytkami o wymiarach 20 x 20 jako czujnikami z tyłu. Czy to w ogóle zadziałałoby? Czy dyfrakcja w otworze całkowicie zniszczyłaby obraz? Czy są jakieś możliwe alternatywne podejścia? Dzięki.

Cóż, ma potencjał do działania. Będziesz musiał wyłożyć wnętrze materiałem pochłaniającym fale radiowe, w przeciwnym razie fale przychodzące odbiłyby się po całym miejscu.

Używanie miedzianych płyt do wykrywania mocy RF prawdopodobnie nie jest najlepszym pomysłem. W tym celu poleciłbym użycie rzeczywistych anten Wi-Fi, każda podłączona do filtra pasmowego LNA i pasma 2,4 GHz oraz detektora kryształu lub diody.

Inną (prawdopodobnie lepszą) opcją do rozważenia byłaby konfiguracja macierzy etapowych. Jest to nieco bardziej skomplikowane, ale nie potrzebujesz pudełka ani pianki pochłaniającej fale radiowe. W takim przypadku weźmiesz szereg anten (powiedzmy siatkę 4x4, 8x8 lub 16x16) i podłączysz je do zestawu urządzeń zwanych matrycami Butlera. Matryca kamerdynera jest rodzajem pasywnej sieci formującej wiązkę. Urządzenia te składają się ze sprzęgaczy hybrydowych i przesuwników fazowych rozmieszczonych w taki sposób, że odwzorowują różne „wiązki” poza układem na osobne porty. Zasadniczo chodzi o to, że zachowują się jak obiektyw, z wyjątkiem tego, że ustawianie ostrości odbywa się PO, gdy anteny przechwycą sygnał. W przypadku sieci anten 4x4 każda matryca kamerdynera wymaga 4 łączników hybrydowych, a potrzeba 8 matryc - 4 dla poziomej i 4 dla pionowej. Masz szczęście, że pracujesz na częstotliwości 2,4 GHz - to ” możliwe jest zbudowanie rozsądnych rozmiarów łączników hybrydowych przy tej częstotliwości tylko w miedzi na płytce drukowanej, co umożliwia zbudowanie kompletnej matrycy kamerdynera na jednej płytce PC, bez żadnych elementów poza złączami. Byłoby możliwe zbudowanie 8-portowych lub 16-portowych kamerdynerów (musiało to być moc 2), chociaż im większa matryca, tym bardziej skomplikowana staje się. Sygnały wyjściowe byłyby następnie przekazywane przez LNA, filtry pasmowe 2,4 GHz oraz detektory kryształów lub diod. tym bardziej się komplikuje. Sygnały wyjściowe byłyby następnie przekazywane przez LNA, filtry pasmowe 2,4 GHz oraz detektory kryształów lub diod. tym bardziej się komplikuje. Sygnały wyjściowe byłyby następnie przekazywane przez LNA, filtry pasmowe 2,4 GHz oraz detektory kryształów lub diod.

Obraz połączenia macierzy kameralnej dla matrycy antenowej 8x8:

Możesz mieć szczęście z takim podejściem, które Greg Charvat demonstruje za pomocą detektora radiowego LED i fotografii z długim czasem naświetlania.

Pomysł obscura jest interesujący, ale sprawienie, aby RF zachowało się w ten sposób, brzmi ... trochę szalone ha! Byłoby wspaniale, gdybyś mógł uwzględnić i kontrolować całe ponowne napromienianie i odbicie, które prawdopodobnie miałyby miejsce.

Jeśli jednak uda ci się go uruchomić, na pewno zrobisz rundy na blogach hakerskich!

Niestety nie uda ci się przekroczyć limitu dyfrakcji. Wiemy, że (przynajmniej dla optycznych otworów ) idealna ogniskowa dla danego promienia otworu swynosi s^2/λ, a rozmiar plamki w tej odległości wynosi około0.6 s

Na podstawie tych danych możemy stwierdzić, że dla danej rozdzielczości nz „normalnym” polem widzenia ( określanym njako szerokość lub wysokość obrazu w pikselach) wymagana długość ogniskowej wynosi około 0.5 n^2 λ, a wielkość otworu będzie wynosić 1.3 n λ.

Dla 2,4 GHz długość fali wynosi około 12,5 cm. Dlatego jeśli chcesz uzyskać nawet gęsty obraz 16 × 16, potrzebujesz aparatu o ogniskowej 16 metrów lub 52 stóp!

Ostatecznie prawdopodobnie skończysz na tym, że w przeciwieństwie do światła, możemy łatwo odczytać fazę nadchodzących fal radiowych. Ale w tym momencie projektujesz antenę, a nie kamerę!

Dyfrakcja przez mały otwór o długości fali wypełni tylko obszar za nim. Soczewki otworkowe na światło mają ten sam problem. Twój pomysł zadziałałby, gdybyś go skalował, powiedz, że używałeś stadionu piłkarskiego z metalowym dachem, zrobiłeś dziurę 10 x 10 m w dachu i umieściłeś czujniki na boisku. Niepraktyczne.

Dlaczego nie rozważyć aparatu jednopikselowego? użyj anteny anteny WiFi, skanowanej mechanicznie w otoczeniu, z kartą WiFi rejestrującą siłę sygnału co kilka stopni ruchu. Możesz nakreślić to na panoramicznym zdjęciu sceny, trochę tak, jak nakłada się radio i optyczne obrazy astronomiczne.

Dwie stopy anteny mają szerokość wiązki około 12 stopni przy 2,4 GHz, więc nie będzie to bardzo ostry obraz, ale to podstawowa granica fizyki, która ma zastosowanie do każdej innej prostej konstrukcji kamery.

Chciałem tylko napisać i wspomnieć, że sugestia @tomnexus jest całkiem wykonalna.

Właśnie ukończyłem pierwsze testy podobnego zestawu. Moja konfiguracja korzysta z anteny satelitarnej z LNB, wyszukiwarki satelitarnej (do odbioru siły sygnału), Arduino i małego oprogramowania na PC.

Arduino kontroluje kilka serwomechanizmów i odczytuje siłę sygnału z satfindera. Komputer PC mówi Arduino, dokąd ma zmierzać antenę, a następnie łączy poszczególne odczyty w mapę bitową.

To jest skaner:

Oto widok nieba z mojego domu na południe:

Na tym zdjęciu widać trzy satelity. Wzmocnienie było o wiele za wysokie, więc nie ma żadnych szczegółów. Na normalnym zdjęciu nazwałbyś to „prześwietlonym”. Zauważ, że wzmocnienie było na tyle wysokie, że w prawym dolnym rogu widać odbicie od czegoś widocznego.

To widok w połowie na pół z mojego garażu.

Trudno jest dopasować to, co widzisz na zdjęciu do tego, co widzi skaner. Część po prawej stronie wcale nie przypomina widoku optycznego. Przed płotem stoi rząd puszek na śmieci, ale widok z skanów satelitarnych wygląda dziwnie. Myślę, że pionowe linie po lewej stronie są krawędziami ściany i że naprawdę wyraźna czarna pionowa linia pochodzi ze szczeliny w ogrodzeniu.

Wrócę za kilka dni z kilkoma własnymi pytaniami, jak ulepszyć część z wyszukiwarki satelitarnej. Właśnie podłączyłem napięcie, które normalnie napędza miernik. Działa (oczywiście), ale ma pewien próg, który sprawia, że ​​ciemniejsze obszary stają się po prostu czarne. Najpierw jednak muszę prześledzić obwód.

Powinno być możliwe zbudowanie czegoś takiego dla 2,4 GHz za pomocą anteny kierunkowej (może anteny pringles can?) Z kilkoma serwomechanizmami i prostym detektorem diodowym ze wzmacniaczem dla siły sygnału.

Możliwe jest nawet wykrycie 2,4 GHz za pomocą konfiguracji detektora satelitarnego. Jeśli całość ma wystarczający zysk, a ty jesteś wystarczająco blisko, to może odebrać wystarczającą ilość sygnału poza pasmem, aby wykryć i zmierzyć. Spróbuję również - mam tu WLAN, więc warto się temu przyjrzeć.

Detektor satelitarny SF-95, którego używam jako detektor siły sygnału, jest przystosowany do zakresu od 0,95 GHz do 2,4 GHz, więc powinna istnieć możliwość bezpośredniego podłączenia do niego kanteny WiFi.