Tôi có thể xây dựng một máy ảnh nhạy ở 2,4 GHz không?

Tôi muốn xây dựng một camera tối tăm như một dự án nghệ thuật tạo ra các bức ảnh về tín hiệu WiFi. Ý tưởng bây giờ là xây dựng một lồng Faraday 125cm x 125cm x 125cm (sử dụng lưới đồng tốt) với một lỗ ở giữa (đường kính 12,5cm) và các tấm đồng hình đĩa 20 x 20 làm cảm biến ở phía sau. Điều này sẽ làm việc ở tất cả? Nhiễu xạ tại lỗ sẽ phá hủy hoàn toàn bức tranh? Có bất kỳ phương pháp thay thế có thể tưởng tượng? Cảm ơn.

Vâng, nó có tiềm năng để làm việc. Bạn sẽ phải xếp hàng bên trong bằng vật liệu hấp thụ RF, nếu không các sóng tới sẽ dội lại khắp nơi.

Sử dụng các tấm đồng để phát hiện nguồn RF có lẽ không phải là ý tưởng tốt nhất. Tôi sẽ khuyên bạn nên sử dụng ăng-ten wifi thực tế cho mục đích đó, mỗi cái được kết nối với bộ lọc băng thông LNA và 2,4 GHz và bộ phát hiện tinh thể hoặc diode.

Một tùy chọn khác (có thể tốt hơn) để xem xét sẽ là thiết lập mảng theo giai đoạn. Điều này phức tạp hơn một chút, nhưng bạn sẽ không cần hộp hấp thụ bọt hoặc RF. Trong trường hợp này, bạn sẽ lấy một mảng ăng-ten (giả sử, lưới 4 x 4, 8 x 8 hoặc 16x16) và kết nối chúng với một bộ thiết bị gọi là ma trận Butler. Ma trận quản gia là một loại mạng hình thành chùm thụ động. Các thiết bị này bao gồm các bộ ghép lai và bộ dịch pha được bố trí sao cho chúng ánh xạ các "chùm" riêng biệt ra khỏi mảng thành các cổng riêng biệt. Về cơ bản, ý tưởng là chúng hoạt động giống như một ống kính, ngoại trừ việc lấy nét được thực hiện SAU khi tín hiệu bị bắt bởi ăng ten. Đối với một mạng ăng ten 4 x 4, mỗi ma trận quản gia cần có 4 bộ ghép lai và bạn sẽ cần 8 ma trận - 4 cho chiều ngang và 4 cho chiều dọc. Bạn may mắn được làm việc ở tốc độ 2,4 GHz - nó ' có thể xây dựng các bộ ghép lai có kích thước hợp lý ở tần số đó chỉ bằng đồng trên bảng mạch, giúp có thể xây dựng một ma trận quản gia hoàn chỉnh trên một bảng PC duy nhất, không có thành phần nào ngoài các đầu nối. Có thể xây dựng các ma trận quản gia 8 cổng hoặc 16 cổng (phải là lũy thừa 2), mặc dù ma trận càng lớn thì càng phức tạp. Đầu ra của những thứ này sau đó sẽ được chuyển qua LNA, bộ lọc băng thông 2,4 GHz và máy dò tinh thể hoặc diode. nó càng phức tạp hơn Đầu ra của những thứ này sau đó sẽ được chuyển qua LNA, bộ lọc băng thông 2,4 GHz và máy dò tinh thể hoặc diode. nó càng phức tạp hơn Đầu ra của những thứ này sau đó sẽ được chuyển qua LNA, bộ lọc băng thông 2,4 GHz và máy dò tinh thể hoặc diode.

Hình ảnh kết nối mảng quản gia cho mảng ăng ten 8x8:

Bạn có thể gặp may mắn với cách tiếp cận này mà Greg Charvat thể hiện bằng cách sử dụng máy dò radio LED và chụp ảnh phơi sáng lâu.

Ý tưởng khiêu dâm rất thú vị, nhưng khiến RF hành xử theo cách đó nghe có vẻ ... hơi điên ha! Thật tuyệt vời nếu bạn có thể giải thích và kiểm soát tất cả các bức xạ lại và sự phản chiếu có thể sẽ xảy ra.

Nếu bạn có thể làm cho nó hoạt động, chắc chắn bạn sẽ thực hiện các vòng trên blog hack!

Thật không may, bạn sẽ chạy lên chống lại một giới hạn về nhiễu xạ. Chúng tôi biết rằng (ít nhất là đối với lỗ kim quang ), độ dài tiêu cự lý tưởng cho bán kính lỗ kim đã cho slà s^2/λvà kích thước điểm tại khoảng cách này là khoảng0.6 s

Từ những điều này, chúng ta có thể xác định rằng đối với độ phân giải nhất định nvới trường nhìn 'bình thường' (nghĩ nlà chiều rộng hoặc chiều cao của hình ảnh tính bằng pixel), độ dài tiêu cự cần thiết là khoảng 0.5 n^2 λvà kích thước lỗ kim sẽ là 1.3 n λ.

Đối với 2,4 GHz, bước sóng khoảng 12,5 cm. Do đó, nếu bạn muốn thậm chí là một hình ảnh 16 × 16, bạn cần một máy ảnh có tiêu cự 16 mét, hoặc 52 feet!

Cuối cùng, có lẽ cuối cùng bạn sẽ sử dụng thực tế là, không giống như với ánh sáng, chúng ta có thể dễ dàng đọc được pha của sóng vô tuyến tới. Nhưng tại thời điểm đó, bạn đang thiết kế một ăng-ten chứ không phải máy ảnh!

Nhiễu xạ qua một lỗ nhỏ có kích thước bước sóng sẽ chỉ lấp đầy khu vực phía sau nó. Ống kính pinhole cho ánh sáng có cùng một vấn đề. Ý tưởng của bạn sẽ có hiệu quả nếu bạn mở rộng nó, nói rằng bạn đã sử dụng một sân bóng đá có mái bằng kim loại, tạo một lỗ 10 x 10 m trên mái nhà và đặt các cảm biến trên sân. Không thực tế.

Tại sao không xem xét một camera pixel? sử dụng ăng-ten đĩa wifi, quét cơ học trên môi trường, với thẻ wifi ghi cường độ tín hiệu mỗi vài độ chuyển động. Bạn có thể vẽ nó lên trên một bức ảnh toàn cảnh của cảnh, giống như cách mà các hình ảnh thiên văn và radio được phủ lên.

Một đĩa hai chân có độ rộng khoảng 12 độ ở 2,4 GHz, vì vậy nó sẽ không phải là một hình ảnh rất sắc nét, nhưng đó là giới hạn cơ bản của vật lý, áp dụng cho bất kỳ thiết kế máy ảnh đơn giản nào khác.

Tôi chỉ muốn đăng và đề cập rằng đề xuất của @tomnexus là hoàn toàn khả thi.

Tôi vừa hoàn thành các thử nghiệm đầu tiên của một giàn tương tự. Thiết lập của tôi sử dụng đĩa vệ tinh với LNB, công cụ tìm vệ tinh (để lấy cường độ tín hiệu), Arduino và một phần mềm nhỏ trên PC.

Arduino điều khiển một vài động cơ servo và đọc cường độ tín hiệu từ satfinder. PC nói với Arduino nơi nhắm món ăn, sau đó lắp ráp các bài đọc riêng lẻ thành một bitmap.

Đây là máy quét:

Đây là khung cảnh bầu trời hướng về phía nam từ nhà tôi:

Bạn có thể thấy ba vệ tinh trong bức tranh đó. Mức tăng đã tăng quá cao, vì vậy không có bất kỳ chi tiết nào. Trong một bức ảnh bình thường, bạn gọi đó là "phơi sáng quá mức." Lưu ý rằng mức tăng đã đủ cao để có một chút phản xạ của một cái gì đó có thể nhìn thấy ở góc dưới bên phải.

Đây là một góc nhìn một nửa và một nửa ra khỏi nhà để xe của tôi.

Thật khó để khớp những gì bạn nhìn thấy trong ảnh với những gì máy quét nhìn thấy. Phần bên phải hoàn toàn không giống với chế độ xem quang. Có một hàng thùng rác ở phía trước hàng rào ở đó, nhưng chế độ xem sat quét trông có vẻ lạ. Tôi nghĩ rằng các đường thẳng đứng ở phía bên trái là các cạnh của bức tường và đường thẳng đứng màu đen thực sự rõ ràng là từ một khoảng trống trong hàng rào.

Tôi sẽ đăng lại trong một vài ngày với một số câu hỏi của riêng tôi về cách cải thiện phần tìm kiếm sat. Tôi vừa chạm vào điện áp thường lái đồng hồ. Nó hoạt động (rõ ràng) nhưng nó có một số loại ngưỡng làm cho các vùng tối hơn chỉ chuyển sang màu đen. Tôi sẽ phải theo dõi các mạch đầu tiên, mặc dù.

Có thể xây dựng một cái gì đó tương tự cho 2.4GHz bằng cách sử dụng ăng-ten định hướng (có thể là ăng-ten có thể là ăng-ten?) Với một vài động cơ servo và bộ dò diode đơn giản với bộ khuếch đại cho cường độ tín hiệu.

Thậm chí có thể phát hiện 2.4GHz bằng cách sử dụng thiết lập máy dò vệ tinh. Nếu toàn bộ vật có đủ mức tăng và bạn đủ gần, thì nó có thể thu đủ tín hiệu ngoài băng để phát hiện và đo. Tôi cũng sẽ thử điều đó - Tôi đã có mạng WLAN ở đây, vì vậy điều đó có thể đáng xem.

Máy dò vệ tinh SF-95 mà tôi đang sử dụng làm máy dò cường độ tín hiệu được đánh giá từ 0,95GHz đến 2,4 GHz, do đó có thể kết nối trực tiếp một cantenna WiFi với nó.