Posso construir uma câmera sensível a 2,4 GHz?

Quero construir uma câmera obscura como um projeto de arte que produz fotos de sinais de WiFi. A idéia agora é construir uma gaiola Faraday de 125 cm x 125 cm x 125 cm (usando malha de cobre fina) com um furo centralizado (diâmetro de 12,5 cm) e placas de cobre em forma de disco 20 x 20 como sensores na parte traseira. Isso funcionaria? A difração no buraco destruiria completamente a imagem? Existem abordagens alternativas concebíveis? Obrigado.

Bem, tem potencial para funcionar. Você teria que alinhar o interior com o material absorvente de RF, caso contrário, as ondas entrariam apenas por todo o lugar.

Usar placas de cobre para detectar a potência de RF provavelmente não é a melhor idéia. Eu recomendaria o uso de antenas wifi reais para esse fim, cada uma conectada a um filtro passa-banda LNA e 2,4 GHz e detector de cristal ou diodo.

Outra opção (provavelmente melhor) a ser considerada seria uma configuração de array em fases. Isso é um pouco mais complicado, mas você não precisaria da caixa ou espuma absorvente de RF. Nesse caso, você pegaria uma matriz de antenas (por exemplo, uma grade 4x4, 8x8 ou 16x16) e as conectaria a um conjunto de dispositivos chamados matrizes Butler. Uma matriz de mordomo é um tipo de rede passiva de formação de feixes. Esses dispositivos consistem em acopladores híbridos e deslocadores de fase dispostos de maneira a mapear 'feixes' distintos da matriz para portas separadas. Basicamente, a idéia é que eles agem como uma lente, exceto que o foco é feito APÓS o sinal ser capturado pelas antenas. Para uma grade de antenas 4x4, cada matriz de mordomo requer 4 acopladores híbridos e você precisaria de 8 matrizes - 4 na horizontal e 4 na vertical. Você tem sorte de trabalhar em 2,4 GHz - é ' É possível construir acopladores híbridos de tamanho razoável nessa frequência apenas em cobre em uma placa de circuito, possibilitando a construção de uma matriz de mordomo completa em uma única placa de PC, sem componentes além dos conectores. Seria possível construir matrizes de 8 ou 16 portas de mordomo (tinha que ser uma potência de 2), embora quanto maior a matriz, mais complicado fica. As saídas desses seriam passadas através de LNAs, filtros de banda de 2,4 GHz e detectores de cristal ou diodo. quanto mais complicado fica. As saídas desses seriam passadas através de LNAs, filtros de banda de 2,4 GHz e detectores de cristal ou diodo. quanto mais complicado fica. As saídas desses seriam passadas através de LNAs, filtros de banda de 2,4 GHz e detectores de cristal ou diodo.

Imagem da interconexão da matriz de mordomo para uma matriz de antena 8x8:

Você pode ter alguma sorte com essa abordagem que Greg Charvat demonstra usando um detector de rádio LED e fotografias de longa exposição.

A ideia do obscura é interessante, mas fazer com que a RF se comporte dessa maneira parece ... um pouco louco! Seria incrível se você pudesse explicar e controlar toda a re-radiação e reflexão que provavelmente aconteceriam.

Se você conseguir fazê-lo funcionar, definitivamente fará as rondas nos blogs de hackers!

Infelizmente, você vai encontrar um limite em termos de difração. Sabemos que (pelo menos para furos ópticos ), a distância focal ideal para um determinado raio de furo sé s^2/λe o tamanho do ponto a essa distância é de aproximadamente0.6 s

A partir deles, podemos determinar que, para uma determinada resolução ncom um campo de visão 'normal' (pense nna largura ou altura da imagem em pixels), a distância focal necessária é de cerca 0.5 n^2 λe o tamanho do orifício será 1.3 n λ.

Para 2,4 GHz, o comprimento de onda é de cerca de 12,5 cm. Portanto, se você quiser uma imagem mísera de 16 × 16, precisará de uma câmera com uma distância focal de 16 metros ou 52 pés!

Por fim, você provavelmente acabará usando o fato de que, ao contrário da luz, podemos ler facilmente a fase das ondas de rádio que chegam. Mas nesse ponto você está projetando uma antena, não uma câmera!

A difração através de um pequeno orifício do tamanho de onda apenas preencherá a área atrás dele. As lentes pinhole para luz têm o mesmo problema. Sua ideia funcionaria se você aumentasse a escala, digamos que usou um estádio de futebol com teto de metal, fez um buraco de 10 x 10 m no teto e colocou sensores no campo. Não é prático.

Por que não considerar uma câmera de pixel único? use uma antena parabólica wifi, digitalizada mecanicamente em todo o ambiente, com um cartão wifi registrando a intensidade do sinal a cada poucos graus de movimento. Você pode plotar isso em cima de uma foto panorâmica da cena, um pouco como a maneira como as imagens astronômicas e de rádio são sobrepostas.

Um prato de dois pés tem uma largura de feixe de cerca de 12 graus a 2,4 GHz, portanto não será uma imagem muito nítida, mas esse é o limite fundamental da física, que se aplica a qualquer outro design simples de câmera.

Eu só queria postar e mencionar que a sugestão feita pelo @tomnexus é bastante viável.

Acabei de terminar os primeiros testes de uma plataforma semelhante. Minha configuração usa uma antena parabólica com o LNB, um localizador de satélites (para captar a intensidade do sinal), um Arduino e um pequeno software em um PC.

O Arduino controla alguns servos e lê a força do sinal no visor. O PC informa ao Arduino onde apontar o prato e, em seguida, reúne as leituras individuais em um bitmap.

Este é o scanner:

Esta é a vista do céu voltado para o sul da minha casa:

Você pode ver três satélites nessa imagem. O ganho foi alto demais, então não há detalhes. Em uma foto normal, você chamaria isso de "superexposta". Observe que o ganho foi alto o suficiente para que haja um pouco de reflexo de algo visível no canto inferior direito.

Esta é uma visão que entra e sai da minha garagem.

É difícil combinar o que você vê na imagem com o que o scanner vê. A parte à direita não se parece com a visão óptica. Há uma fileira de latas de lixo na frente de uma cerca, mas a visualização de varredura por satélite parece estranha. Eu acho que as linhas verticais no lado esquerdo são as bordas da parede e que a linha vertical preta realmente clara é de uma lacuna na cerca.

Em alguns dias estarei postando de volta com algumas perguntas sobre como melhorar a parte do localizador de sat. Acabei de usar a tensão que normalmente aciona o medidor. Funciona (obviamente), mas possui algum tipo de limiar que torna as áreas mais escuras apenas pretas. Vou ter que rastrear o circuito primeiro, no entanto.

Deveria ser possível construir algo assim para 2,4 GHz usando uma antena direcional (talvez uma antena possa pringles?) Com alguns servos e um detector de diodo simples com amplificador para a força do sinal.

Pode até ser possível detectar os 2,4 GHz usando a configuração do detector de satélite. Se a coisa toda tiver ganho suficiente e você estiver próximo o suficiente, poderá captar o sinal fora de banda suficiente para detectar e medir. Também tentarei - eu tenho a WLAN aqui, então vale a pena dar uma olhada.

O detector de satélite SF-95 que estou usando como detector de intensidade de sinal é classificado entre 0,95 GHz e 2,4 GHz, portanto, deve ser possível conectar uma cantena WiFi diretamente a ele.