Puis-je construire une caméra sensible à 2,4 GHz?

Je veux construire une camera obscura comme un projet artistique qui produit des photos de signaux WiFi. L'idée pour l'instant est de construire une cage Faraday de 125 cm x 125 cm x 125 cm (en utilisant un maillage de cuivre fin) avec un trou centré (diamètre de 12,5 cm) et des plaques de cuivre en forme de disque de 20 x 20 comme capteurs à l'arrière. Est-ce que cela fonctionnerait du tout? La diffraction au niveau du trou détruirait-elle complètement l'image? Existe-t-il des approches alternatives envisageables? Merci.

Eh bien, il a le potentiel de fonctionner. Vous devrez recouvrir l'intérieur d'un matériau absorbant les RF, sinon les ondes entrantes rebondiraient partout.

L'utilisation de plaques de cuivre pour détecter la puissance RF n'est probablement pas la meilleure idée. Je recommanderais d'utiliser des antennes wifi réelles à cet effet, chacune étant connectée à un filtre passe-bande LNA et 2,4 GHz et à un détecteur à cristal ou à diode.

Une autre option (probablement meilleure) à envisager serait une configuration de baie en plusieurs phases. C'est un peu plus compliqué, mais vous n'auriez pas besoin de la boîte ou de la mousse absorbant les RF. Dans ce cas, vous devez prendre un réseau d'antennes (disons, une grille 4x4, 8x8 ou 16x16) et les connecter à un ensemble d'appareils appelés matrices Butler. Une matrice de majordome est un type de réseau de formation de faisceau passif. Ces dispositifs sont constitués de coupleurs hybrides et de déphaseurs disposés de telle manière qu'ils mappent des «faisceaux» distincts hors de la matrice vers des ports séparés. Fondamentalement, l'idée est qu'ils agissent comme un objectif, sauf que la mise au point est effectuée APRÈS que le signal soit capté par les antennes. Pour une grille d'antennes 4x4, chaque matrice de majordome nécessite 4 coupleurs hybrides, et vous auriez besoin de 8 matrices - 4 pour l'horizontale et 4 pour la verticale. Vous avez la chance de travailler à 2,4 GHz - c'est ' Il est possible de construire des coupleurs hybrides de taille raisonnable à cette fréquence uniquement en cuivre sur une carte de circuit imprimé, ce qui permet de construire une matrice de majordome complète sur une seule carte PC, sans composants à part les connecteurs. Il serait possible de créer des matrices de majordome à 8 ou 16 ports (la puissance devait être de 2), bien que plus la matrice est grande, plus elle devient compliquée. Les sorties de ceux-ci passeraient alors par des LNA, des filtres passe-bande de 2,4 GHz et des détecteurs à cristal ou à diode. plus c'est compliqué. Les sorties de ceux-ci passeraient alors par des LNA, des filtres passe-bande de 2,4 GHz et des détecteurs à cristal ou à diode. plus cela devient compliqué. Les sorties de ceux-ci passeraient alors par des LNA, des filtres passe-bande de 2,4 GHz et des détecteurs à cristal ou à diode.

Image de l'interconnexion d'un réseau de majordomes pour un réseau d'antennes 8x8:

Vous pourriez avoir de la chance avec cette approche que Greg Charvat démontre en utilisant un détecteur radio LED et une photographie à longue exposition.

L'idée obscura est intéressante, mais faire en sorte que les RF se comportent de cette façon semble ... un peu fou! Ce serait génial si vous pouviez prendre en compte et contrôler tous les re-rayonnements et réflexions qui se produiraient probablement.

Si vous pouvez le faire fonctionner, vous ferez certainement le tour des blogs de piratage!

Malheureusement, vous allez vous heurter à une limite en termes de diffraction. Nous savons que (au moins pour les trous d'épingle optiques ), la distance focale idéale pour un rayon de trou d'épingle donné sest s^2/λ, et la taille du spot à cette distance est d'environ0.6 s

À partir de ceux-ci, nous pouvons déterminer que pour une résolution donnée navec un champ de vision `` normal '' (considéré ncomme la largeur ou la hauteur de l'image en pixels), la distance focale requise est d'environ 0.5 n^2 λ, et la taille du trou d'épingle sera 1.3 n λ.

Pour 2,4 GHz, la longueur d'onde est d'environ 12,5 cm. Ainsi, si vous voulez même une image de 16 × 16, vous avez besoin d'un appareil photo avec une distance focale de 16 mètres, ou 52 pieds!

En fin de compte, vous finirez probablement par utiliser le fait que, contrairement à la lumière, nous pouvons facilement lire la phase des ondes radio entrantes. Mais à ce stade, vous concevez une antenne, pas une caméra!

La diffraction à travers un petit trou de la longueur d'onde ne fera que remplir la zone située derrière. Les verres sténopés pour la lumière ont le même problème. Votre idée fonctionnerait si vous la développiez, disons que vous utilisiez un stade de football avec un toit métallique, faites un trou de 10 x 10 m dans le toit et placez des capteurs sur le terrain. Pas pratique.

Pourquoi ne pas envisager un appareil photo à pixel unique? utilisez une antenne parabolique wifi, balayée mécaniquement à travers l'environnement, avec une carte wifi enregistrant la force du signal tous les quelques degrés de mouvement. Vous pourriez tracer cela au-dessus d'une photo panoramique de la scène, un peu comme la façon dont les images radio et optiques astronomiques sont superposées.

Une parabole de deux pieds a une largeur de faisceau d'environ 12 degrés à 2,4 GHz, ce ne sera donc pas une image très nette, mais c'est la limite fondamentale de la physique, qui s'applique à toute autre conception de caméra simple.

Je voulais juste poster et mentionner que la suggestion faite par @tomnexus est tout à fait réalisable.

Je viens de terminer les premiers tests d'un rig similaire. Ma configuration utilise une antenne parabolique avec LNB, un chercheur de satellite (pour capter la force du signal), un Arduino et un petit logiciel sur PC.

L'Arduino contrôle quelques servos et lit la force du signal à partir du satfinder. Le PC indique à l'Arduino où viser le plat, puis assemble les lectures individuelles dans un bitmap.

Voici le scanner:

Voici une vue du ciel plein sud de ma maison:

Vous pouvez voir trois satellites sur cette image. Le gain était beaucoup trop élevé, donc il n'y a pas de détails. Dans une photo normale, vous appelleriez cela "surexposé". Notez que le gain était suffisamment élevé pour qu'il y ait un peu de réflexion sur quelque chose de visible dans le coin inférieur droit.

Ceci est une vue à moitié dans et à moitié hors de mon garage.

Il est difficile de faire correspondre ce que vous voyez sur l'image à ce que voit le scanner. La partie à droite ne ressemble pas du tout à la vue optique. Il y a une rangée de poubelles devant une clôture, mais la vue de balayage assis semble tout simplement étrange. Je pense que les lignes verticales sur le côté gauche sont les bords du mur et que la ligne verticale noire vraiment claire provient d'un espace dans la clôture.

Je reviendrai dans quelques jours avec mes propres questions sur la façon d'améliorer la partie finder sat. Je viens de puiser dans la tension qui alimente normalement le compteur. Cela fonctionne (évidemment) mais il a une sorte de seuil qui rend les zones plus sombres juste noires. Je dois d'abord retracer le circuit.

Il devrait être possible de construire quelque chose comme ça pour 2,4 GHz en utilisant une antenne directionnelle (peut-être une antenne Pringles?) Avec quelques servos et un simple détecteur de diode avec amplificateur pour la force du signal.

Il pourrait même être possible de détecter le 2,4 GHz à l'aide de la configuration du détecteur de satellite. Si le tout a un gain suffisant et que vous êtes assez proche, il peut capter suffisamment de signal hors bande pour détecter et mesurer. J'essaierai également - j'ai le WLAN ici, donc cela pourrait valoir la peine d'être examiné.

Le détecteur de satellite SF-95 que j'utilise comme détecteur d'intensité de signal est évalué entre 0,95 GHz et 2,4 GHz, il devrait donc être possible de lui connecter directement une cantenne WiFi.