Existe-t-il une visionneuse RF comme une caméra thermique?

Je sais donc que des caméras thermiques sont vendues. Les policiers / pompiers les utilisent tout le temps. Vous pointez votre petite boîte noire à main sur un buisson et vous pouvez voir s'il y a une créature vivant là-bas ou dans une zone de brûlure et voir où sont les points chauds.

Existe-t-il un appareil qui fera de même pour les signaux RF? VHF jusqu'à 2,4 GHz Je pensais que ce serait une grande aide pour localiser le bruit RF dans un environnement sensible.

Je trouve donc très intéressant que toutes les réponses jusqu'à présent semblent penser en termes de technologie radio pré-1900. Afin de penser de manière productive aux techniques d'imagerie radio portables ou de taille raisonnable, vous devez penser un peu différemment.

La façon de recevoir des ondes électromagnétiques est de produire un matériau opaque et absorbant à la longueur d'onde. Ensuite, les ondes absorbées doivent être converties en un signal électrique à mesurer. Il y a plusieurs façons de le faire: par exemple avec la lumière visible, les photons simples ont plus qu'assez d'énergie en eux pour exciter les électrons dans certaines structures cristallographiques. Donc, tout ce que vous devez faire est de fabriquer un matériau en vrac relativement conducteur qui est opaque à votre longueur d'onde spécifique et toute la lumière de cette longueur d'onde frappant le matériau aura une chance (importante) de générer un électron.

Les radiofréquences ont une longueur d'onde beaucoup plus longue et, par extension, ont beaucoup, beaucoup moins d'énergie. L'énergie et la longueur d'onde sont une relation proportionnelle inverse, comme l'a dit Andy: 300 millions de fois moins d'énergie. Ce n'est pas suffisant pour exciter des électrons hors de la bande de valence des atomes, même si vous y jeteriez des densités d'énergie radiative extrêmement élevées. Absorber ces photons n'est pas un problème, l'astuce consiste à convertir les photons en un signal électrique.

Soit dit en passant, c'est une erreur que vous avez besoin d'un matériau qui est physiquement plus grand que la longueur d'onde pour l'absorber. Par exemple, les molécules d'eau sont extrêmement douées pour absorber les ondes radio, même si elles sont de plusieurs ordres de grandeur plus petites.

Le moyen le plus simple et le plus intuitif est de prendre une antenne qui fait exactement une longueur d'onde. Cette antenne réagira uniquement à la composante magnétique de l'onde électromagnétique (qui ont toutes deux la même longueur d'onde), et l'antenne réagira comme un inducteur à haute impédance, créant un courant à partir du champ magnétique induit. L'antenne ayant exactement la longueur d'onde, elle est résonante et va créer le plus grand signal possible à partir de ces photons. C'est une physique extrêmement basique.

Cependant, vous n'avez pas besoin de regarder les photons comme des ondes tout le temps. Ils se comportent toujours comme des particules, et vous pouvez en «attraper» même si vous avez une surface beaucoup, beaucoup plus petite. Une façon de le faire est de créer une antenne sur laquelle les ondes incidentes rebondiront environ deux fois, augmentant efficacement la longueur du chemin jusqu'à ce qu'elle atteigne la longueur d'onde du photon. De cette façon, vous obtenez toujours les mêmes propriétés d'absorption et de résonance magnétique de l'antenne, mais avec une taille physique beaucoup plus petite. Ce sont les antennes que nous utilisons de nos jours dans les téléphones mobiles, communément appelées `` antennes fractales '' (la forme est dérivée des fractales pour maximiser la longueur du trajet dans toutes les directions du rayonnement incident).

Mais ce n'est pas encore le plus petit qu'on puisse obtenir un détecteur. Il est possible de régler activement un très petit morceau de matériau absorbant, et il est possible de le rendre absorbant dans une direction spécifique. De cette façon, seuls les photons émanant d'un angle solide relativement petit seront absorbés dans le détecteur. Cela se fait à nouveau par résonance - un circuit résonnant à environ la fréquence de la lumière est connecté à un matériau radio-opaque conducteur, et lorsque le rayonnement est incident, le point de résonance se déplace, indiquant la réception.

Tout cela signifie qu'il n'est pas nécessaire, comme beaucoup le penseront, de disposer de capteurs gigantesques pour «visualiser» les ondes radio. Cependant, les capteurs ne seront jamais aussi petits que les capteurs d'imagerie en lumière visible. Même si vous pouvez `` tromper '' les lois optiques normales et avoir des angles de vision plus petits avec des optiques plus petites que ce à quoi vous vous attendez d'Airy, la quantité d'énergie contenue dans le rayonnement limite sérieusement la qualité de l'image sur de longues longueurs d'onde. Vous auriez besoin d'expositions à très long terme, il n'est certainement pas possible d'obtenir plusieurs images par seconde. Dans l'état actuel des choses, avec la meilleure technologie de détection dont nous disposons, nous parlons d'heures ou de jours d'exposition avec un détecteur de la taille d'une table, sans parler d'un capteur d'imagerie radio vraiment portable. Il est possible que des matériaux supraconducteurs améliorent cela, mais je ne connais aucune recherche dans ce domaine.

Pour revenir à votre question réelle: il n'y a pas encore d'appareil commercial qui fasse ce que vous voulez. Il existe cependant des recherches dans ce domaine, et il ne faudra pas très longtemps pour que nous ayons de tels appareils. Cependant, il ne faudra pas longtemps non plus pour que votre téléphone portable puisse faire de l'imagerie RF, avec l'avènement des réseaux phasés et essentiellement des antennes «d'imagerie» dans les téléphones.

Si vous aviez un sac de sable et l'étalez uniformément sur votre sol, vous pouvez y dessiner des formes avec votre doigt et en faire des châteaux de sable complexes. Voilà mon analogie avec la lumière visible. L'analogie pour VHF / UHF serait des grains de sable de la taille d'un stade de football.

Le vert (la couleur) a une longueur d'onde d'environ 500 nano mètres - c'est la moitié d'un millième de millimètre.

1 GHz a une longueur d'onde d'environ 300 mm - 600 000 fois plus grande.

Plus la longueur d'onde du rayonnement est longue, plus le capteur dont vous avez besoin pour le détecter est grand. Les ondes radio, dont la longueur d'onde commence en millimètres, nécessitent un capteur beaucoup trop grand pour être détecté de la même manière.

Cela peut être fait à la maison en utilisant une antenne directionnelle sur un cardan et un SDR.

Ce n'est pas portable et pas rapide, mais vous pouvez le construire vous-même et ce projet particulier est open source, vous pouvez donc essentiellement suivre les instructions et commencer.

Construire une caméra capable de voir le Wifi | Partie 3 SUCCÈS!

Un groupe de TUM a également atteint cet objectif en utilisant la radio holographie. Voir leur diaporama ici (leur article est disponible en ligne gratuitement: Holography of Wifi Radiation 2016, P. Holl).

Holographie des rayonnements Wi-Fi

C'est un travail très intéressant et beaucoup plus rapide que la première approche.

La façon dont je l'imaginais est d'avoir suffisamment d'analyseurs de spectre pour chaque pixel. Disons que vous voulez une résolution de 1080p, vous utiliseriez environ 1 million d'analyseurs de spectre pour chaque pixel. Que vous auriez besoin d'avoir 1 million d'antennes. Certes, cela serait de taille monstrueuse mais fonctionnerait en théorie.