ฉันสามารถสร้างกล้องที่ไวต่อ 2.4GHz ได้หรือไม่

28

ฉันต้องการสร้างกล้อง obscura เป็นโครงการศิลปะที่ผลิตภาพถ่ายสัญญาณ WiFi แนวคิดในตอนนี้คือการสร้างกรงฟาราเดย์ขนาด 125 ซม. x 125 ซม. x 125 ซม. (ใช้ตาข่ายทองแดงเนื้อดี) โดยมีรูตรงกลาง (เส้นผ่าศูนย์กลาง 12.5 ซม.) และแผ่นทองแดงรูปดิสก์ 20 x 20 เป็นเซ็นเซอร์ที่ด้านหลัง จะใช้งานได้ทั้งหมดหรือไม่ การเลี้ยวเบนที่รูจะทำลายรูปภาพอย่างสมบูรณ์หรือไม่ มีแนวทางอื่นใดที่เป็นไปได้หรือไม่? ขอบคุณ

rf antenna wifi photosensor

— Lenar Hoyt
แหล่งที่มา

1

แม้ว่าการสมมติว่าการนำไปใช้นั้นสมบูรณ์แบบทำแบบจำลองบางอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้รับบางสิ่งบางอย่าง คุณไม่ต้องการใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์หรือมากกว่านั้นไม่พูดถึงเงินเพื่อดูว่าคุณได้รับข้อมูลที่เบลอโดยไม่มีรายละเอียด ตัวอย่างเช่นด้วยแสงที่มองเห็นได้รูปถ่ายบนสมาร์ทโฟน (iPhone 6) จะอยู่ที่ประมาณ 2400x1800 เท่าของจุดเลี้ยวเบนซ์ (4.8x3.6 มม. จุดกระจาย 2 ไมครอน) ในกรณีของคุณคุณอาจได้รับภาพขนาด 20x20 พิกเซล ... คุณจะไม่เห็นมากนักคุณต้องมีรายละเอียดที่น่าสนใจในคลื่นต้นทางเพื่อตรวจจับสิ่งที่มีความหมายในภาพสุดท้าย

— FarO

6

ยังมีคำถามที่คล้ายกันที่นี่: photo.stackexchange.com/q/69587

— Eugene Ryabtsev

จำไว้ว่าระบบเรดาร์เป็นกล้องวิทยุติดแฟลช ระบบมีราคาแพงและมีขนาดของรถบรรทุกขนาดใหญ่จนถึงอาคารสำนักงาน หากคุณสร้างสิ่งดีๆให้แจ้งให้เราทราบ!

— Phil

@OlafM คุณหรือคนอื่นรู้จักการจำลองรังสี EM ที่แก้สมการ Helmholtz สำหรับฉาก 3 มิติด้วยวัสดุสะท้อนและดูดซับที่แตกต่างกันหรือไม่?

— Lenar Hoyt

25

มันมีศักยภาพในการทำงาน คุณจะต้องเรียงแถวด้านในด้วยวัสดุดูดซับ RF มิฉะนั้นคลื่นที่เข้ามาก็จะเด้งไปทั่วสถานที่

การใช้แผ่นทองแดงเพื่อตรวจจับพลังงาน RF อาจไม่ใช่ความคิดที่ดีที่สุด ฉันอยากจะแนะนำให้ใช้เสาอากาศ wifi จริงสำหรับจุดประสงค์นั้นแต่ละอันเชื่อมต่อกับตัวกรองสัญญาณ LNA และ 2.4 GHz และเครื่องตรวจจับคริสตัลหรือไดโอด

ตัวเลือกอื่น (น่าจะดีกว่า) ที่จะต้องพิจารณาคือการตั้งค่าอาร์เรย์แบบแบ่งส่วน มันซับซ้อนกว่านี้เล็กน้อย แต่คุณไม่จำเป็นต้องใช้กล่องหรือโฟมดูดซับ RF ในกรณีนี้คุณจะได้รับเสาอากาศ (พูด, ตาราง 4x4, 8x8, หรือ 16x16) และเชื่อมต่อพวกเขากับชุดของอุปกรณ์ที่เรียกว่าเมทริกซ์บัตเลอร์ เมทริกซ์บัตเลอร์เป็นเครือข่ายการสร้างลำแสงชนิดพาสซีฟ อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วย couplers ไฮบริดและตัวเปลี่ยนเฟสจัดเรียงในลักษณะที่พวกเขาทำแผนที่ 'ลำแสง' ที่แตกต่างออกไปจากอาร์เรย์ไปยังพอร์ตที่แยกจากกัน โดยพื้นฐานแล้วความคิดก็คือพวกมันทำตัวเหมือนเลนส์ยกเว้นการโฟกัสจะทำได้หลังจากที่เสาสัญญาณถูกจับ สำหรับเสาอากาศแบบ 4x4 ตารางแต่ละเมทริกซ์บัตเลอร์จะต้องใช้เพลาข้อต่อไฮบริด 4 ตัวและคุณจะต้องมีเมทริกซ์ 8 ตัว - 4 สำหรับแนวนอนและ 4 สำหรับแนวตั้ง คุณโชคดีที่ทำงานที่ 2.4 GHz - เป็นไปได้ที่จะสร้าง couplers ไฮบริดขนาดพอสมควรที่ความถี่นั้นบนทองแดงบนแผงวงจรทำให้สามารถสร้างเมทริกซ์บัตเลอร์ที่สมบูรณ์บนบอร์ด PC เดียวโดยไม่มีส่วนประกอบใด ๆ นอกเหนือจากตัวเชื่อมต่อ มันเป็นไปได้ที่จะสร้าง 8 บัตเลอร์หรือ 16 บริกรผู้ดูแลพอร์ต (ต้องมีกำลัง 2) แม้ว่าเมทริกซ์ที่ใหญ่กว่ายิ่งซับซ้อนยิ่งขึ้น ผลลัพธ์ของสิ่งเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน LNAs, ตัวกรอง bandpass 2.4 GHz และเครื่องตรวจจับคริสตัลหรือไดโอด มันซับซ้อนมากขึ้น ผลลัพธ์ของสิ่งเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน LNAs, ตัวกรอง bandpass 2.4 GHz และเครื่องตรวจจับคริสตัลหรือไดโอด มันซับซ้อนมากขึ้น ผลลัพธ์ของสิ่งเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน LNAs, ตัวกรอง bandpass 2.4 GHz และเครื่องตรวจจับคริสตัลหรือไดโอด

รูปภาพของการเชื่อมต่อโครงข่ายพ่อบ้านสำหรับเสาอากาศแบบ 8x8:

— alex.forencich
แหล่งที่มา

3

อาร์เรย์ที่ค่อย ๆ เป็นวิธีเดียวที่ใช้งานได้จริง ตรวจสอบคลื่นวิทยุ RF - เกือบทั้งหมดแบ่งปันหลักการนี้

— Dmitry Grigoryev

1

อย่างแน่นอน ตอนนี้เรดาร์เรดิโอแบบเฟสจะเก่าไปสักหน่อยระบบปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นอาร์เรย์ AESA AESA = อาร์เรย์ที่สแกนด้วยอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานอยู่ โดยทั่วไปแล้วจะเป็นอาร์เรย์แบบแบ่งย่อย แต่แต่ละองค์ประกอบมีแอมพลิฟายเออร์ TX และ RX ของตัวเองและการเปลี่ยนเฟสนั้นทำใน DSP ด้วยเอนจิน FFT ที่ทรงพลังมาก อย่างไรก็ตามหลักการโดยรวมก็เหมือนกันและฉันคิดว่า matricies ผู้สร้างที่สร้างขึ้นบน FR4 มาตรฐานจะเป็นทางออกที่ตรงไปตรงมาที่สุด

— alex.forencich

ขอบคุณ ฉันมีคำถามอีกสองข้อเกี่ยวกับความคิดแรก: โฟมดูดซับ RF สามารถแทนที่โครงตาข่ายทองแดงได้หรือไม่? และเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนจะแย่แค่ไหนที่หลุม

— Lenar Hoyt

และคำถามเกี่ยวกับแนวคิดการฝึกอบรมของบัตเลอร์: นั่นทำให้ฉันนึกถึง 'การผกผัน' ของการก่อตัวของลำแสงนั่นเกี่ยวข้องหรือไม่ คุณสมบัติทิศทางจะเป็นของผู้รับดังกล่าวเท่าไหร่เสียงจากด้านข้างจะรบกวน?

— Lenar Hoyt

1

ฉันขอแนะนำให้ใช้ทั้งสองอย่าง ตาข่ายจะบล็อกสัญญาณภายนอกและโฟมจะป้องกันการสะท้อนกลับภายใน ไม่แน่ใจเรื่องการเลี้ยวเบน และเมทริกซ์บัตเลอร์เป็นวิธีการทำลำแสงสร้างขึ้นอย่างอดทนสำหรับรับหลาย

— alex.forencich

11

คุณอาจมีโชคด้วยวิธีนี้ที่Greg Charvat สาธิตโดยใช้เครื่องตรวจจับวิทยุ LED และการถ่ายภาพระยะไกล

ความคิดที่น่ารังเกียจนั้นน่าสนใจ แต่การทำให้ RF ทำตัวแบบนั้นฟังดูน่ากลัวไปหน่อย! มันจะยอดเยี่ยมถ้าคุณสามารถอธิบายและควบคุมการแผ่รังสีและการสะท้อนกลับทั้งหมดที่อาจเกิดขึ้นได้

หากคุณสามารถทำให้มันทำงานได้แน่นอนคุณจะสร้างบล็อกแฮ็คที่แน่นอน!

— แดเนียล
แหล่งที่มา

10

น่าเสียดายที่คุณจะต้องเจอกับข้อ จำกัด ในเรื่องของการเลี้ยวเบน เรารู้ว่า (อย่างน้อยสำหรับรูเข็มออปติคอล ) ความยาวโฟกัสในอุดมคติสำหรับรัศมีรูเข็มที่กำหนดsคือs^2/λและขนาดสปอตที่ระยะนี้ใกล้เคียง0.6 s

จากนี้เราสามารถตรวจสอบว่าสำหรับการแก้ปัญหาให้nกับ 'ปกติ' ฟิลด์ของมุมมอง (คิดว่าnเป็นความกว้างหรือความสูงของภาพเป็นพิกเซล) ความยาวโฟกัสที่จำเป็นต้องเป็นเรื่องเกี่ยวกับและขนาดรูเข็มจะ0.5 n^2 λ1.3 n λ

สำหรับ 2.4 GHz ความยาวคลื่นประมาณ 12.5 ซม. ดังนั้นหากคุณต้องการแม้กระทั่งภาพ 16x16 ที่เลวร้ายคุณต้องมีกล้องที่มีความยาวโฟกัส 16 เมตรหรือ 52 ฟุต!

ท้ายที่สุดคุณอาจท้ายที่สุดโดยใช้ความจริงที่ว่าเราไม่สามารถอ่านเฟสของคลื่นวิทยุที่เข้ามาได้ แต่ ณ จุดนี้คุณกำลังออกแบบเสาอากาศไม่ใช่กล้อง!

— 2012rcampion
แหล่งที่มา

6

การเลี้ยวผ่านรูขนาดเล็กที่มีความยาวคลื่นจะเติมเต็มพื้นที่ด้านหลัง เลนส์รูเข็มสำหรับแสงมีปัญหาเดียวกัน ความคิดของคุณจะใช้งานได้ถ้าคุณขยายขนาดขึ้นสมมติว่าคุณใช้สนามฟุตบอลที่มีหลังคาเป็นโลหะทำรูขนาด 10 x 10 เมตรบนหลังคาและวางเซ็นเซอร์ไว้บนสนาม ไม่จริง

ทำไมไม่ลองพิจารณากล้องพิกเซลเดียวล่ะ? ใช้เสาอากาศจาน wifi, สแกนโดยอัตโนมัติในสภาพแวดล้อม, ด้วยการ์ด wifi บันทึกความแรงของสัญญาณทุก ๆ สองสามองศาของการเคลื่อนไหว คุณสามารถพล็อตเรื่องนี้ไว้ด้านบนของภาพพาโนรามาของฉากได้เช่นเดียวกับวิธีที่วิทยุและภาพทางดาราศาสตร์ถูกซ้อน

จานสองฟุตมีความกว้างประมาณ 12 องศาที่ 2.4 GHz ดังนั้นมันจะไม่เป็นภาพที่คมชัดมาก แต่นั่นเป็นข้อ จำกัด พื้นฐานของฟิสิกส์ซึ่งใช้กับการออกแบบกล้องแบบอื่น ๆ

— tomnexus
แหล่งที่มา

5

ฉันแค่ต้องการโพสต์และพูดถึงว่าคำแนะนำที่ @tomnexus ทำนั้นค่อนข้างใช้งานได้

ฉันเพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบครั้งแรกของแท่นขุดเจาะที่คล้ายกัน การตั้งค่าของฉันใช้จานรับสัญญาณดาวเทียมพร้อม LNB, ตัวค้นหาดาวเทียม (เพื่อรับความแรงของสัญญาณ), Arduino และซอฟต์แวร์เล็กน้อยบนพีซี

Arduino ควบคุมเซอร์โวสองตัวและอ่านความแรงของสัญญาณจาก satfinder พีซีบอก Arduino ว่าจะให้เล็งจานไปที่ใดจากนั้นรวบรวมการอ่านแต่ละส่วนเป็นบิตแมป

นี่คือเครื่องสแกน:

นี่คือมุมมองของท้องฟ้าที่หันหน้าไปทางทิศใต้จากบ้านของฉัน:

คุณสามารถดูดาวเทียมสามดวงในภาพนั้น กำไรเพิ่มขึ้นสูงเกินไปดังนั้นจึงไม่มีรายละเอียดใด ๆ ในภาพถ่ายปกติคุณจะเรียกว่า "ถูกเปิดเผย" โปรดสังเกตว่ากำไรเพิ่มขึ้นสูงพอที่จะมีการสะท้อนบางสิ่งออกมาที่มุมขวาล่าง

นี่เป็นมุมมองครึ่งหนึ่งและครึ่งจากโรงรถของฉัน

มันยากที่จะจับคู่สิ่งที่คุณเห็นในภาพกับสิ่งที่เครื่องสแกนเห็น ส่วนทางด้านขวาไม่เหมือนกับมุมมองแบบออปติคัลเลย มีแถวของถังขยะอยู่หน้ารั้วที่นั่น แต่มุมมองการสแกนแบบนั่งดูเหมือนแปลก ๆ ฉันคิดว่าเส้นแนวตั้งทางด้านซ้ายเป็นขอบของกำแพงและเส้นแนวตั้งสีดำที่ชัดเจนนั้นมาจากช่องว่างในรั้ว

ฉันจะโพสต์กลับมาในอีกสองสามวันด้วยคำถามของฉันเองเกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงส่วนค้นหา sat ฉันเพิ่งแตะที่แรงดันไฟฟ้าซึ่งโดยปกติแล้วจะขับมิเตอร์ มันใช้งานได้ (ชัด) แต่มีขีด จำกัด บางประเภทซึ่งทำให้บริเวณที่มืดกว่าเปลี่ยนเป็นสีดำ ฉันจะต้องติดตามวงจรก่อน

มันควรจะเป็นไปได้ที่จะสร้างบางสิ่งบางอย่างเช่นนั้นสำหรับ 2.4GHz โดยใช้เสาอากาศแบบบอกทิศทาง (อาจจะเป็นเสาอากาศแบบ pringles สามารถทำได้?) กับเซอร์โวสองตัวและตัวตรวจจับไดโอดอย่างง่ายพร้อมแอมพลิฟายเออร์

อาจเป็นไปได้ที่จะตรวจจับ 2.4GHz โดยใช้การตั้งค่าเครื่องตรวจจับสัญญาณดาวเทียม หากสิ่งทั้งหมดมีกำไรมากพอและคุณอยู่ใกล้พอแล้วมันอาจจะรับสัญญาณคลื่นความถี่นอกพอที่จะตรวจจับและวัดได้ ฉันจะลองดูด้วย - ฉันมี WLAN ที่นี่เพื่อที่จะคุ้มค่าที่จะดู

เครื่องตรวจจับสัญญาณดาวเทียม SF-95 ที่ฉันใช้เป็นเครื่องตรวจจับความแรงของสัญญาณได้รับการจัดอันดับ 0.95GHz ถึง 2.4 GHz ดังนั้นจึงควรเชื่อมต่อโรงอาหาร WiFi เข้ากับมันได้โดยตรง

— JRE
แหล่งที่มา

เยี่ยมมาก! กรุณาโพสต์ภาพจากกล้องออพติคอลข้างๆ! เครื่องมือค้นหา sat อาจมีความไวต่อความถี่สัญญาณเท่านั้นในขณะที่พลังงานความร้อนรบกวนนั้นครอบคลุมทั้งย่านความถี่ ~ 0-1 GHz ระบบของคุณอาจได้รับประโยชน์จากเครื่องตรวจจับแบนด์วิดธ์ที่กว้างขึ้นแม้เพียงเครื่องขยายเสียงขนาดเล็กและไดโอด RF จะครอบคลุม 100 MHz จากนั้นคุณควรจะสามารถปรับภาพของคุณเป็นองศา C หรือ F.

— tomnexus

นอกจากนี้เล็งไปที่ฉากอย่างน้อย 2 D² / แลมบ์ดาพูด> 30 ม. มิฉะนั้นคุณจะอยู่ในรูปแบบใกล้สนามหรือในแง่แสงจานจะไม่อยู่ในโฟกัส

— tomnexus