¿Puedo construir una cámara que sea sensible a 2.4GHz?

Quiero construir una cámara oscura como un proyecto de arte que produce fotos de señales WiFi. La idea por ahora es construir una jaula de Faraday de 125 cm x 125 cm x 125 cm (con malla de cobre fina) con un orificio centrado (diámetro de 12,5 cm) y placas de cobre con forma de disco de 20 x 20 como sensores en la parte posterior. ¿Funcionaría esto en absoluto? ¿La difracción en el agujero destruiría completamente la imagen? ¿Hay algún enfoque alternativo concebible? Gracias.

Bueno, tiene el potencial de funcionar. Tendría que revestir el interior con material absorbente de RF, de lo contrario las ondas entrantes simplemente rebotarían por todo el lugar.

El uso de placas de cobre para detectar la potencia de RF probablemente no sea la mejor idea. Recomendaría usar antenas wifi reales para ese propósito, cada una conectada a un filtro de paso de banda LNA y 2.4 GHz y detector de cristal o diodo.

Otra opción (probablemente mejor) a considerar sería una configuración de matriz en fases. Esto es un poco más complicado, pero no necesitaría la caja ni la espuma absorbente de RF. En este caso, tomaría una serie de antenas (por ejemplo, una cuadrícula 4x4, 8x8 o 16x16) y las conectaría a un conjunto de dispositivos llamados matrices de Butler. Una matriz de mayordomo es un tipo de red de formación de haz pasivo. Estos dispositivos consisten en acopladores híbridos y cambiadores de fase dispuestos de tal manera que mapean distintos 'haces' de la matriz para separar los puertos. Básicamente, la idea es que actúan como una lente, excepto que el enfoque se realiza DESPUÉS de que la señal sea capturada por las antenas. Para una cuadrícula de antenas 4x4, cada matriz de mayordomo requiere 4 acopladores híbridos, y necesitaría 8 matrices: 4 para horizontal y 4 para vertical. Eres afortunado de trabajar a 2,4 GHz: es ' Es posible construir acopladores híbridos de tamaño razonable a esa frecuencia solo en cobre en una placa de circuito, lo que hace posible construir una matriz de mayordomo completa en una sola placa de PC, sin componentes aparte de los conectores. Sería posible construir matrices de mayordomo de 8 o 16 puertos (tenía que ser una potencia de 2), aunque cuanto más grande es la matriz, más complicada se vuelve. Las salidas de estos pasarían luego a través de LNA, filtros de paso de banda de 2,4 GHz y detectores de cristal o diodo. cuanto más complicado se vuelve. Las salidas de estos pasarían luego a través de LNA, filtros de paso de banda de 2,4 GHz y detectores de cristal o diodo. cuanto más complicado se vuelve. Las salidas de estos pasarían luego a través de LNA, filtros de paso de banda de 2,4 GHz y detectores de cristal o diodo.

Imagen de la interconexión de la matriz de mayordomo para una matriz de antena de 8x8:

Es posible que tenga suerte con este enfoque que Greg Charvat demuestra utilizando un detector de radio LED y fotografías de larga exposición.

La idea oscura es interesante, pero hacer que RF se comporte de esa manera suena ... ¡un poco loco, ja! Sería increíble si pudiera explicar y controlar toda la re-radiación y reflexión que probablemente sucedería.

Sin embargo, si puedes hacer que funcione, ¡definitivamente harás la ronda en los blogs de pirateo!

Desafortunadamente, se encontrará con un límite en términos de difracción. Sabemos que (al menos para los orificios ópticos ), la distancia focal ideal para un radio de orificio determinado ses s^2/λ, y el tamaño del punto a esta distancia es aproximadamente0.6 s

A partir de estos, podemos determinar que para una resolución dada ncon un campo de visión 'normal' (piense nen el ancho o la altura de la imagen en píxeles), la longitud focal requerida es aproximadamente 0.5 n^2 λ, y el tamaño del agujero será este 1.3 n λ.

Para 2.4 GHz, la longitud de onda es de alrededor de 12.5 cm. Por lo tanto, si desea incluso una imagen miserable de 16 × 16, necesita una cámara con una distancia focal de 16 metros, ¡o 52 pies!

En última instancia, probablemente terminará usando el hecho de que, a diferencia de la luz, podemos leer fácilmente la fase de las ondas de radio entrantes. ¡Pero en ese momento estás diseñando una antena, no una cámara!

La difracción a través de un pequeño orificio de longitud de onda solo llenará el área detrás de él. Las lentes estenopeicas para luz tienen el mismo problema. Su idea funcionaría si la ampliara, digamos que usó un estadio de fútbol con techo de metal, hizo un hoyo de 10 x 10 m en el techo y colocó sensores en el campo. No practico.

¿Por qué no considerar una cámara de un solo píxel? utilice una antena de antena wifi, escaneada mecánicamente en todo el entorno, con una tarjeta wifi que registre la intensidad de la señal cada pocos grados de movimiento. Podría trazar esto encima de una foto panorámica de la escena, un poco como la forma en que se superponen la radio y las imágenes astronómicas ópticas.

Un plato de dos pies tiene un ancho de haz de aproximadamente 12 grados a 2,4 GHz, por lo que no será una imagen muy nítida, pero ese es el límite fundamental de la física, que se aplica a cualquier otro diseño de cámara simple.

Solo quería publicar y mencionar que la sugerencia hecha por @tomnexus es bastante viable.

Acabo de terminar las primeras pruebas de una plataforma similar. Mi configuración utiliza una antena parabólica con LNB, un buscador de satélites (para captar la intensidad de la señal), un Arduino y un pequeño software en una PC.

El Arduino controla un par de servos y lee la intensidad de la señal del satfinder. La PC le dice al Arduino dónde apuntar el plato, luego ensambla las lecturas individuales en un mapa de bits.

Este es el escáner:

Esta es la vista del cielo hacia el sur desde mi casa:

Puedes ver tres satélites en esa imagen. La ganancia fue demasiado alta, por lo que no hay detalles. En una foto normal lo llamarías "sobreexpuesto". Observe que la ganancia fue lo suficientemente alta como para que haya algo de reflejo de algo visible en la esquina inferior derecha.

Esta es una vista mitad dentro y mitad fuera de mi garaje.

Es difícil hacer coincidir lo que ve en la imagen con lo que ve el escáner. La parte de la derecha no se parece en nada a la vista óptica. Hay una hilera de botes de basura frente a una cerca allí, pero la vista de exploración satelital se ve extraña. Creo que las líneas verticales en el lado izquierdo son los bordes de la pared y que la línea vertical negra realmente clara proviene de un espacio en la cerca.

Volveré a publicar en unos días con algunas preguntas sobre cómo mejorar la parte del buscador satelital. Acabo de aprovechar el voltaje que normalmente impulsa el medidor. Funciona (obviamente) pero tiene algún tipo de umbral que hace que las áreas más oscuras se vuelvan negras. Sin embargo, primero tendré que rastrear el circuito.

Debería ser posible construir algo así para 2.4GHz usando una antena direccional (¿tal vez una antena de pringles puede?) Con un par de servos y un detector de diodo simple con amplificador para la intensidad de la señal.

Incluso podría ser posible detectar los 2.4GHz usando la configuración del detector de satélite. Si todo tiene suficiente ganancia y usted está lo suficientemente cerca, entonces podría captar suficiente señal fuera de banda para detectar y medir. Voy a intentarlo también: tengo WLAN aquí, así que vale la pena mirarlo.

El detector de satélite SF-95 que estoy usando como detector de intensidad de señal tiene una capacidad de 0,95 GHz a 2,4 GHz, por lo que debería ser posible conectarle una antena WiFi directamente.