क्या मैं एक कैमरा बना सकता हूं जो 2.4GHz पर संवेदनशील है?

Question

मैं एक कैमरा प्रोजेक्ट के रूप में एक अश्लील प्रोजेक्ट बनाना चाहता हूं जो वाईफाई सिग्नल की तस्वीरें तैयार करता है। अब के लिए विचार एक केंद्रीकृत छेद (12.5cm के व्यास) और 20 x 20 डिस्क के आकार का तांबा प्लेटों के साथ 125cm x 125cm x 125cm x 125cm Faraday पिंजरे (ठीक तांबे की जाली का उपयोग करके) का निर्माण करना है। क्या यह सब काम करेगा? छेद में विवर्तन पूरी तरह से तस्वीर को नष्ट कर देगा? क्या कोई बोधगम्य वैकल्पिक दृष्टिकोण हैं? धन्यवाद।

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यहां तक ​​कि कार्यान्वयन को सही मानते हुए, यह सुनिश्चित करने के लिए कुछ अनुकरण करें कि आपको वास्तव में कुछ मिलेगा। आप एक सप्ताह या उससे अधिक खर्च नहीं करना चाहते, पैसे का उल्लेख नहीं करना, यह पता लगाने के लिए कि आपको कोई विवरण के साथ धुंधला सामान मिलता है। उदाहरण के लिए, दृश्यमान प्रकाश के साथ एक स्मार्टफोन फोटो (आईफोन 6) विवर्तन स्पॉट (4.8x3.6 मिमी, 2 माइक्रोन विवर स्पॉट) के बारे में 2400x1800 गुना है। आपके मामले में आपको 20x20 पिक्सेल की छवि मिल सकती है ... आपको बहुत कुछ दिखाई नहीं देगा, आपको अंतिम छवि में सार्थक कुछ भी पता लगाने के लिए स्रोत तरंगों में STRIKING विवरण की आवश्यकता होगी।

— फरओ

यहाँ भी एक ऐसा ही सवाल: photo.stackexchange.com/q/69587

— यूजीन

याद रखें कि एक रडार सिस्टम अनिवार्य रूप से फ्लैश से जुड़ा एक रेडियो कैमरा है। सिस्टम में बहुत अधिक लागत होती है और एक कार्यालय के निर्माण तक एक बड़े ट्रक का आकार होता है। यदि आप कुछ अच्छा निर्माण करते हैं तो हमें अवश्य बताएं!

— फिल

@ ओलाफ क्या आप या कोई और ईएम रेडिएशन सिम्युलेटर जानने के लिए होता है जो हेल्महोल्त्ज़ समीकरण को 3 डी दृश्यों के लिए अलग-अलग प्रतिबिंबित और अवशोषित सामग्री के साथ हल करता है?

— लेनार होयट

Answer 1

वैसे, इसमें काम करने की क्षमता है। आपको आरएफ अवशोषित सामग्री के साथ अंदर की ओर लाइन करना होगा, अन्यथा आने वाली तरंगें सभी जगह बस उछलेंगी।

RF पॉवर का पता लगाने के लिए कॉपर प्लेट का उपयोग करना शायद सबसे अच्छा विचार नहीं है। मैं उस उद्देश्य के लिए वास्तविक वाईफाई एंटेना का उपयोग करने की सिफारिश करूंगा, प्रत्येक एक LNA और 2.4 GHz बैंडपास फिल्टर और क्रिस्टल या डायोड डिटेक्टर से जुड़ा होगा।

विचार करने के लिए एक और (शायद बेहतर) विकल्प चरणबद्ध सरणी सेटअप होगा। यह थोड़ा अधिक जटिल है, लेकिन आपको बॉक्स या आरएफ अवशोषित फोम की आवश्यकता नहीं होगी। इस मामले में, आप एंटेना की एक सरणी (कहते हैं, एक 4x4, 8x8, या 16x16 ग्रिड) लेंगे और उन्हें बटलर मैट्रिस नामक उपकरणों के एक सेट से कनेक्ट करेंगे। बटलर मैट्रिक्स एक प्रकार का निष्क्रिय बीम बनाने वाला नेटवर्क है। इन उपकरणों में हाइब्रिड कप्लर्स और फेज शिफ्टर्स होते हैं, जो इस तरह से व्यवस्थित होते हैं कि वे अलग-अलग पोर्ट से अलग 'बीम' को मैप करते हैं। मूल रूप से, विचार यह है कि वे एक लेंस की तरह काम करते हैं, सिवाय इसके कि ध्यान केंद्रित किया जाता है, जब तक कि एंटेना द्वारा सिग्नल पकड़ लिया जाता है। एंटेना के 4x4 ग्रिड के लिए, प्रत्येक बटलर मैट्रिक्स को 4 हाइब्रिड कप्लर्स की आवश्यकता होती है, और आपको 8 मेट्रिसेस - क्षैतिज के लिए 4 और ऊर्ध्वाधर के लिए 4 की आवश्यकता होगी। आप 2.4 GHz पर काम करने के लिए भाग्यशाली हैं - यह ' एक सर्किट बोर्ड पर सिर्फ तांबे में उस आवृत्ति पर यथोचित हाइब्रिड कप्लर्स का निर्माण संभव है, जिससे एक पीसी बोर्ड पर पूर्ण बटलर मैट्रिक्स का निर्माण संभव हो जाता है, जिसमें कनेक्टर से अलग कोई घटक नहीं होता है। 8 पोर्ट या 16 पोर्ट बटलर मैट्रिक (2 की शक्ति होना चाहिए) का निर्माण करना संभव होगा, हालांकि मैट्रिक्स जितना बड़ा होगा, उतना अधिक जटिल होगा। इन के आउटपुट को फिर LNAs, 2.4 GHz बैंडपास फिल्टर और क्रिस्टल या डायोड डिटेक्टरों से गुजारा जाएगा। अधिक जटिल यह हो जाता है। इन के आउटपुट को फिर LNAs, 2.4 GHz बैंडपास फिल्टर और क्रिस्टल या डायोड डिटेक्टरों से गुजारा जाएगा। अधिक जटिल यह हो जाता है। इन के आउटपुट को फिर LNAs, 2.4 GHz बैंडपास फिल्टर और क्रिस्टल या डायोड डिटेक्टरों से गुजारा जाएगा।

8x8 ऐन्टेना सरणी के लिए बटलर सरणी इंटरकनेक्शन की तस्वीर:

Comments

चरणबद्ध सरणियाँ वास्तव में जाने का एकमात्र व्यावहारिक तरीका है। RF राडार देखें - लगभग सभी इस सिद्धांत को साझा करते हैं।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

निश्चित रूप से। चरणबद्ध सरणी रडार वास्तव में अब थोड़ा पुराने हैं, अधिकांश वर्तमान सिस्टम वास्तव में एईएसए सरणियां हैं। एईएसए = सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्कैन की गई सरणी। मूल रूप से एक चरणबद्ध सरणी है, लेकिन प्रत्येक तत्व का अपना TX और RX एम्पलीफायर है और चरण शिफ्टिंग बहुत शक्तिशाली FFT इंजन के साथ DSP में किया जाता है। हालाँकि, समग्र सिद्धांत समान है और मुझे लगता है कि मानक FR4 पर निर्मित बटलर मैट्रिक सबसे सीधा समाधान है।

— अलेक्स.फोन्निच

धन्यवाद। मेरे पास पहले विचार के बारे में दो और प्रश्न हैं: क्या आरएफ अवशोषित फोम कॉपर मेष पिंजरे को बदल सकता है? और छेद पर विवर्तन प्रभाव कितना बुरा होगा?

— लेनार होयट

और बटलर के विचार के बारे में प्रश्न: यह मुझे बीम बनाने के 'उलटा' की याद दिलाता है, क्या यह संबंधित है? इस तरह के एक रिसीवर की दिशात्मकता क्या होगी, साइड से कितना शोर होगा?

— लेनार होयट

मैं दोनों का उपयोग करने का सुझाव दूंगा। जाल बाहरी संकेतों को अवरुद्ध करेगा, और फोम आंतरिक प्रतिबिंबों को रोक देगा। हालांकि विवर्तन के बारे में निश्चित नहीं है। और बटलर मैट्रेस कई रिसीवरों के लिए निष्क्रिय रूप से बीम बनाने की एक विधि है।

— alex.forencich

Answer 2

आपके पास इस दृष्टिकोण के साथ कुछ भाग्य हो सकता है कि ग्रेग चार्वाट एक एलईडी रेडियो डिटेक्टर और लंबे समय तक एक्सपोजर फोटोग्राफी का उपयोग करके प्रदर्शित करता है ।

अस्पष्ट विचार दिलचस्प है, लेकिन इस तरह से व्यवहार करने के लिए आरएफ हो रहा है ... थोड़ा पागल हा! यह भयानक होगा यदि आप फिर से विकिरण और प्रतिबिंब के सभी को नियंत्रित कर सकते हैं जो शायद होगा।

यदि आप इसे काम करने के लिए प्राप्त कर सकते हैं, तो आप निश्चित रूप से हैकिंग ब्लॉग पर गोल करेंगे!

Answer 3

दुर्भाग्य से आप विवर्तन के संदर्भ में एक सीमा के खिलाफ भाग रहे हैं। हम जानते हैं कि (कम से कम ऑप्टिकल पिनहोल के लिए), किसी दिए गए पिनहोल त्रिज्या के लिए आदर्श फोकल लंबाई sहै s^2/λ, और इस दूरी पर स्पॉट का आकार लगभग है0.6 s

इनसे, हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि किसी दिए गए रिज़ॉल्यूशन nके लिए 'सामान्य' फ़ील्ड-ऑफ-व्यू ( nपिक्सेल में छवि की चौड़ाई या ऊँचाई के रूप में सोचें ), आवश्यक फोकल लंबाई के बारे में है 0.5 n^2 λ, और पिनहोल का आकार होगा 1.3 n λ।

2.4 गीगाहर्ट्ज़ के लिए, तरंगदैर्ध्य लगभग 12.5 सेमी है। इस प्रकार यदि आप एक औसत दर्जे की 16 × 16 छवि चाहते हैं, तो आपको 16 मीटर या 52 फीट की फोकल लंबाई वाले कैमरे की आवश्यकता है!

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अंततः आप शायद इस तथ्य का उपयोग करके समाप्त हो जाएंगे कि प्रकाश के विपरीत, हम आने वाली रेडियो तरंगों के चरण को आसानी से पढ़ सकते हैं। लेकिन उस बिंदु पर आप एक एंटीना डिजाइन कर रहे हैं, कैमरा नहीं!

Answer 4

एक छोटे, तरंग दैर्ध्य के आकार के छेद के माध्यम से विक्षेप इसके पीछे के क्षेत्र को भर देगा। प्रकाश के लिए पिनहोल लेंस में एक ही समस्या है। यदि आप इसे बढ़ाते हैं तो आपका विचार काम करेगा, मान लें कि आपने धातु की छत के साथ फुटबॉल स्टेडियम का उपयोग किया, छत में 10 x 10 मीटर छेद किया, और मैदान पर सेंसर लगाए। अप्रायौगिक।

क्यों नहीं एक एकल पिक्सेल कैमरा पर विचार करें? एक वाईफाई डिश एंटीना का उपयोग करें, पूरे पर्यावरण में स्कैन किया जाता है, एक वाईफाई कार्ड के साथ सिग्नल की हर कुछ डिग्री की गति को रिकॉर्ड करता है। आप इस दृश्य के एक मनोरम फोटो के ऊपर प्लॉट कर सकते हैं, जिस तरह से रेडियो और ऑप्टिकल खगोलीय छवियों का थोड़ा सा प्रकाश डाला जाता है।

एक दो फुट डिश में 2.4 गीगाहर्ट्ज़ पर 12 डिग्री के बारे में एक बीम है, इसलिए यह बहुत तेज छवि नहीं होगी, लेकिन यह भौतिकी की मूलभूत सीमा है, जो किसी भी अन्य सरल कैमरा डिजाइन पर लागू होती है।

Answer 5

मैं सिर्फ पोस्ट करना चाहता था और उल्लेख करना चाहता था कि @tomnexus द्वारा किया गया सुझाव काफी कारगर है।

मैंने एक समान रिग के पहले परीक्षणों को समाप्त किया। मेरा सेटअप एलएनबी के साथ एक उपग्रह डिश, एक उपग्रह खोजक (सिग्नल की शक्ति को पिक करने के लिए), एक अरुडिनो और एक पीसी पर एक छोटे से सॉफ्टवेयर का उपयोग करता है।

Arduino सर्वो के एक जोड़े को नियंत्रित करता है और सतहीर से सिग्नल की ताकत को पढ़ता है। पीसी Arduino को बताता है कि डिश का लक्ष्य कहां है, फिर व्यक्तिगत रीडिंग को एक बिटमैप में इकट्ठा करता है।

यह स्कैनर है:

यह मेरे घर से दक्षिण की ओर आकाश का दृश्य है:

आप उस चित्र में तीन उपग्रह देख सकते हैं। लाभ बहुत अधिक था, इसलिए कोई विवरण नहीं है। एक सामान्य फोटो में आप कहेंगे कि "ओवर एक्सपोज़्ड"। ध्यान दें कि लाभ काफी ऊपर था कि निचले दाएं कोने में दिखाई देने वाली चीज़ का थोड़ा सा प्रतिबिंब है।

यह मेरे गैराज से आधा और बाहर का एक दृश्य है।

तस्वीर में आप जो देख रहे हैं, उसे मैच करना मुश्किल है जो स्कैनर देखता है। दाईं ओर का भाग ऑप्टिकल दृश्य से बिल्कुल मिलता-जुलता नहीं है। वहाँ एक बाड़ के सामने कूड़े के डिब्बे की एक पंक्ति है, लेकिन सैंट स्कैन दृश्य बस अजीब लगता है। मुझे लगता है कि बाईं ओर की ऊर्ध्वाधर रेखाएं दीवार के किनारों हैं और यह वास्तव में स्पष्ट खड़ी ऊर्ध्वाधर रेखा बाड़ के अंतराल से है।

मैं कुछ दिनों में अपने खुद के कुछ सवालों के साथ वापस पोस्ट करूंगा कि कैसे बैठे खोजक के हिस्से को बेहतर बनाया जाए। मैंने केवल वोल्टेज में टैप किया है जो सामान्य रूप से मीटर को चलाता है। यह काम करता है (स्पष्ट रूप से) लेकिन इसमें कुछ प्रकार की दहलीज होती है जो गहरे क्षेत्रों को सिर्फ काला कर देती है। मुझे पहले सर्किट का पता लगाना होगा, हालाँकि।

2.4GHz के लिए दिशात्मक ऐन्टेना (शायद एक प्रिंगल्स कैन एंटीना?) जोड़े जा सकता है कुछ के लिए इस तरह का निर्माण करना संभव है, सिग्नल की शक्ति के लिए एम्पलीफायर के साथ इमोस और एक साधारण डायोड डिटेक्टर के साथ।

उपग्रह डिटेक्टर सेटअप का उपयोग करके 2.4GHz का पता लगाना भी संभव हो सकता है। यदि पूरी चीज का पर्याप्त लाभ है और आप काफी करीब हैं, तो यह पता लगाने और मापने के लिए बैंड सिग्नल से काफी ऊपर उठा सकता है। मैं दे रहा हूँ कि एक कोशिश के रूप में अच्छी तरह से - मैं यहाँ WLAN मिल गया है, ताकि देखने लायक हो सकता है।

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SF-95 उपग्रह डिटेक्टर जिसे मैं सिग्नल शक्ति डिटेक्टर के रूप में उपयोग कर रहा हूं, उसे 0.95GHz से 2.4GHz के लिए रेट किया गया है, इसलिए इसे सीधे वाईफाई कैंटीन कनेक्ट करना संभव है।

Comments

अच्छा काम! कृपया अगल-बगल की ऑप्टिकल कैमरा तस्वीरें पोस्ट करें! एक खोजक केवल बीकन आवृत्ति के प्रति संवेदनशील हो सकता है, जबकि थर्मल शोर शक्ति पूरे बैंड ~ 0-1 गीगाहर्ट्ज को कवर करती है। आपका सिस्टम एक व्यापक बैंडविड्थ डिटेक्टर से लाभान्वित हो सकता है, यहां तक ​​कि सिर्फ एक छोटा एम्पलीफायर और एक आरएफ डायोड 100 मेगाहर्ट्ज को कवर करेगा। फिर आपको अपनी तस्वीर को डिग्री C या F.

— tomnexus

इसके अलावा, एक दृश्य के लिए कम से कम 2 डी² / लैम्ब्डा दूर, कहते हैं> 30 मीटर, अन्यथा आप फ़ील्ड के पास पैटर्न में होंगे, या ऑप्टिकल शब्दों में, डिश ध्यान से बाहर हो जाएगा।

— टोमनेक्सस