Kann ich eine Kamera bauen, die bei 2,4 GHz empfindlich ist?

Ich möchte eine Camera Obscura als Kunstprojekt bauen, das Fotos von WiFi-Signalen produziert. Die Idee fürs Erste ist, einen Faraday-Käfig (125 cm x 125 cm x 125 cm) mit einem zentrierten Loch (Durchmesser 12,5 cm) und 20 x 20 scheibenförmigen Kupferplatten als Sensoren auf der Rückseite zu bauen. Würde das überhaupt funktionieren? Würde die Beugung am Loch das Bild vollständig zerstören? Gibt es denkbare alternative Ansätze? Vielen Dank.

Nun, es hat das Potenzial zu arbeiten. Sie müssten die Innenseite mit HF-absorbierendem Material auskleiden, sonst würden die einfallenden Wellen einfach überall aufprallen.

Die Verwendung von Kupferplatten zur Erkennung der HF-Leistung ist wahrscheinlich nicht die beste Idee. Ich würde empfehlen, für diesen Zweck echte WLAN-Antennen zu verwenden, die jeweils mit einem LNA- und 2,4-GHz-Bandpassfilter und einem Quarz- oder Diodendetektor verbunden sind.

Eine andere (wahrscheinlich bessere) Option, die in Betracht gezogen werden sollte, wäre ein phasengesteuertes Array-Setup. Dies ist etwas komplizierter, aber Sie würden die Box oder den HF-absorbierenden Schaum nicht benötigen. In diesem Fall würden Sie eine Reihe von Antennen (z. B. ein 4x4-, 8x8- oder 16x16-Raster) verwenden und diese mit einer Reihe von Geräten verbinden, die als Butler-Matrizen bezeichnet werden. Eine Butler-Matrix ist eine Art passives Strahlformungsnetzwerk. Diese Geräte bestehen aus Hybridkopplern und Phasenschiebern, die so angeordnet sind, dass sie unterschiedliche "Strahlen" aus dem Array auf separate Ports abbilden. Die Idee ist, dass sie sich wie ein Objektiv verhalten, mit der Ausnahme, dass die Fokussierung erfolgt, nachdem das Signal von den Antennen erfasst wurde. Für ein 4x4-Antennengitter benötigt jede Butler-Matrix 4 Hybridkoppler, und Sie benötigen 8 Matrizen - 4 für horizontal und 4 für vertikal. Sie können sich glücklich schätzen, mit 2,4 GHz zu arbeiten. Es ist möglich, Hybridkoppler mit einer angemessenen Größe bei dieser Frequenz nur in Kupfer auf einer Leiterplatte zu bauen, wodurch es möglich ist, eine vollständige Butler-Matrix auf einer einzelnen Leiterplatte ohne Komponenten außer den Verbindern zu bauen. Es wäre möglich, Butler-Matrizen mit 8 oder 16 Ports zu erstellen (muss eine Potenz von 2 sein). Je größer die Matrix, desto komplizierter wird sie. Die Ausgänge dieser werden dann durch LNAs, 2,4-GHz-Bandpassfilter und Quarz- oder Diodendetektoren geleitet. desto komplizierter wird es. Die Ausgänge dieser werden dann durch LNAs, 2,4-GHz-Bandpassfilter und Quarz- oder Diodendetektoren geleitet. desto komplizierter wird es. Die Ausgänge dieser werden dann durch LNAs, 2,4-GHz-Bandpassfilter und Quarz- oder Diodendetektoren geleitet.

Abbildung der Butler-Array-Verbindung für ein 8x8-Antennenarray:

Vielleicht haben Sie etwas Glück mit diesem Ansatz, den Greg Charvat mit einem LED- Funkdetektor und Langzeitbelichtungsfotografie demonstriert .

Die Idee mit der Obscura ist interessant, aber RF dazu zu bringen, sich so zu verhalten, klingt ... ein bisschen verrückt, ha! Es wäre fantastisch, wenn Sie die gesamte Bestrahlung und Reflexion, die wahrscheinlich passieren würde, erklären und kontrollieren könnten.

Wenn Sie es aber zum Laufen bringen können, werden Sie definitiv die Runde auf den Hacking-Blogs machen!

Leider stoßen Sie bei der Beugung an eine Grenze. Wir wissen, dass (zumindest für optische Nadellöcher ) die ideale Brennweite für einen gegebenen Nadellochradius sist s^2/λund die Punktgröße bei dieser Entfernung ungefähr ist0.6 s

Aus diesen können wir bestimmen, dass für eine gegebene Auflösung nmit einem "normalen" Sichtfeld (denken Sie an ndie Breite oder Höhe des Bildes in Pixeln) die erforderliche Brennweite ungefähr 0.5 n^2 λund die Lochgröße ungefähr sein wird 1.3 n λ.

Bei 2,4 GHz liegt die Wellenlänge bei 12,5 cm. Wenn Sie also auch nur ein mäßiges 16 × 16-Bild haben möchten, benötigen Sie eine Kamera mit einer Brennweite von 16 Metern!

Letztendlich werden Sie wahrscheinlich die Tatsache nutzen, dass wir im Gegensatz zu Licht die Phase eingehender Radiowellen leicht ablesen können. Aber zu diesem Zeitpunkt entwerfen Sie eine Antenne, keine Kamera!

Die Beugung durch ein kleines, wellenlängengroßes Loch füllt nur den Bereich dahinter aus. Lochblenden für Licht haben das gleiche Problem. Ihre Idee würde funktionieren, wenn Sie sie skalieren, beispielsweise ein Fußballstadion mit Metalldach verwenden, ein Loch von 10 x 10 m in das Dach bohren und Sensoren auf dem Spielfeld platzieren. Nicht praktisch.

Warum nicht eine Ein-Pixel-Kamera in Betracht ziehen? Verwenden Sie eine Wifi-Antenne, die mechanisch über die Umgebung gescannt wird, und eine Wifi-Karte, die alle paar Bewegungsgrade die Signalstärke aufzeichnet. Sie können dies über ein Panoramafoto der Szene zeichnen, ähnlich wie Radio- und optische astronomische Bilder überlagert werden.

Ein 2-Fuß-Spiegel hat eine Strahlbreite von ungefähr 12 Grad bei 2,4 GHz, sodass es kein sehr scharfes Bild ist, aber das ist die grundlegende Grenze der Physik, die für jedes andere einfache Kameradesign gilt.

Ich wollte nur posten und erwähnen, dass der Vorschlag von @tomnexus durchaus praktikabel ist.

Ich habe gerade die ersten Tests eines ähnlichen Rigs beendet. Mein Setup verwendet eine Satellitenschüssel mit LNB, einen Satellitenfinder (um die Signalstärke zu erfassen), ein Arduino und eine kleine Software auf einem PC.

Der Arduino steuert ein paar Servos und liest die Signalstärke vom Satfinder. Der PC teilt dem Arduino mit, wohin das Gericht gerichtet werden soll, und setzt dann die einzelnen Messwerte zu einer Bitmap zusammen.

Dies ist der Scanner:

Dies ist die Ansicht des Himmels nach Süden von meinem Haus aus:

Sie können drei Satelliten in diesem Bild sehen. Der Gewinn war viel zu hoch, daher gibt es keine Details. Auf einem normalen Foto würde man das "überbelichtet" nennen. Beachten Sie, dass die Verstärkung so hoch war, dass etwas in der rechten unteren Ecke sichtbar ist.

Das ist ein Blick halb rein und halb raus aus meiner Garage.

Es ist schwierig, das, was Sie auf dem Bild sehen, an das anzupassen, was der Scanner sieht. Der rechte Teil ähnelt überhaupt nicht der optischen Ansicht. Dort steht eine Reihe Mülleimer vor einem Zaun, aber die Satelliten-Scan-Ansicht sieht nur seltsam aus. Ich denke, dass die vertikalen Linien auf der linken Seite die Ränder der Wand sind und dass die wirklich klare schwarze vertikale Linie von einer Lücke im Zaun stammt.

Ich werde in ein paar Tagen einige Fragen dazu veröffentlichen, wie ich den Sat-Finder-Teil verbessern kann. Ich habe gerade die Spannung abgegriffen, die normalerweise das Messgerät antreibt. Es funktioniert (offensichtlich), aber es hat eine Art Schwelle, die die dunkleren Bereiche nur schwarz werden lässt. Ich muss jedoch zuerst die Strecke verfolgen.

Es sollte möglich sein, so etwas für 2,4 GHz mit einer Richtantenne (vielleicht einer Pringles Can Antenne?) Mit ein paar Servos und einem einfachen Diodendetektor mit Verstärker für die Signalstärke zu bauen.

Es kann sogar möglich sein, die 2,4 GHz mithilfe des Satellitendetektors zu erkennen. Wenn das Ganze genug Verstärkung hat und Sie nah genug dran sind, nimmt es möglicherweise genug von dem Außerbandsignal auf, um es zu erkennen und zu messen. Ich werde es auch versuchen - ich habe WLAN hier, also könnte es sich lohnen, es mir anzuschauen.

Der SF-95-Satellitendetektor, den ich als Signalstärkendetektor verwende, ist für 0,95 GHz bis 2,4 GHz ausgelegt, daher sollte es möglich sein, eine WiFi-Antenne direkt daran anzuschließen.