Gibt es einen RF-Viewer wie eine Thermokamera?

Also ich weiß, dass Thermokameras verkauft werden. Polizei / Feuer benutzen sie die ganze Zeit. Sie richten Ihre kleine handgehaltene Blackbox auf einen Busch und können sehen, ob sich dort eine Kreatur befindet oder ob sie in einer Brandzone lebt und wo sich die heißen Stellen befinden.

Gibt es ein Gerät, das dasselbe für HF-Signale tut? UKW bis 2,4 GHz Ich dachte, es wäre eine große Hilfe bei der Lokalisierung von HF-Rauschen in einer empfindlichen Umgebung.

Daher finde ich es sehr interessant, dass alle bisherigen Antworten in Bezug auf die Funktechnologie vor 1900 zu denken scheinen. Um produktiv über tragbare oder vernünftig dimensionierte Radio Imaging-Techniken nachzudenken, müssen Sie etwas anders denken.

Um elektromagnetische Wellen zu empfangen, muss ein Material erzeugt werden, das für die Wellenlänge undurchsichtig und absorbierend ist. Dann sollten die absorbierten Wellen in ein zu messendes elektrisches Signal umgewandelt werden. Hierfür gibt es eine Reihe von Möglichkeiten: Zum Beispiel haben einzelne Photonen im sichtbaren Licht mehr als genug Energie, um Elektronen in bestimmten kristallografischen Strukturen anzuregen. Alles, was Sie tun müssen, ist, ein relativ leitfähiges Massenmaterial herzustellen, das für Ihre spezifische Wellenlänge undurchlässig ist, und das gesamte Licht dieser Wellenlänge, das auf das Material trifft, hat eine (signifikante) Chance, ein Elektron zu erzeugen.

Hochfrequenzen haben eine viel längere Wellenlänge und eine viel geringere Energie. Die Energie und die Wellenlänge sind umgekehrt proportional, wie Andy sagte: 300 Millionen Mal weniger Energie. Dies ist bei weitem nicht genug, um Elektronen aus dem Valenzband von Atomen heraus zu erregen, selbst wenn Sie extrem hohe Strahlungsenergiedichten darauf werfen würden. Das Absorbieren dieser Photonen ist kein Problem. Der Trick besteht darin, wie Sie die Photonen in ein elektrisches Signal umwandeln.

Übrigens ist es ein Trugschluss, dass Sie ein Material benötigen, das physikalisch größer als die Wellenlänge ist, um es zu absorbieren. Beispielsweise können Wassermoleküle sehr gut Radiowellen absorbieren, obwohl sie um viele Größenordnungen kleiner sind.

Am einfachsten und intuitivsten ist es, eine Antenne zu verwenden, die genau eine Wellenlänge lang ist. Diese Antenne reagiert nur auf die magnetische Komponente der elektromagnetischen Welle (beide haben die gleiche Wellenlänge), und die Antenne reagiert als hochohmige Induktivität und erzeugt aus dem induzierten Magnetfeld einen Strom. Die Antenne hat genau die Wellenlänge, ist resonant und erzeugt aus diesen Photonen das größtmögliche Signal. Das ist extrem grundlegende Physik.

Sie müssen Photonen jedoch nicht immer als Wellen betrachten. Sie verhalten sich immer noch wie Partikel, und Sie können eines selbst dann "fangen", wenn Sie eine viel, viel kleinere Oberfläche haben. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Antenne zu erstellen, auf der die einfallenden Wellen ein paar Mal reflektiert werden, wodurch die Pfadlänge effektiv erhöht wird, bis sie ungefähr der Wellenlänge des Photons entspricht. Auf diese Weise erhalten Sie immer noch die gleichen Absorptions- und Resonanzeigenschaften der Antenne, jedoch mit einer viel kleineren physikalischen Größe. Dies sind die Antennen, die wir heutzutage in Mobiltelefonen verwenden, umgangssprachlich als "Fraktalantennen" bezeichnet (die Form wird aus Fraktalen abgeleitet, um die Weglänge für alle Richtungen einfallender Strahlung zu maximieren).

Dies ist jedoch immer noch nicht die kleinste, die Sie einen Detektor bekommen können. Es ist möglich, ein sehr kleines Stück Absorptionsmaterial aktiv abzustimmen und es in eine bestimmte Richtung zu absorbieren. Auf diese Weise werden nur Photonen, die von einem relativ kleinen Raumwinkel ausgehen, in den Detektor absorbiert. Dies geschieht wieder mit Resonanz - ein Resonanzkreis mit etwa der Frequenz des Lichts ist mit einem leitenden radioopaken Material verbunden, und wenn Strahlung einfällt, verschiebt sich der Resonanzpunkt und zeigt den Empfang an.

Dies alles bedeutet, dass es nicht notwendig ist, wie viele denken werden, riesige Sensoren zu haben, um Radiowellen zu "sehen". Sensoren werden jedoch niemals annähernd so klein sein wie Bildsensoren für sichtbares Licht. Auch wenn Sie normale Optikgesetze "überlisten" können und mit einer kleineren Optik kleinere Betrachtungswinkel haben, als Sie es von Airy erwarten würden, schränkt die Energiemenge in der Strahlung stark ein, wie gut Sie lange Wellenlängen abbilden können. Sie würden extrem lange Belichtungen benötigen, es ist definitiv nicht möglich, mehrere Bilder pro Sekunde zu erhalten. Aus heutiger Sicht handelt es sich bei der besten verfügbaren Detektortechnologie um Stunden oder Tage der Belichtung mit einem Detektor in der Größe eines Tisches, geschweige denn eines wirklich tragbaren Radio-Bildsensors. Möglicherweise supraleitende Materialien können dies verbessern, aber ich kenne keine Forschung auf diesem Gebiet.

Um auf Ihre eigentliche Frage zurückzukommen: Es gibt noch kein kommerzielles Gerät, das das tut, was Sie wollen. Es gibt jedoch Forschungen in diesem Bereich, und es wird nicht lange dauern, bis wir solche Geräte haben werden. Es wird jedoch auch nicht lange dauern, bis Ihr Mobiltelefon HF-Bildgebung durchführen kann, da Phased Arrays und im Wesentlichen bildgebende Antennen in Telefonen eingeführt werden.

Wenn Sie eine Tüte Sand hatten und diese gleichmäßig auf dem Boden verteilten, können Sie mit dem Finger Formen zeichnen und daraus komplizierte Sandburgen machen. Das ist meine Analogie zum sichtbaren Licht. Die Analogie für VHF / UHF wären Sandkörner von der Größe eines Fußballstadions.

Grün (die Farbe) hat eine Wellenlänge von etwa 500 Nanometern - das ist ein halber Tausendstel Millimeter.

1 GHz hat eine Wellenlänge von ca. 300 mm - 600.000 mal größer.

Je länger die Wellenlänge der Strahlung ist, desto größer ist der Sensor, den Sie zur Erfassung benötigen. Radiowellen mit einer Wellenlänge, die in Millimetern beginnt, erfordern einen viel zu großen Sensor, um auf die gleiche Weise zu erfassen.

Dies kann zu Hause mit einer Richtantenne auf einem Kardanrahmen und einem SDR erfolgen.

Es ist nicht portabel und nicht schnell, aber Sie können es selbst erstellen und dieses spezielle Projekt ist Open Source, sodass Sie im Grunde den Anweisungen folgen und loslegen können.

Aufbau einer Kamera, die Wifi sehen kann | Teil 3 ERFOLG!

Dies hat auch eine Gruppe an der TUM mit Hilfe der Radioholografie erreicht. Sehen Sie ihre Slideshow hier (ihr Artikel ist kostenlos online verfügbar: Holography of Wifi Radiation 2016, P. Holl).

Holografie der Wi-Fi-Strahlung

Es ist eine sehr interessante Arbeit und viel schneller als der erste Ansatz.