열 화상 카메라와 같은 RF 뷰어가 있습니까?


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그래서 열 화상 카메라가 판매되는 것을 알고 있습니다. 경찰 / 화재는 항상 사용하십시오. 작은 손에 든 블랙 박스를 덤불에 놓고 거기에 생물이 있는지 또는 화상 지역에 있는지, 핫스팟이 어디에 있는지 확인할 수 있습니다.

RF 신호에 대해 동일한 기능을 수행하는 장치가 있습니까? 최대 2.4GHz의 VHF 민감한 환경에서 RF 노이즈를 찾는 데 큰 도움이 될 것이라고 생각했습니다.


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이것을 무선 망원경이라고합니다.
피터 G.

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또는 수동 위상 배열 레이더.
Chris Stratton

답변:


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그래서 지금까지의 모든 대답이 1900 년대 이전의 무선 기술의 관점에서 생각되는 것 같습니다. 휴대용 또는 합리적인 크기의 무선 이미징 기술을 생산적으로 생각하려면 약간 다르게 생각해야합니다.

전자기파를 수신하는 방법은 파장에 대해 불투명하고 흡수성 인 물질을 생성하는 것입니다. 그런 다음 흡수 된 파동을 측정 할 전기 신호로 변환해야합니다. 예를 들어 가시광 선과 같은 단일 광자는 특정 결정 학적 구조에서 전자를 여기시키기에 충분한 에너지를 가지고 있습니다. 따라서 여러분이해야 할 일은 특정 파장에 불투명 한 비교적 전도성있는 벌크 물질을 만드는 것입니다. 물질에 부딪 치는 그 파장의 모든 빛은 전자를 생성 할 가능성이 높습니다.

무선 주파수는 훨씬 더 긴 파장이며 확장에 의해 훨씬 더 낮은 에너지를 갖습니다. 앤디가 말한 것처럼 에너지와 파장은 반비례 관계로 에너지가 3 억 배 적습니다. 이것은 원자가의 원자가 대역에서 전자를 여기시키기에 충분하지 않습니다. 이러한 광자를 흡수하는 것은 문제가되지 않습니다. 트릭은 광자를 전기 신호로 변환하는 방법에 있습니다.

그건 그렇고, 흡수하기 위해 파장보다 물리적으로 더 큰 물질이 필요하다는 것은 잘못된 것입니다. 예를 들어, 물 분자는 수십 배 작아도 전파 흡수에 매우 능숙합니다.

가장 쉽고 직관적 인 방법은 정확히 하나의 파장 길이의 안테나를 사용하는 것입니다. 이 안테나는 전자기파의 자기 성분 (모두 동일한 파장을 가짐)에 순전히 반응하며, 안테나는 고 임피던스 인덕터로 반응하여 유도 된 자기장으로부터 전류를 생성합니다. 정확하게 파장을 갖는 안테나는 공명하며 이러한 광자로부터 가능한 가장 큰 신호를 생성합니다. 이것은 매우 기본적인 물리학입니다.

그러나 광자를 항상 파동으로 볼 필요는 없습니다. 그것들은 여전히 ​​입자처럼 행동하며, 훨씬 더 작은 표면을 가지고 있더라도 하나를 '잡을'수 있습니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 입사 파가 몇 배 정도 튀는 안테나를 만드는 것입니다. 경로 길이가 광자 파장에 가까워 질 때까지 경로 길이를 효과적으로 늘리는 것입니다. 이 방법으로 안테나의 흡수 및 공진 자기 특성은 동일하지만 물리적 크기는 훨씬 작습니다. 이들은 오늘날 휴대 전화에서 사용하는 안테나로 구어체 적으로 '프랙탈 안테나'라고합니다 (모양은 프랙탈에서 파생되어 입사 방사선의 모든 방향에 대한 경로 길이를 최대화합니다).

그러나 이것은 여전히 ​​검출기를 얻을 수있는 가장 작은 것은 아닙니다. 매우 작은 흡수제 재료를 능동적으로 튜닝 할 수 있으며, 특정 방향으로 흡수제로 만들 수 있습니다. 이렇게하면 상대적으로 작은 고체 각도에서 나오는 광자 만 검출기에 흡수됩니다. 이것은 공진으로 다시 수행됩니다. 약 빛의 주파수에서 공진 회로가 전도성 방사성 불투명 물질에 연결되고 방사선이 입사하면 공명 점이 이동하여 수신을 나타냅니다.

이것은 많은 사람들이 생각 하듯이 전파를 '보는'거대한 센서를 가질 필요가 없다는 것을 의미합니다. 그러나 센서는 가시 광선 이미징 센서만큼 작을 수 없습니다. Airy에서 기대하는 것보다 일반적인 광학 법칙을 '속임수'하고 더 작은 광학으로 더 작은 시야각을 가질 수 있지만 방사선의 에너지 양은 장파장을 얼마나 잘 이미징 할 수 있는지를 심각하게 제한합니다. 매우 장기적인 노출이 필요합니다. 초당 여러 프레임을 얻을 수는 없습니다. 현재로서는 최고의 탐지기 기술을 사용하여 휴대가 가능한 무선 이미징 센서는 물론 테이블 크기의 탐지기로 몇 시간 또는 며칠의 노출에 대해 이야기하고 있습니다. 초전도 물질이이를 개선 할 수 있지만이 분야에 대한 연구는 없다.

실제 질문으로 돌아가려면 : 아직 원하는 것을 수행하는 상용 장치는 없습니다. 이 분야에 대한 연구가 있지만 그러한 장치를 갖기까지는 그리 오래 걸리지 않을 것입니다. 그러나 위상 배열과 본질적으로 전화의 '이미징'안테나가 등장하면서 휴대 전화가 RF 이미징을 수행 할 수있을 때까지 오래 걸리지 않을 것입니다.


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당신이 말한 모든 것이 사실입니다. 그러나 그 중 어느 것도 특히 방향성을 다루지 않으며 , 이는 가장 큰 장애물입니다.
Ignacio Vazquez-Abrams

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@ IgnacioVazquez-Abrams : 네, 맞습니다. 나는 그 시점에서 멈췄다. 방향성은 오늘날 위상차 측정 또는 이방성 공명으로 개선 될 수 있지만 합성 조리개보다 더 나은 각도 분해능을 얻을 수 있지만 여전히 '픽셀'당 여러 각도의 입체각을보고 있습니다 . 감도의 벡터를 개선하는 방법에 대한 답변이 없습니다.
user36129

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모래 주머니가 있고 바닥에 골고루 퍼지면 손가락으로 모양을 그려서 복잡한 모래성을 만들 수 있습니다. 그것이 가시광 선의 비유입니다. VHF / UHF의 비유는 축구 경기장 크기의 모래 알갱이 일 것입니다.

녹색 (컬러)은 약 500 나노 미터의 파장을가집니다. 즉 천분의 1 밀리미터입니다.

1GHz의 파장은 약 300mm-600,000 배 더 큽니다.


패시브 사운드로 이미지를 얻을 수 없습니까? 반드시 카메라와 같은 것은 아니지만 완료되었습니다.
Scott Seidman

@ScottSeidman : 박쥐는 파장이 ~ 1 mm이기 때문에 작동하는 수중 음파 탐지기를 사용합니다. 중요한 주파수가 아니라 파장입니다.
MSalters

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맞습니다. 작은 파장이 제공하는 공간 정의입니다. 자동차 터널이 AM 대역에 맞춰져 있으면 터널에 들어가면 음악이 사라져 소음과 점화 플러그 소음으로 대체됩니다. VHF에서는 음악이 사라지기 전에 터널로 훨씬 더 들어갈 수 있습니다. AM은 파장이 300m 인 약 1MHz이고 100MHz (VHF)는 파장이 3m입니다. 박쥐는 100kHz 음파를 "듣을"수 있으며 약 4mm의 파장을 갖습니다.
Andy aka

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방사선의 파장이 길수록 더 많은 센서를 감지해야합니다. 밀리미터에서 시작되는 파장을 가진 전파는 동일한 방식으로 감지하기에는 너무 큰 센서가 필요합니다.


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정확하게 말하면 이것은 카메라에 필요한 이미징 센서에 적용됩니다 . 작은 센서는 방사선을 감지 할 수 있습니다. 고전압 라인의 50Hz 필드를 감지하는 데 6000km의 큰 센서가 필요하지는 않지만 이러한 작은 센서는 이미지를 형성 할 수 없습니다.
MSalters

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짐벌과 SDR의 지향성 안테나를 사용하여 집에서 할 수 있습니다.

이식성이없고 빠르지는 않지만 직접 빌드 할 수 있으며이 특정 프로젝트는 오픈 소스이므로 기본적으로 지침을 따르고 시작할 수 있습니다.

Wi-Fi를 볼 수있는 카메라 구축 | 3 부 성공!

TUM 그룹은 라디오 홀로그래피를 사용하여이를 달성했습니다. 슬라이드 쇼를 보려면 여기를 참조하십시오 (그들의 논문은 온라인으로 무료로 제공됩니다 : Holography of Wifi Radiation 2016, P. Holl).

Wi-Fi 방사선 홀로그래피

매우 흥미로운 작업이며 첫 번째 접근 방식보다 훨씬 빠릅니다.


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그들의 리그는 엄청나게 느리고, 엄청난 양의 데이터를 생성합니다. 대부분은 버려집니다. 주요 문제는 전력 레벨을 캡처하는 방법입니다. 그들이 사용하는 8 비트 샘플링은 작은 변형을 해결하기 위해 많은 평균화를 사용해야 함을 의미 합니다. 수 기가 바이트의 원시 데이터를 수집하고 사후 처리하여이를 수행합니다. 것 훨씬 더 나은 수신기 및 샘플 당 비트 디지타이저를 사용하는 것이 더 효율적입니다.
JRE

... 그 헬리컬 안테나의 사용은 완전히 미쳤습니다. 분명히 저자들은 안테나 디자인이나 이론에 대한 가장 좋은 아이디어를 가지고 있지 않습니다. 무선 소스를 정확하게 찾으려면 빔 폭이 매우 좁은 포물선 또는 패치 안테나가 필요합니다. (헬리컬 안테나는 Wifi에는 사용되지 않는 원 편광 복사에 사용됩니다.)
not2qubit

사실은 아니지만 차선책으로 결과 데이터는 핫스팟과 반사 표면의 위치를 ​​보여주는 와이파이 조명의 명확한 이미지였습니다. 보다 정교한 접근 방식은 더 빠르고 상세하며 노이즈가 적은 결과를 얻을 수 있다고 확신합니다.
Nate Gardner

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내가 묘사 한 방법은 각 픽셀에 충분한 스펙트럼 분석기를 갖는 것입니다. 1080p 해상도를 원한다고 가정하면 각 픽셀에 약 백만 개의 스펙트럼 분석기를 사용하게됩니다. 백만 개의 안테나가 필요합니다. 이것은 크기가 괴물이지만 이론 상으로는 효과가있을 것입니다.

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