考虑到有用于红外线,X射线和紫外线的照相机,我想知道是否还有照相机可以显示WLAN或移动电话中电磁频谱的一部分。
考虑到一切都充满了手机辐射,而且几乎每个家庭都有Wi-Fi,我想这会提供一些有趣的图片,也许覆盖在真实照片上。
考虑到有用于红外线,X射线和紫外线的照相机,我想知道是否还有照相机可以显示WLAN或移动电话中电磁频谱的一部分。
考虑到一切都充满了手机辐射,而且几乎每个家庭都有Wi-Fi,我想这会提供一些有趣的图片,也许覆盖在真实照片上。
Answers:
为了获得图像,被摄体和“相机”都必须比用于成像的光的波长大得多。可见光的波长在大约400到800 nm之间,即小于µm。
射频频率高达几GHz,对应于几厘米的波长。例如,2.4 GHz WIFI波段的波长约为12.5厘米。因此,您的相机必须大几米,并且您只能对类似的大物体成像。没有适合我们日常生活的射频摄像机。
但是,科学家实际上已经建造了几米宽的“照相机”,并用它们拍摄非常大的物体,例如恒星和星系。这些相机称为射电望远镜。
我不同意这个答案。可以用多种方式来“扭曲”物理长度,并且从理论上讲,有可能制造出一种便携式相机,该相机可以捕捉电磁频谱中很小一部分的图像。另外,您不仅在考虑不仅存在高频带信号,而且还存在可能更容易检测到的很多超高频带信号。我会发现有趣的问题是:您如何给光谱着色?
这是哥本哈根大学的EM摄影示例。
这是一个自制实验,涉及使用天线和一些后处理软件来实际创建图像。
这种相机的“镜头”可能看起来像这样。
有点。不是“照相机”,而是一种计算成像技术。
我们探索了使用Wi-Fi信号实现计算成像的可行性。为了实现这一点,我们利用多径传播,导致无线信号在到达接收器之前从物体上弹起。这些反射有效地照亮了我们用来执行成像的对象。我们的算法将来自不同对象的多路径反射分离为图像。他们还可以提取深度信息,从而可以识别出在同一方向上但与接收器距离不同的物体。我们使用2.4 GHz的USRPN210s实现了一个原型无线接收器,并演示了它可以在视线和非视线场景中对皮革沙发和金属形状等物体成像。我们还演示了概念验证应用程序,包括对静态人和物体的定位,而无需使用RF设备对其进行标记。我们的结果表明,我们可以分别以26和15 cm的中值精度定位静态人体和金属物体。最后,我们讨论基于Wi-Fi的成像方法的局限性
本文包含许多覆盖在照片上的模糊斑点。它与Kinect传感器的距离更近,因为它还提供深度信息,但空间分辨率差,仅限于WiFi的一个波长。
由于无线电频率比光频率低得多,因此可以根据到达时间进行信号处理。使用这种技术可以从反射和衍射信号中获得有用的信息,而在光学系统中,它们只是噪声。
另一个“排序”答案:
与传统相机更相似的一种可能性是使用固定接收器和强指向性天线。如果天线的方向与电子束在CRT屏幕上的移动方向相同,则可以创建信号强度的渲染,然后可以用从同一点拍摄的照片覆盖该信号。虽然这些零件很容易获得(请参阅Wikipedia / cantenna),但我还没有遇到过以上述方式将cantenna用作相机的项目或商业解决方案。
正如@Michael所指出的那样,这可能不会给您“好”的图像:这些波长的辐射与可见光和近可见光的行为不同。不仅可以根据相关表面简单地进行不同的操作,还可以将这些波长下的辐射测量为3d空间中每个点的幅度。这个问题使用了一个关键词:房间或空间确实被淹没了。
Youtuber CNLohr提供了一个解释性视频,展示了如何使用相对低成本的组件来测量来自单个WiFi源的发射机功率。
即使这是一台“相机”,即使使用相机将信号从点测量转换为3d图像,一次也就是一个垂直层。但是,它的确提供了(3d)图像,该图像可以展平并覆盖在普通照片上。从不利的方面看,它依赖于将传感器移动到要成像空间中的每个点;不完全是“快照”测量。
可以设想可以采用这种设计:传感器可以基于室内GPS存储位置信息并记录自己的数据,而无需使用摄像头。该软件还可适用于测量每个点的总信号,而不是简单地测量来自单个变送器的信号。选择无线信号时,会列出可识别的信号和强度。
我相信这将比定向测量在美学上提供更好的图像;但是,像定向天线摄像机一样,它不能作为商业产品使用。
由于我目前还没有这样的相机,因此有可能使用一组贴片天线构成一个相控阵来构建一个相当有效的相机。这样,可以用印刷电路板制造一个大的扁平天线,比如说1 x 1m。但是,将大量的昂贵的HF组件集成到一个相控阵中将需要所有昂贵的HF组件。
这样的阵列能够通过电子手段扫掠和聚焦其孔径。虽然它不能克服波长分辨率的限制,但它可以通过快速扫描来拍摄实时图片,特别是对于可视化的活动发射器(如附近的移动电话)而言,具有很大的辐射功率输出。
相控阵技术被广泛用于雷达扫描,请参见Wikipedia:https : //en.wikipedia.org/wiki/Phased_array
一些工程师希望在未来的移动电话或wifi路由器中使用相控阵,因为它将使对等方之间的定向传输更加便利,这将需要更少的能量并允许更高的带宽,因为一个对等方的连接不会干扰另一种定向连接,除非在同一行。
简单的答案是“不”,至少现在还没有。
我之所以这样说,是因为如果可能的话,那么设备将存在于测试和测量领域。相反,我们拥有只能使用校准天线来计算相对强度和频率的设备。您四处移动检测器并观察结果。我认为这是目前的一种测量系统:http : //www.emscan.com/rfxpert/
能够通过摄影对辐射成像将是技术上的重大突破。