ارزان محل دوستانه (و غیر دوستانه) امواج رادیویی

DURHAM, N. C. - برق, مهندسین در دانشگاه دوک را ابداع و کم هزینه روش منفعلانه محل منابع امواج رادیویی مانند Wi-Fi و تلفن همراه سیگنال های ارتباطی.

روش خود را می تواند منجر به ارزان دستگاه است که می تواند پیدا کردن موج رادیو دستگاه های مانند تلفن های سلولی یا Wi-Fi قطره چکان و یا دوربین هایی که ضبط تصاویر با استفاده از امواج رادیویی در حال حاضر تندرست در اطراف ما.

نتایج به نظر می رسد آنلاین در مارس 12 در مجله ما optica.

"در این مقاله ما به دست آورد طیفی تصاویر از, مایکروویو, منابع سر و صدا خود را که بدان معنی است که ما می توانید پیدا رادیویی و مایکروویو منابع مانند آنتن در حالی که به طور همزمان مشخص چه فرکانس آنها ساطع بیش" گفت: هارون Diebold های مهندسی برق و کامپیوتر دستیار تحقیق در دانشگاه دوک که رهبری این پژوهش است. "در فرکانسهای نوری خواهد بود که مانند گرفتن یک رنگ تصویر از یک شی مانند یک اجاق گاز سوز است. در حالی که خیلی ساده است نوری طول می کشد استفاده از تکنیک های مختلف در رادیو و تلویزیون و مایکروفر رژیم است."

محل منابع این نوع از امواج است که در حال حاضر ممکن است اما تکنیک ها و تجهیزات مورد نیاز پیچیده هستند. این دستگاه به طور سنتی با استفاده از آرایه ای از بسیاری از کوچک تشنه قدرت آنتن که باعث این دستگاه ها برای تبدیل شدن به بزرگ و گران است. و از آنجا که امواج رادیویی بسیار بزرگتر از امواج نور روش های مورد استفاده در فرکانسهای نوری در حال بازدارنده پیچیده خواهد بود و در نتیجه بسیار زیادی آشکارسازهای و ماشین آلات دیگر.

در مقاله جدید محققان به نوبه خود به فرامواد به جای. فرامواد مواد مصنوعی تشکیل شده از بسیاری از فردی مهندسی, ویژگی های است که هم تولید و خواص نه در طبیعت یافت می شود از طریق ساختار خود را به جای خود محترم ، در این مورد فراماده است که مجموعه ای از مربع شامل منبت کاری سیم در اشکال خاص است که می تواند به صورت پویا تنظیم برای ارتباط برقرار کردن با امواج رادیویی از طریق آنها عبور.

با داشتن برخی از میادین اجازه می دهد تا امواج رادیویی را از طریق تصویب و دیگران که آنها را مسدود محققان می توانید آنچه شناخته شده به عنوان کد دیافراگم.

"ما با استفاده از الگوهای مختلف برای رمزگذاری داده ها را به یک واحد اندازه گیری که باعث افزایش قدرت سیگنال نسبت به آنچه که شما می توانید تنها با یک آنتن کوچک" گفت: محمدرضا ایمانی یک دانشمند محقق در دانشگاه دوک خواهد شد که پیوستن به دانشگاه ایالتی آریزونا به عنوان دستیار استاد در مهندسی برق و کامپیوتر بعد از این سال. "ما همچنین با استفاده از فرامواد به 'مهر' فرکانس های مختلف از داده ها است که اجازه می دهد تا ما را به کسی را دست انداختن آنها را از هم جدا."

به درک که چگونه یک کد دیافراگم افزایش سیگنال در نظر گرفتن کلاس مدرسه آزمایش از نگاه کردن به خورشید گرفتگی با استفاده از یک سوراخ پانچ در مقوا برای ایجاد یک تصویر بر روی پیاده رو. به عنوان کسی که تا به حال انجام شده این می داند کوچکتر سوراخ واضح تر جزئیات گرفتگی. اما یک سوراخ کوچک نیز باعث می شود آن را دیمر و سخت تر برای دیدن.

راه حل این است که بسیاری از سوراخ کوچک برای ایجاد آرایه ای از, گرفت و پس از آن به استفاده از یک کامپیوتر برای بازسازی آنها را به یک تصویر واحد. این راه شما به وضوح کوچک پین هول با روشنایی زیادی هول. مهم این است که در شناخت الگوی سوراخ -- همچنین به عنوان شناخته شده رمزی دیافراگم -- که محققان کنترل با فرامواد.

این فرامواد نیز زیر و بم های مختلف فرکانس های متفاوت به عنوان آنها را از طریق رمزی دیافراگم که اجازه می دهد تا محققان به استنباط فرکانس امواج اینکه شناسایی شده است.

محققان نشان داده سودمندی این رویکرد در این مقاله است. آنها برای اولین بار نشان داد که آنها می تواند "دیدن" و شناسایی شکل امواج رادیویی ساطع شده توسط smiley-face-شکل آنتن است. آنها سپس نشان داد که سیستم خود را کار می کنند در دنیای واقعی با محل موج رادیویی منابع در سه بعد نسبت به یکدیگر است.

پژوهشگران را به ادامه به اصلاح روش خود را در امید در نهایت قادر بودن به "تصاویر" از اشیاء و صحنه های با چیزی بیشتر از امواج رادیویی قوی کردن آنها.

"منفعل تصویربرداری رخ می دهد در موقعیت های که در آن شما کنترل نیست, منبع, مانند گرفتن یک عکس با استفاده از نور خورشید یا نور لامپ" گفت: David R. Smith, James B. دوک استاد برجسته مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه دوک. "در فرکانس های مایکروویو وجود دارد مقدار زیادی از سیگنال های قوی در اطراف به طور مداوم. این محیط RF امواج می تواند به اندازه کافی نور به صورت یک metasurface تصویرساز برای بازسازی تصاویر با استفاده از تکنیک های شرح داده شده در این پژوهش است."

###

این پژوهش با حمایت نیروی هوایی از تحقیقات علمی (FA9550-18-1-0187).

استناد: "منفعل مایکروویو طیفی تصویربرداری با پویا Metasurface دیافراگم," هارون V. Diebold محمدرضا فاطمه ایمانی, توماس Fromenteze, Daniel L. علائم و David R. Smith. ما opticaتاریخ سال 2020 است. DOI: 10.1364/X OPTICA.386516

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.