Ver hecho Microondas - No más falsificaciones

La semana pasada estábamos muy interesados ​​en imágenes falsas de señales inalámbricas. Utilizaba una tableta como dispositivo de interfaz para mostrarle cómo se ven las señales inalámbricas a su alrededor, y era bastante impresionante si entrecerraba los ojos y no pensaba demasiado en ello. Pero para mí fue decepcionante porque sé que en realidad es posible ver cómo se ven las ondas de radio. En este post te mostraré cómo en realidad hazlo modificando un radar de café que puedes construir en casa.

El difunto gran profesor David Staelin del MIT me dijo una vez que "si haces un nuevo instrumento y lo diriges a la naturaleza, aprenderás algo nuevo". De todas las cosas que he señalado sobre los radares de cafetera, uno de los más interesantes hasta la fecha es la medición directa y la obtención de imágenes de la radiación de 2,4 GHz utilizada en nuestro WiFi, teléfonos inalámbricos (si todavía tiene uno) y muchos otros bienes de consumo. No hay necesidad de engañarse con imágenes falsas cuando realmente puede hacerlo.

Modificar el radar MIT Coffee Can

El Coffee Can Radar del MIT presentó el estudio del radar, el electromagnetismo, el diseño de RF / analógico y el procesamiento de señales a cientos de estudiantes curiosos, piratas informáticos e ingenieros veteranos. Se utiliza en los dos laboratorios del gobierno privado, se transforma en cursos semestrales completos en otras universidades e incluso ha aparecido en la Televisión Nacional de Mongolia.

Usaremos este radar para obtener imágenes directamente de un campo de microondas de 2,4 GHz emitido por su propio transmisor.

El radar se configurará para mostrar el campo de 2,4 GHz que varía en el tiempo como si el tiempo se hubiera detenido. Para ello configuramos el radar para que funcione en modo Doppler. Este radar es único porque puede conectar continuamente la salida de su mezclador de frecuencia preestablecido, creando así lo que una vez se llamó un dispositivo de medición "micro Doppler". Por tanto, la salida del mezclador de frecuencia es un voltaje proporcional a la fase y amplitud de la señal dispersa de cualquier objetivo de radar que sea el radar. Si se para frente al radar en este modo y camina hacia y desde él, verá lentamente una forma de onda que varía en el tiempo y es directamente proporcional al lugar donde se encuentra.

Para visualizar la radiación inalámbrica, modifiqué el circuito del amplificador operativo en la salida de este mezclador para que pudiera alimentar un par de LED, uno rojo y otro verde. Estos están conectados contra la polaridad. Luego desmonté el receptor de la antena, conecté un cable de microondas extendido y pegué los LED (con cables extendidos) en la parte superior de la lata. Con esta nueva antena, puedo caminar libremente con la antena receptora por mi laboratorio con los LED conectados, lo que me da una indicación óptica de la fase y amplitud de la portadora transmitida.

Diagrama de bloques.

Cuando mueva la cantimplora recibida frente a la cantimplora transmisora, verá que los LED varían de rojo a verde a rojo, de un lado a otro, siguiendo el frente ondulado que irradia desde la cantina transmisora.

Para capturar la imagen del frente de onda inalámbrico de 2.4 GHz, la apertura de la DSLR permanece abierta mientras la cantimplora receptora se mueve alrededor del frente de la antena del transmisor. Todo esto debe hacerse en una habitación oscura.

Cómo se ven las señales inalámbricas de 2,4 GHz

Si la descripción anterior es confusa, mire este video:

Así es como se ve la radiación inalámbrica de 2,4 GHz. A partir de estas medidas, puede ver la curvatura del frente de onda cuando sale de la cantimplora de transmisión. A medida que nos acercamos a la distancia 2d ^ 2 / lambda (donde d = diámetro de la catenaria de transmisión) podemos ver que el frente de onda se convierte en una onda plana. También puede ver que el brillo de los LED cae como una distancia inversa del transmisor, tal como cabría esperar.

Sí, hay detalles en esta imagen limitados por la paciencia que tuve para mover el receptor frente al transmisor. Para la imagen de arriba, pasé alrededor de 1-2 minutos. Para obtener mejores detalles, dedique más tiempo a mover el receptor mientras el obturador DSLR está abierto.

Para cada enrutador inalámbrico en su hogar u oficina, este es el aspecto de los campos de radiación.

Concurso de videos de la Asociación Técnica y Teoría de Microondas (MTT) de IEEE

Este trabajo ayudó a fomentar un concurso innovador patrocinado por IEEE MTT, donde algunos de estos métodos se han utilizado para varios escenarios y los resultados son sorprendentes (desplácese hasta aproximadamente 2 minutos en el video a continuación):

Tu turno

Es bueno en su capacidad para medir y observar la naturaleza de la propagación inalámbrica. Vea usted mismo cómo se ven las señales inalámbricas que se propagan por su laboratorio y su hogar. Si aún no está convencido de que sea adecuado para usted, eche un vistazo [David Schneider’s] La presentación de Coffee Can Radar y mis propios videos sobre Doppler cambian usando el hardware.

Biografía del autor

A Gregory L. Charvat le gusta visualizar la radiación inalámbrica, es autor de Small and Short-Range Radar Systems, investigador visitante en MIT Media Lab, cofundador de Hyperfine Research Inc. y Butterfly Network Inc. Greg es editor de la serie GL Charvat sobre enfoques prácticos de la ingeniería eléctrica. Greg es un ex miembro del personal del Laboratorio Lincoln del MIT, donde creó el curso MIT Through Wall Radar, el curso MIT Build a Radar. Además de eso, ha hecho muchas más cosas y está involucrado en muchas cosas interesantes.

  • Slartibart dice:

    U otra forma de hacerlo:
    https://www.youtube.com/watch?v=g91xkISmp2g

    (simplemente no hagas esto en casa ni en ningún otro lugar)

    • Marlon J Anjos (@marlonanjos) dice:

      Carretera rusa

      • Usuario de Linux dice:

        Esos tipos son en realidad del este de Ucrania. En algunos de sus videos puedes escuchar proyectiles ucranianos explotando cerca. No sé cómo mantienen su entusiasmo por hacer videos cuando un ejército enemigo intenta matarte todos los días.

        • djmdjmdjm dice:

          Sí, están justo en el medio: https://www.youtube.com/watch?v=OxP1oozgIvA

        • fajensen dice:

          Ya están acostumbrados. Imagínese si Detroit o las regiones hostiles de Washington fuera una base militar bien equipada.

          Soldados borrachos conduciendo tanques o explotando 105 por diversión o "el enemigo": es lo mismo en Ucrania, nada nuevo exactamente. Tanto es así, al menos desde los años 90, cuando alguien que conozco que negociaba allí se fue porque las cosas estaban un poco complicadas.

          • xorpunk dice:

            Hay que ver quién está detrás de la mayoría de las inversiones e ingresos en el Báltico y Ucrania. Si usted es un forastero con capital para guardar cosas, es más probable que lo condenen por un delito grave o lo deporten que lo fusilen los militares. Cuanto más dinero tenga como forastero, más peligroso será para usted.

            La franquicia de tiendas de comestibles más grande de la región del Báltico, por ejemplo, parece tener propietarios / inversores regionales independientes, por ejemplo, pero en realidad es 100% rusa.

          • edis dice:

            “La mayor franquicia de tiendas de comestibles de la región del Báltico, por ejemplo”, debería saberlo. Pero no lo hago.

    • Sr. X dice:

      ese niño seguramente tendrá caídas temprano

      • Que no dice:

        Me pregunto si un par de anteojos de malla de alambre ayudaría a proteger los ojos, incluso cuando no estén conectados a tierra.

        También me pregunto si apuntó al cielo, si enviaría satélites espías en alerta, pensando que era una especie de misil guiado por radar o una nueva ubicación de radar.

        • ALINOME el A dice:

          Los radares militares prácticos son mucho más poderosos. Ciclo de impuestos muy pequeño, pero la potencia máxima es ridícula, los conjuntos grandes van en el rango de los megavatios ...

          • Que no dice:

            Por supuesto, el RADAR de barrido amplio militar es muy poderoso, pero el RADAR de misiles de un misil menos, y el RADAR normal barre horizontalmente, por lo que para captarlo por satélite significa que el satélite necesita buscar pequeñas señales que reboten o se filtren. Y sé que también tienen su propia firma y frecuencias, pero estoy seguro de que el ejército también está buscando cosas experimentales, nunca se sabe lo que Corea del Norte o algo así podría cocinar.
            Así que sigo preguntándome cómo se registraría.

      • Dax dice:

        ¿Por qué?

        El magnetrón produce alrededor de 1 kW y, a una distancia de ~ 1 metro, ya se ha esparcido lo suficiente como para que el efecto de calentamiento de un área sea igual a estar afuera bajo el sol. Por supuesto que no querrás ponértelo en la cara, pero aparte de eso, los microondas no tienen nada de especial.

        Y no te cocinan desde fuera. La profundidad de absorción en agua líquida es algo similar a 1,7 milímetros.

        • Pensador. dice:

          ¿Supone usted que sigue una densidad de potencia inversa al cuadrado? MW es muy unidireccional, por lo que se usa primero para radar. Estoy trabajando con uno de los chicos que desarrolló los estándares de seguridad para los electrodomésticos de microondas y su reacción a ese video no se puede imprimir. Simplemente no lo hagas.

          • localroger dice:

            Las microondas unidireccionales o no siguen la ley del cuadrado inverso. Un enfoque de 1 kw en un haz de estereorradián de 1/8 solo le da el equivalente a un radiador de 8 kw en esa dirección, pero un cuadrado inverso. A menos que tenga algún tipo de esquema de colimación muy elegante que sea muy difícil de hacer con microondas, la energía cae rápidamente.

          • Skoold dice:

            Aquí hay una respuesta a localroger a continuación (botón Sin respuesta presumiblemente debido a la profundidad recursiva).
            Leer en https://en.wikipedia.org/wiki/Inverse-square_ law
            Particularmente la parte sobre la prevención de la dilución de energía durante la propagación de la señal (así es como sucede que las microondas usan guías de ondas y son focos de energía extremadamente direccionales)

          • localroger dice:

            Respuesta a Skoold, el mismo problema profundo recurrente: aquí no estamos hablando de una guía de ondas. Una vez que las microondas están al aire libre, actúan como cualquier otra radiación electromagnética. Si puede enfocar toda la energía en un haz muy estrecho, puede crear el equivalente a un enorme radiador efectivo en la dirección en la que apunta la antena, pero la caída seguirá siendo un cuadrado inverso, y ese café puede hacer antenas a los ucranianos. use isn No recibirá tal colimación. Necesita algo como una antena parabólica de radio telescopio para eso.

        • Sr. X dice:

          Por qué ??? Debido a que no se encuentran en un entorno controlado, no pueden controlar los reflejos extraviados de microondas de los objetos circundantes. Estos reflejos pueden molestarse entre sí y crear zonas superpuestas "calientes" donde la energía es suficiente para quemar la retina incluso si dura sólo dos segundos.

    • pícaro vil dice:

      He visto eso antes unas semanas y pensé que estos tipos acabarían siendo tumores

      • DainBramage dice:

        Excepto que la radiación no ionizante no causa cáncer.
        Eso no significa que estos tipos no sean estúpidos, seguro. Ese magnate del microondas cocinará la carne en sus cuerpos tan fácilmente como hubiera cocinado un sándwich.

        • localroger dice:

          Además, a diferencia de la radiación ionizante, recibe muchas advertencias cuando se cocina térmicamente. Creo que son realmente más peligrosos debido al suministro de magnetrón HV que a las microondas reales. Son lo suficientemente prudentes como para sostener el transmisor al final de una barra larga, y eso probablemente sea lo suficientemente bueno como para evitar todo tipo de efectos inesperados en la salud.

    • steve dice:

      Absolutos idiotas. ¡Que demonios! Podrían quemar fácilmente la superficie de sus ojos debido a los reflejos.

    • Olivier dice:

      Vídeos bastante bonitos, especialmente teniendo en cuenta su ubicación.

    • Mascota dice:

      "Simplemente no hagas esto en casa o en otro lugar para el caso" - lo siento señor, pero esta frase es muy insultante para cualquier adulto. Me pregunto cómo puede ser una advertencia tan omnipresente en los Estados Unidos.
      Es casi como si solo hubiera dos tipos de residentes en los Estados Unidos. Calderas y tontos.
      Entonces, como siempre, mi respuesta es:
      -Volenti no hirió-

    • jim2 dice:

      Cristales líquidos para obtener imágenes de patrones de radio de una antena ...

      http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1122985&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D1122985

  • pícaro vil dice:

    Esto es realmente genial, nunca antes había visto algo así. Siempre asumí que nunca podríamos "ver" ondas de radio.

  • Paranoia OPSEC ☠ (@DoktorJeep) dice:

    Esto es bueno aquí.

  • Daniel Sims (@DanielCSims) dice:

    No es necesario un largo descubrimiento, ¿verdad? Si podemos controlar el obturador de la DSLR, y ese robot mueve la lata. Podríamos hacer una operación en la que la lata se mueva, disparamos y volvemos a mover la lata. Luego cubrimos estas imágenes ... hmm

    A LA TIENDA (música de Batman)

    • Mella dice:

      Eres gracioso, ¿no?

    • Gregkennedy dice:

      ¡La tienda de fotografía!

  • Ren dice:

    Como alguien mencionó anteriormente en la-tecnologia.com ...
    Cantenna era un (¿marca registrada?) Nombre de una antena de carga de imitación (para radioaficionados) vendida por Heathkit. Consistía en un tanque de pintura de metal reorientado lleno de aceite mineral y una resistencia de 50 ohmios de alta potencia sumergida en el interior conectada a un conector de RF en la tapa de la lata.

    Ver la antena de radar etiquetada como una antena de antena (aunque es apropiado) no es nada de lo que tenga que elegir.

    • fabricante de acero dice:

      Es bueno que lo menciones. Aunque he leído HaD con bastante frecuencia, he visto que este término se usa aquí solo para describir antenas de varios tipos de latas.

    • klytrnr dice:

      cantenna no es similar a https://en.wikipedia.org/wiki/Generic_trademark donde primero era una marca, es todo lo contrario. Siempre fue un término común. (Me refiero en serio, usa tu cerebro). El hecho de que algún capitalista lo haya cooptado no significa que tengamos que dejar de usarlo. Deshazte de tus terribles ideas sobre la propiedad. Nunca ganarás tu tarjeta geek de esa manera.

    • G Zimmer dice:

      ¡Sí a esto!

      Durante décadas, “Cantenna” es una carga de imitación que se realiza al colocar una resistencia no inductiva dentro de una cafetera llena de aceite. Todavía los construyen miles de radioaficionados en todo el mundo.

      Es triste que los piratas informáticos de hoy ignoren los miles de artículos escritos por generaciones anteriores de Hams y se vean obligados a reinventar todo constantemente.

      Este artículo en sí mismo es un buen ejemplo. Los radioaficionados (e ingenieros profesionales) durante décadas han obtenido imágenes de campos de RF utilizando tarjetas en blanco, tubos de flujo, gráficos, etc. Eso es exactamente lo que hizo Hertz con sus experimentos de radio originales, excepto que usó una chispa como detector.

      • fajensen dice:

        Ahora que lo mencionas: antes de hacer cualquier cosa "RF", uno podría * ahorrar * mucho trabajo y preocuparse simplemente comprando algunos manuales de la ARRL y aprendiendo algo.

        Hay mucha información útil (y proyectos que funcionan) en estos libros, especialmente el "Libro de la antena ARRL" y el "Diseño de receptor inalámbrico para comunicaciones digitales", aunque son muy costosos, veo que los libros ahora están en Amazon. también, lo cual es realmente bueno (anteriormente tenías que comprar solo a ARRL en los EE. UU., por lo que también te pones duro con la aduana).

      • Carpa dice:

        No es del todo cierto, pero el primer recurso es Internet. Internet es una extensión de mi cerebro. Si Google no lo sabe, yo no lo sé. Se leen y utilizan muchos artículos realmente antiguos. Aprendí mucho sobre lo que sé sobre tocar con amplificadores operacionales leyendo algunas técnicas de instrumentos de Texas que tenían décadas de antigüedad. Hice esto porque TI puso todos estos documentos a disposición de forma gratuita en línea y es relativamente fácil de encontrar. Si necesitara tanto sacar de mi bolsillo y sacar una tarjeta de crédito para conseguirlo, seguiría moviéndome porque no puedo sacar dinero en cada callejón sin salida con saltos de que será información útil.

        Si la información está en nuestro cerebro colectivo, la encontraremos y la usaremos. Si la información está en alguna otra forma o atrasada, entonces no pertenece a nuestro cerebro colectivo y probablemente no será utilizada.

      • WW Heisenberg dice:

        Siempre los he llamado carga de imitación y no "cantena" porque no se supone que sea una antena, sino una carga de imitación. Es decir, supuestamente NO irradiaría, sino que cargaría 50 ohmios y transformaría la energía de RF en calor ... “Calor conservado” habría sido un nombre mejor.

        Cantenna se ha utilizado para ANTENAS de varias cajas como siempre ahora. Nada nuevo

        Y los hackers ciertamente no lo inventaron para molestar a los viejos aficionados al jamón, que a mucha gente ya no le interesa el jamón, porque los radioaficionados tienden a decir "¡Yo fui el primero!" complejo tener POLLAS y nadie quiere estar cerca de eso. Junto con el hecho de que gran parte del espectro inalámbrico se puede utilizar ahora sin tener una licencia de radioaficionado, como WiFi e ISM.

        Los radioaficionados son sus propios peores enemigos cuando toman posiciones como lo hacen. Y créanme, trabajo con muchos de los "viejos" y son traseros en general. No personas a las que quiero dedicar un tiempo haciendo pasatiempos ...

        • Robar dice:

          Es increíble cómo estropeas la radioafición con comentarios como "y son unos idiotas en general".
          Si bien no todos los aficionados son solo operadores, son verdaderos entusiastas de la técnica. La radioafición constituye un gran grupo de personas interesadas en aplicar la física a los sistemas de radiofrecuencia.
          Quizás no pueda obtener una licencia para practicar física de RF.

  • Hombre negro dice:

    A las personas que son dueñas de los días de piratería no les importa el idioma inglés adecuado.

    • Mella dice:

      "Elegimos ir a la luna y hacer las otras cosas". ¿Quizás no sea el único editor que almorzó?

      La biografía de las publicaciones del autor suele ser más detallada (extensa). Interpreto esta biografía abreviada como humor.

  • klytrnr dice:

    "Además de eso, ha hecho muchas más cosas y está involucrado en muchas cosas interesantes".
    ¡Hago cosas y cosas también! ¡Él es como yo!

  • Miguel dice:

    Esto me recuerda un proyecto que quiero hacer por un tiempo. Configure una sonda de campo cercano en un analizador de espectro y móntela en un robot cartesiano. Luego escanee el espacio alrededor de un dispositivo activo y mapee las medidas. Aquí hay un ejemplo de alguien que hace algo similar (tal vez sea una simulación, no estoy seguro)

    http://www.interferencetechnology.com/wp-content/uploads/2012/04/Slide8.jpg (también es una buena ilustración del hecho anti-intuitivo de que las corrientes de retorno de RF no fluirán a lo largo de líneas rectas)

    • WW Heisenberg dice:

      Esta es una táctica de calibre bastante común, de hecho

  • Skrogh dice:

    Hay un video en alguna parte de alguien haciendo algo similar. Creo que la idea era visualizar la dirección de los vectores del campo magnético con un magnetómetro, fotos guiadas por rgb y obturador largo como aquí. Sin embargo, no puedo encontrar el video.
    (Es un proyecto diferente al presentado en HaD https://la-tecnologia.com/2015/06/21/visualizing-magnetic-fields-in-3d-space/ hace algún tiempo)

  • Dan dice:

    CNLohr ya lo ha hecho, ¡mejor! WiFi es microondas, ¡oh!

    • Willaim dice:

      Gracias.

    • Steve dice:

      Los dos no miden lo mismo. El ejemplo de Wi-Fi mide la intensidad de la señal, la magnitud. Mientras el radar observa una fase. Ambos son geniales.

    • Greenaum dice:

      Solo pienso ... ahora que los enrutadores Wifi tienen múltiples antenas MIMO, ¿podría hacer un haz orientable y realmente producir un escaneo completo de una cámara con una? Utilice un firmware personalizado con seguridad.

  • Olivier dice:

    Solo quería decir que es increíble. Considere la posibilidad de hacer más artículos como este que realmente se centren en construir cosas (preferiblemente entonces "John Doe hizo X" o "Jane Doe hizo Y").

  • Mate dice:

    Me pregunto cuánto tiempo hasta que alguien encuentre una manera de crear una cuadrícula de sensores para manejar algunas bandas de RF y construir un sistema de imágenes de RF de más de un píxel a la vez. Me gustaría ver qué tipo de energía de RF rebota en un entorno urbano, suburbano y salvaje.

    • WW Heisenberg dice:

      Ya lo han hecho y lo hacen. Se llama "SAR" o radar de apertura sintética.

      Si bien no es, del todo, lo que probablemente esté buscando, ya que tiende a ser su propio radiador y también un receptor, la esencia es la misma. Además de eso, tiene como objetivo visualizar objetos mediante ondas de radio. Pero vería esto con una resolución más alta, porque las ondas de radio se reflejarán al igual que la luz fuera de las superficies, así como las longitudes de onda en cuestión son diferentes. Y directamente no observa nada, porque algunos juicios ocurren por transformar RF en imagen.

      También hay muchas variables, siendo la longitud de onda la clave, porque cuanto mayor sea la longitud de onda, más grande será el sensor. Realmente enorme, muy por debajo de UHF.
      Las frecuencias de microondas son ideales para esto porque son longitudes de onda tan pequeñas que es fácil producir antenas muy direccionales. Y como puede ver arriba, puede ver el patrón de radio que sale de la antena como una forma parabólica y se transforma en una onda plana a medida que sale. Para frecuencias más bajas, la antena sería muy grande y no tan directa. De hecho, la imagen probablemente sería solo ruido.

  • Que no dice:

    Las autoridades rusas de protección al consumidor aconsejan a las personas que se mantengan a 60 centímetros de distancia al menos para formar un microondas durante el funcionamiento si no recuerdo mal, para evitar daños en los ojos, y esto es normal con una puerta blindada.

Manuel Gómez
Manuel Gómez

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