Сигналы с другой стороны: как Wi-Fi становится видимым

Существует мир, который мы не можем увидеть, и хотя наши глаза настроены только на видимый спектр света, это не значит, что за его пределами ничего нет.

Ютубер Jeija разработал установку, которая позволяет нам видеть сигналы Wi-Fi. Он продемонстрировал, как выглядят излучения устройств, работающих по Wi-Fi, и даже показал, что можно увидеть сигналы, отражающиеся от металла или проходящие через стены. Эта система не только создает интересные визуализации, но и может быть использована для практических задач, например, для отслеживания движущихся роботов.

Система включает антенны ESP32, которые обрабатывают и визуализируют сигналы Wi-Fi. Для корректной работы микроконтроллеры должны измерять очень мелкие различия во времени прихода сигналов, что требует синхронизации нескольких чипов ESP32. Для этого используется 40 МГц опорный сигнал, который делится между устройствами. Однако этого недостаточно для поддержания фазовой когерентности.

Для решения этой проблемы добавили дополнительный ESP32, который генерирует пакеты фазовой опоры. Эти пакеты проходят по микрополосам на печатной плате, и измеряя их фазу на приемниках, система может компенсировать фазовые неопределенности с помощью программной калибровки, которую нужно выполнять только один раз после загрузки или смены канала.

После синхронизации антенная решетка ESP32 анализирует входящие Wi-Fi сигналы, используя информацию о состоянии канала, и получает импульсную характеристику, показывающую, как сигнал распространяется в окружающей среде. Система применяет алгоритмы, чтобы определить угол прихода сигналов, что позволяет создавать "изображения" Wi-Fi.

С помощью этого проекта Jeija открыл доступ к невидимому миру Wi-Fi сигналов, позволяя исследовать радиоволны с недорогими технологиями, не выходя из дома.

Разработанная система предлагает интересный взгляд на невидимые сети, которые окружают нас каждый день, будь то для научных исследований или просто из любопытства, сообщает hackster.

Уточнения

Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11.