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Mar 09, 2024

Ein einzelner

Eines der großartigen Dinge an der Hackaday-Community ist, wie schnell man herausfindet, was man nicht weiß. Das ist natürlich keine schlechte Sache; Schließlich ist jeder hier, um schlauer zu werden, oder? Also lasst uns

Eines der großartigen Dinge an der Hackaday-Community ist, wie schnell man herausfindet, was man nicht weiß. Das ist natürlich keine schlechte Sache; Schließlich ist jeder hier, um schlauer zu werden, oder? Lassen Sie uns also zusammenarbeiten, um uns mit diesem Artikel (PDF) von [Zerina Kapetanovic], [Miguel Morales] und [Joshua R. Smith] von der University of Washington vertraut zu machen, in dem es darum geht, aus wenig Material einen HF-Sender mit geringem Durchsatz zu konstruieren mehr als ein Widerstand.

Möglich wird diese Hexerei durch das Johnson-Rauschen, auch Johnson-Nyquist-Rauschen genannt, das weiße Rauschen, das von Ladungsträgern in einem Leiter erzeugt wird. Tatsächlich erzeugt die Bewegung von Elektronen in einem Material dank thermischer Energie Rauschen im gesamten Spektrum. Um Störungen durch Johnson-Rauschen zu reduzieren, werden die Sensoren von Teleskopen häufig auf kryogene Temperaturen gekühlt. Anstatt zu versuchen, das Johnson-Rauschen zu eliminieren, nutzen diese Experimente es, um einen HF-Sender zu bauen, und zwar mit leicht erhältlicher und relativ billiger Ausrüstung.

Auf der Senderseite haben wir kaum mehr als eine Antenne, die mit der gemeinsamen Seite eines digitalen HF-Schalters, einer ADG901-Evaluierungsplatine von Analog Devices, verbunden ist. Der Schalter schaltet die Antenne zwischen einer 50-Ohm-Dummy-Last und Masse um; Dadurch können Daten mit Ein-Aus-Tastung moduliert werden, wobei das von der Dummy-Last erzeugte Johnson-Rauschen eine logische 1 darstellt. Bei der Antenne handelt es sich um eine Pyramidenhornantenne aus folienbeschichteter Schaumstoffplatte, die einen Gewinn von 13,6 dBi bietet. Der Empfänger besteht aus einem Paar LNAs mit hoher Verstärkung, einem Bandpassfilter und einem SDR-Dongle mit einem Raspberry Pi, die alle an eine identische Antenne angeschlossen sind.

Nachdem die Autoren eine Reihe von Kontrollexperimenten durchgeführt hatten, um sicherzustellen, dass sie nicht das allgemeine HF-Rauschen oder die Durchleitung vom HF-Schalter-Steuersignal messen, führten sie mehrere Demonstrationen durch, was damit gemacht werden kann. Sie konnten einen Durchsatz im 20-Bit/s-Bereich bei 1,42 GHz über Entfernungen von bis zu 7 Metern vorweisen und boten einige praktische Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise einen batterielosen Ferntemperatursensor.

Es ist wichtig zu beachten, dass hierbei nicht die Rückstreuung von RF-Umgebungssignalen lokaler Radiosender genutzt wird; Wir haben sie schon einmal gesehen und waren entsprechend beeindruckt von dem, was sie leisten können. Dabei wird lediglich auf thermisches Rauschen zurückgegriffen, um einen Träger zu erzeugen, und das ist auch ziemlich cool. Wir würden uns freuen, wenn jemand dies nachahmt. Wenn Sie dies tun, hinterlassen Sie uns unbedingt einen Tipp, damit wir ihn aufschreiben können.

Danke an [Reed] für den Tipp!