Один

Одна из замечательных особенностей сообщества Hackaday — это то, как быстро вы узнаете то, чего не знаете. Конечно, это неплохо; в конце концов, все здесь для того, чтобы стать умнее, верно? Итак, давайте поработаем вместе, чтобы разобраться в этой статье (PDF) [Зерины Капетанович], [Мигеля Моралеса] и [Джошуа Р. Смита] из Вашингтонского университета, которая претендует на создание радиочастотного передатчика с низкой пропускной способностью из маленького больше, чем резистор.

Это колдовство стало возможным благодаря шуму Джонсона, также известному как шум Джонсона-Найквиста, который представляет собой белый шум, генерируемый носителями заряда в проводнике. Фактически, движение электронов в материале благодаря тепловой энергии создает шум по всему спектру. Для уменьшения помех от шума Джонсона датчики телескопов часто охлаждают до криогенных температур. Вместо того, чтобы пытаться устранить шум Джонсона, в этих экспериментах его используют для создания радиочастотного передатчика с помощью легкодоступного и относительно дешевого оборудования.

Со стороны передатчика у нас есть не что иное, как антенна, подключенная к общей стороне цифрового радиочастотного переключателя, оценочной платы Analog Devices ADG901. Переключатель переключает антенну между эквивалентной нагрузкой 50 Ом или землей; это позволяет модулировать данные с помощью двухпозиционной манипуляции, при этом шум Джонсона, генерируемый эквивалентной нагрузкой, представляет собой логическую 1. Антенна представляет собой пирамидальную рупорную антенну, изготовленную из пенопласта, покрытого фольгой, с коэффициентом усиления 13,6 дБи. Приемник представляет собой пару МШУ с высоким коэффициентом усиления, полосовой фильтр и ключ SDR с Raspberry Pi, подключенные к идентичной антенне.

После проведения ряда контрольных экспериментов, чтобы убедиться, что они не измеряют общий радиочастотный шум или влияние сигнала управления радиочастотным переключателем, авторы провели несколько демонстраций того, что можно с этим сделать. Они смогли продемонстрировать пропускную способность в диапазоне 20 бит/с на частоте 1,42 ГГц на расстоянии до 7 метров и предложили несколько практических применений, таких как дистанционный датчик температуры без батарей.

Важно отметить, что здесь не используется обратное рассеяние окружающих радиочастотных сигналов от местных радиостанций; мы видели их раньше и были впечатлены тем, на что они способны. Здесь просто используется тепловой шум для генерации несущей, и это тоже довольно круто. Нам бы очень хотелось, чтобы кто-нибудь повторил это — если да, обязательно оставьте нам отзыв, чтобы мы могли это написать.

Спасибо [Риду] за подсказку!