5毛钱搞一个2.4GHz射频信号探测器
射頻電子領域神秘而又朦朧,今天我們通過一個小小的射頻檢波電路來體驗一下射頻世界的魅力。
實驗目的
制作一個 2.4 GHz 射頻信號探測器,電路簡單總成本不到 5 毛錢。該電路在靠近 2.4 GHz 無線信號時 LED 燈會閃爍。
這是我用制作好的 2.4 GHz 射頻信號靠近我家的無線路由器的情況:
可以看到靠近 Wi-Fi 天線的某個部位后,LED 開始閃爍。
實驗器材
任意顏色的發光二極管一只,某寶上 0.055 元每只。
1N34A 鍺二極管一只,某寶上 0.29 元每只。
1N34A 檢波二極管應該可以用 1SS86 替代,我沒試過,應該可以。
實驗原理
導體中電流強弱的改變會產生無線電波,反過來,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。特定長度的導體會形成諧振電路,從而對特定頻率的信號特別敏感。
單極子天線(Monopole Antenna)的有源元件的長度由無線電波的波長決定。諧振頻率恰好是信號波長的四分之一,其中天線中的電感和電容相等并相互抵消。此時該頻率的接收信號最強。使用較短的天線,我們將有更多的電容。或者更長的天線,我們將有更多的電感。額外的容抗或感抗將導致天線性能下降。
偶極子天線(Dipole Antenna)與之類似,在特定長度時會對特定的頻率特別敏感。
實驗電路如下:
電路由一個 LED 和檢波二極管構成。這是一個偶極子天線,最常見的偶極子天線是半波天線,它的總長度近似為工作波長的一半。
2.4 GHz 信號的波長如下:
2.4 GHz 信號的四分之一波長 = 0.125米/4 = 31.23毫米。
對 2.4 GHz 信號來說,我們應該使用四分之一波長,即 31.23 毫米的天線,但考慮到實際制作時我們是把天線焊接到 LED 引腳上的,而 LED 引腳內部還有一小段導線,因此我們需要適當減小線的長度,各個頻率的天線長度如下。
| 5.3 GHz | 13.4 毫米 |
| 2.4 GHz | 29.7 毫米 |
| 902 MHz | 80 毫米 |
| 462.5875 MHz | 152 毫米 |
| 146.52 MHz | 482.6 毫米 |
對于本電路來說,天線長度是指從 LED 中心到天線末端的長度。
實驗步驟
制作探測器
第一步:將 LED 引腳折彎:
第二步:兩個LED 引腳各焊接上一小段導線,使其長度等于 29.7 毫米:
第三步:焊上并行的檢波二極管
檢波二極管的正極接 LED 的負極。
把 探測器靠近 Wi-Fi 路由器,可以看到 LED 開始閃爍:
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總結
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