作者肯·金格里，杜克大学 笑脸形天线(左)通过被动定位无线电波源的新方法正确识别(右)
荣誉:艾伦·迪博尔德，杜克大学 杜克大学的电气工程师发明了一种低成本的方法来被动定位无线电波源，如无线网络和蜂窝通信信号
他们的技术可能会带来廉价的设备，可以找到像手机或无线发射器这样的无线电波设备，或者使用已经在我们周围反弹的无线电波捕捉图像的相机
该结果于5月12日在线发表在《光学》杂志上
“在这篇论文中，我们获得了微波噪声源本身的光谱图像，这意味着我们可以定位无线电和微波源，如天线，同时表征它们发射的频率，”杜克大学的电气和计算机工程研究助理艾伦·迪博尔德说，他领导了这项研究
“在光学频率下，这就像得到一个像火炉一样的热物体的彩色图像
虽然这在光学上很简单，但在无线电和微波领域需要不同的技术
" 定位这些类型的波的来源已经是可能的，但是所需的技术和设备是复杂的
这种设备传统上使用许多小而耗电的天线阵列，这使得这些设备变得庞大而昂贵
因为无线电波比光波大得多，所以在光频中使用的方法非常复杂，会导致非常大的探测器和其他机器
无线电波被超材料编码孔径“压印”的例子，这使得研究人员可以用更少的数据进行测量，并识别无线电波的频率
荣誉:艾伦·迪博尔德，杜克大学 在新的论文中，研究人员转而使用超材料
超材料是由许多单独的工程特征组成的合成材料，这些特征通过它们的结构而不是化学性质共同产生自然界中没有的特性
在这种情况下，超材料是包含特定形状嵌入导线的正方形集合，可以动态调整以与穿过它们的无线电波相互作用
通过让一些方块允许无线电波通过，而让其他方块阻挡它们，研究人员可以创建一个被称为编码孔径的东西
“我们使用不同的模式将数据编码成一个单一的测量值，这相对于只使用一个小天线就能获得的信号强度来说，提高了信号强度，”杜克大学的研究科学家穆罕默德·德雷扎·伊玛尼说，他将于今年晚些时候加入亚利桑那州立大学，担任电气和计算机工程助理教授
“我们还使用超材料‘标记’数据的不同频率，这使我们能够将它们区分开来
" 为了理解编码孔径是如何增强信号的，可以考虑一下小学时的实验:通过在纸板上打孔，在人行道上创建一个图像，来观察日食
任何做过这个的人都知道，洞越小，日食的细节越清晰
但是一个更小的洞也会使它变得更暗，更难看见
解决办法是制造许多小针孔来形成一系列的日食，然后用计算机将它们重建成一幅图像
这样你就可以得到小针孔的清晰度和大针孔的亮度
关键在于知道研究人员用超材料控制的孔的模式——也称为编码孔径
绿色实验性超材料设备“标记”进入的无线电波，以帮助研究人员找到它们的来源
荣誉:艾伦·迪博尔德，杜克大学 超材料在通过编码孔径时也会以不同的方式调制各种频率，这使得研究人员能够推断出被探测到的波的频率
研究人员在论文中证明了这种方法的有效性
他们首先展示了他们可以“看见”和识别笑脸形天线发射的无线电波的形状
然后，他们展示了他们的系统可以在现实世界中工作，通过在三维空间中相对定位无线电波源
研究人员计划继续改进他们的方法，希望最终能够拍下物体和场景的“照片”，而不仅仅是它们反射的无线电波
“被动成像发生在你无法控制光源的情况下，比如用太阳光或灯泡拍照，”大卫·R
詹姆斯·史密斯
杜克大学电气和计算机工程杰出教授
“在微波频率下，有许多信号不断地来回反射
这些环境射频波可以为亚表面成像仪提供足够的照明，以便使用本研究中描述的技术重建图像
"
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