Так что мне очень интересно, что до сих пор все ответы, похоже, рассматривались с точки зрения радиотехнологий до 1900-х годов. Чтобы продуктивно подумать о портативных или разумных по размеру методах радиосвязи, вы должны думать немного иначе.
Способ получения электромагнитных волн состоит в том, чтобы создать непрозрачный и абсорбирующий материал для длины волны материал. Затем поглощенные волны должны быть преобразованы в измеряемый электрический сигнал. Есть довольно много способов сделать это: например, с видимым светом, у одиночных фотонов есть более чем достаточно энергии, чтобы возбудить электроны в определенных кристаллографических структурах. Поэтому все, что вам нужно сделать, это сделать относительно проводящий объемный материал, непрозрачный для вашей конкретной длины волны, и весь свет этой длины волны, попадающий на материал, будет иметь (значительный) шанс генерации электрона.
Радиочастоты имеют гораздо большую длину волны и, следовательно, имеют гораздо более низкую энергию. Энергия и длина волны обратно пропорциональны, как сказал Энди: энергии в 300 миллионов раз меньше. Этого недостаточно для возбуждения электронов из валентной зоны атомов, даже если вы выбрасываете в нее чрезвычайно высокие плотности энергии излучения. Поглощение этих фотонов не проблема, уловка в том, как преобразовать фотоны в электрический сигнал.
Кстати, это ошибка, что вам нужен материал, который физически больше, чем длина волны, чтобы поглотить его. Например, молекулы воды чрезвычайно хорошо поглощают радиоволны, хотя они на много порядков меньше.
Самый простой и интуитивно понятный способ - взять антенну, длина которой составляет ровно одну длину волны. Эта антенна будет реагировать исключительно на магнитную составляющую электромагнитной волны (обе из которых имеют одинаковую длину волны), а антенна будет реагировать как индуктор с высоким импедансом, создавая ток из индуцированного магнитного поля. Антенна, имеющая точно длину волны, является резонансной и будет создавать максимально возможный сигнал из этих фотонов. Это чрезвычайно базовая физика.
Однако вам не нужно все время смотреть на фотоны как на волны. Они по-прежнему ведут себя как частицы, и вы можете «поймать» их, даже если у вас намного меньшая поверхность. Один из способов сделать это - создать антенну, на которую падающие волны будут отскакивать пару раз, эффективно увеличивая длину пути, пока она не достигнет длины волны фотона. Таким образом вы по-прежнему получаете те же самые поглощающие и резонансные магнитные свойства антенны, но с гораздо меньшими физическими размерами. Это антенны, которые мы используем в мобильных телефонах в настоящее время, в просторечии известные как «фрактальные антенны» (форма получена из фракталов, чтобы максимизировать длину пути для всех направлений падающего излучения).
Но это еще не самый маленький, вы можете получить детектор. Можно активно настраивать очень маленький кусочек абсорбирующего материала, и возможно сделать его абсорбирующим в одном конкретном направлении. Таким образом, только фотоны, излучаемые под относительно небольшим телесным углом, будут поглощаться детектором. Это снова делается с резонансом - резонансный контур примерно на частоте света соединен с проводящим рентгеноконтрастным материалом, и когда излучение падает, точка резонанса смещается, что указывает на прием.
Все это означает, что необязательно, как многие думают, иметь огромные датчики для «просмотра» радиоволн. Однако датчики никогда не будут такими маленькими, как датчики изображения в видимом свете. Даже если вы можете «обманывать» обычные оптические законы и иметь меньшие углы обзора с меньшей оптикой, чем вы ожидаете от Эйри, количество энергии в излучении сильно ограничивает то, насколько хорошо вы можете получать изображения на длинных волнах. Вам потребуются чрезвычайно длительные выдержки, определенно невозможно получить несколько кадров в секунду. На данный момент, используя лучшую из имеющихся у нас технологию детекторов, мы говорим о часах или днях экспозиции с детектором размером с стол, не говоря уже о действительно портативном датчике радиоизображения. Возможно, сверхпроводящие материалы могут улучшить это, но я не знаю исследований в этой области.
Вернемся к актуальному вопросу: пока нет ни одного коммерческого устройства, которое бы делало то, что вы хотите. Хотя в этой области есть исследования, и у нас не будет много времени, пока у нас не появятся такие устройства. Однако это не займет много времени, и ваш мобильный телефон сможет выполнять радиочастотную визуализацию, с появлением в телефонах фазированных решеток и, по сути, антенн для визуализации.