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Text File  |  1992-09-26  |  18KB  |  305 lines
  1.                                ==Phrack Inc.==
  2.  
  3.                  Volume Four, Issue Thirty-Eight, File 6 of 15
  4.  
  5.       _____                 BEATING THE RADAR RAP                 _____
  6.      /   / \                                                     /   / \
  7.     (  5/5  )         Part 2 of 2 : "The Technical Side"        (  5/5  )
  8.      \_/___/                                                     \_/___/
  9.                                  by Dispater
  10.  ______________________________________________________________________________
  11. |              |
  12. | Introduction |  Welcome to the second installment in this series where we
  13. |______________|  will briefly explore some of the technical sides to the
  14.                   operations, error analysis of the police traffic RADAR
  15. unit, the basics of how this technology was developed, then how it was
  16. implemented, a list of common RADAR errors, and finally the technical analysis
  17. of various types of traffic RADAR by National Highway Safety Administration.
  18.  
  19. RADAR stands for Radio Detecting And Ranging.  A traffic speed RADAR works
  20. under the principle of physicals called the "Doppler effect."  This theory
  21. means that when a signal is reflected off of an object moving toward you, the
  22. signal will be at a higher frequency when it is closer to you than when the
  23. object is farther away or at the initial position.  So the "Doppler effect" is
  24. THE basis for the use of the traffic speed RADAR.
  25.  
  26. Right now in the United States, there are three bands that are allocated by the
  27. Federal Communications Commission (FCC) for "field disturbance sensors."  These
  28. three bands have non-technical names, and all operate in the GigaHertz range
  29. (GigaHertz is a measure of frequency, i.e. 1 GHz = 1 billion cycles per
  30. second).  The following is a list of the RADAR bands (as a point of reference
  31. FM radio modulates at 0.088 GHz to 0.108 GHz).
  32.  
  33. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  34. BAND    : FREQUENCY    NOTE ABOUT SPECIFIC BAND
  35. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  36. X-Band  : 10.525 GHz   This is the frequency in which most RADAR units operate.
  37. K-Band  : 24.150 GHz   K-Band was developed to give a longer range of the beam.
  38. Ka-Band : 26.450 GHz   This bandwidth is primarily for use with RADAR units
  39.                        that are used for "photo-speed traps."
  40. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  41.  
  42. "So if RADAR is so unreliable," you ask, "why don't we have planes crashing on
  43. a daily basis?"  In the first place, TRAFFIC RADAR operates on a COMPLETELY
  44. different basis than, say, the type of RADAR that tracks weather or airplanes.
  45.  
  46. The technology of traffic RADAR can in no way be compared to the accuracy of
  47. other types of RADAR.  Traffic RADAR does NOT "sweep" like a regular RADAR.
  48. "Sweeping" means that the RADAR is picking up every single return signal it
  49. gets and plots them proportionally on a two-dimensional cathode ray tube.  On
  50. the other hand, traffic RADAR uses a stationary beam.  Also, traffic RADAR does
  51. not use a modulated beam like regular RADAR; it uses a constant beam.  ***This
  52. is an important distinction because this means that if there are multiple
  53. images, the constant RADAR beam cannot distinguish between them!***
  54.  
  55. Furthermore, traffic RADAR is limited to things such as size.  It must be able
  56. to fit inside a patrol car and it is also subject to cost.  That means a
  57. municipality usually picks up the lowest bid it can get from various
  58. manufacturers.
  59.  ______________________________________________________________________________
  60. |                                 |
  61. | Implementation of Traffic RADAR |  It is important to note at this time that
  62. |_________________________________|  while government standards for accuracy
  63.                                      for military and commercial airline RADAR
  64. exist, traffic RADAR is NOT subject to ANY government standards whatsoever.  An
  65. attempt was made to do this by the police and two government agencies, but were
  66. refused any type of compliance with traffic speed RADAR manufacturers and the
  67. Reagan administration.
  68.  
  69. In the late 1970s, there was wide-spread publicity of about RADAR errors,
  70. including the well known tree clocked at 86-MPH in Florida.  So, in 1979 the
  71. National Highway Safety Administration (NHSA) assigned to the National Bureau
  72. of Standards the task of testing all brands of traffic RADAR in use at that
  73. time for the purpose of discovering the source of these errors and proposing
  74. federal standards to eliminate them.  In January of 1981, the proposed
  75. standards were published in the Federal Register.  However, the Reagan
  76. administration took no action on the proposal (the last part of this file
  77. contains the profile from this report of various RADAR units).
  78.  
  79. After THREE years of government inaction on the problem, the International
  80. Association of the Chief of Police (IACP) provided non-government standards by
  81. which all traffic RADAR units could be tested to assure accuracy:  Volume I of
  82. the standards was published in April, 1984 and Volume II in June, of 1984.
  83.  
  84. In June of 1986, the traffic RADAR manufacturers announced the formation of
  85. their own trade association, saying that they would not submit traffic RADAR
  86. units for IACP testing!  Instead, they said they would use their own standards.
  87.  
  88. So far, NO ONE has any idea of what these standards are; not the police, not
  89. the government and, most importantly, not the public!  Basically, there are no
  90. performance requirements or standards for traffic RADAR and the claims of
  91. 86-MPH trees and 28-MPH houses cannot be refuted. 
  92.  ______________________________________________________________________________
  93. |                             |
  94. | Common Traffic Radar Errors |  Below is a list of common errors and how they
  95. |_____________________________|  occur.  This is the part of the article that
  96.                                  must be used in conjunction with the previous
  97. file in this series.  You must attempt, while pleading your case, to tie in
  98. some of the following errors to the situation you found yourself in when you
  99. got your speeding ticket.  See Phrack #37 file #5 for details.
  100.  
  101. "The Look-Past Error"   Even when the RADAR operator aims his gun properly, the
  102. RADAR is subject to this type of error.  This is caused by the RADAR reflecting
  103. off of a larger surface area in the background rather than the smaller
  104. reflective surface in the foreground.  Evidence of this the Look-Past Error was
  105. printed in the October 1979 issue of "Car and Driver."  The author measured the
  106. effectiveness of KR11 RADAR system against various vehicles.  The author showed
  107. that the typical sedan did not show up on the RADAR until it was less that 1200
  108. feet away, however, a Ford 9000 semi tractor trailer could be picked up at 7600
  109. feet.
  110.  
  111. "The Road Sign Error"   Due to the reflectability of microwaves, road signs,
  112. buildings, billboards, large trees, and other stationary objects are a source
  113. of errors.
  114.  
  115. "Radio Interference Error"   According to the Texas Department of Public
  116. Safety, "UHF frequencies broadcast today can force RADAR to read various
  117. numbers when transmitted within the area."  This type of interference could
  118. come from the radio within the patrol car, citizens band radio, or television
  119. stations.
  120.  
  121. "Fan Interference Error"   When the antenna is mounted inside the patrol car,
  122. "RADAR will have the tendency to read the pulse of the fan motor (air
  123. conditioner, heater, defroster)."  This is a statement provided by the Texas
  124. Department of Public Safety who conducted a study of RADAR guns in 1987.  The
  125. Texas Department of Public Safety offered no safeguard for this error.
  126.  
  127. "Beam Reflection Error"   Since microwaves are so readily reflected, the Texas
  128. Department of Public Safety cautioned mounting the antenna within the patrol
  129. car.  One instructor said, "It is possible that a reflective path can be set up
  130. through the rear view mirror that will produce RADAR readings on the vehicles
  131. behind the patrol car when the RADAR is aimed forward.  And those vehicles can
  132. be either coming or going since traffic RADAR cannot distinguish between the
  133. direction."
  134.  
  135. "Double Bounce Error"   Again, since microwaves are easily reflected, the
  136. operator must be aware of a "bad bounce" and an ordinary reflection.  And, as
  137. stated before, since large objects are more efficient than smaller ones,
  138. microwaves are attracted to them more.  So, in effect, you could have an
  139. initial RADAR bounce off of the target vehicle, then from the target vehicle to
  140. a house or a truck going the opposite direction, and finally back to the patrol
  141. car.  This error will mathematically get larger the slower the target vehicle
  142. is moving.
  143.  
  144. "The Cosine Error"   This is a mathematical error that takes place when the
  145. RADAR gun attempts to calculate the trigonomic equation that is programmed into
  146. it.  The RADAR gun measures the angle at which the target enters a point and
  147. then exits a point (i.e. 25 degrees).  The cosine of 25 is .9063.  The RADAR
  148. gun was designed to calculate the speed of the patrol car by multiplying the
  149. speed of the patrol car (i.e. 50 mph) and the cosine of the angle (.9063) and
  150. it gets the false speed of the patrol vehicle as 45mph.  Therefore, when you
  151. subtract the patrol speed from the target speed (i.e. 50, the same as the
  152. patrol car) you get the false sense that the target vehicle is traveling 5mph
  153. faster than the patrol car.
  154.  ______________________________________________________________________________
  155. |                           |
  156. | Technical Analysis Report |  Below is a copy of the report mentioned above
  157. |___________________________|  was conducted by the NHSA.  But first I will
  158.                                explain what some of the criteria were under the
  159. testing conditions.  It is also important to note that ALL RADAR units were
  160. subject to "panning error" except the CMI Speedgun-6 and Speedgun-8 models.
  161. Panning error occurs when the RADAR antenna is aimed at it's own display
  162. console.  Unintentional errors of this sort can be eliminated when police
  163. officers are given adequate training.
  164.  
  165. TEST UNIT               : Model and manufacturer of the police speed RADAR
  166.                           unit in question.
  167.  
  168. BAND                    : The short hand used for determining the broadcast
  169.                           frequency of the RADAR unit.  X-Band is 8.2-12.4 GHz.
  170.                           K-Band is 18.0-26.5 GHz.  
  171.  
  172. BEAM WIDTH              : The number that is 1/2 of the actual beam width.
  173.                           In other words, if a RADAR manufacturer says the beam
  174.                           width is 24 degrees, the actual beam width is
  175.                           48 degrees.  Very deceptive, eh?
  176.  
  177. SHADOWING ERROR         : This occurs in moving mode only.  It is the result
  178.                           of the RADAR mistaking another vehicle for it's
  179.                           ground reference and adding speed to the target
  180.                           reading.
  181.  
  182. POWER SURGE             : This occurs when the RADAR unit is first turned on.
  183.                           This also occurs when the "kill switch" is used to
  184.                           defeat RADAR detectors.  Lag time for kill in the
  185.                           moving mode ranges from 1.5-5 seconds.
  186.  
  187.  
  188. EXTERNAL INTERFERENCE   : The NBS test only used CB radio and police-band radio
  189.                           for "external interference."  There are many other
  190.                           kinds of outside electromagnetic interference that
  191.                           may effect police RADAR.
  192.  
  193. INTERNAL INTERFERENCE   : Internal interference "may be caused by ANY
  194.                           electrical component or accessory in the vehicle,
  195.                           especially when the patrol car's primary power source
  196.                           is used to operate the RADAR.
  197.  
  198. [It should be noted that TWO of MPH's K-55 RADAR units were tested.  This
  199. demonstrates that each RADAR unit can contain its own quirks regardless of the
  200. fact that it can be from the same model from the same manufacturer.]
  201. _______________________________________________________________________________
  202.  
  203.              NATIONAL BUREAU OF STANDARDS SUMMARY ON TRAFFIC RADAR
  204. _______________________________________________________________________________
  205.  
  206. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  207. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  208. Kustom Signals MR-9     K       13.3            Minor
  209.  
  210.  
  211.  
  212. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  213. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  214. Switch-ON gave                  CB radio caused false      CB radio caused
  215. stray reading of 7mph           readings of up to 25'      erroneous readings
  216. _______________________________________________________________________________
  217.  
  218. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  219. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  220. MPH Industries K-55     X       20.4            Added 12mph to target in one
  221. (first of two units)                            test
  222.  
  223.  
  224. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  225. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  226. No valid reading for            CB radio caused false      CB radio many
  227. 2.4 sec in moving mode          readings of up to 20'      erroneous readings
  228. _______________________________________________________________________________
  229.  
  230. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  231. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  232. MPH Industries K-55     X       24.6            Increased target speed 12-15mph
  233. (second of two units)                           about 20% of the time
  234.  
  235.  
  236. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  237. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  238. 2 sec delay in moving mode,     CB radio caused false      CB radio cause many
  239. 2.5 sec in stationary mode      alarms up to 175' away     erroneous readings
  240. _______________________________________________________________________________
  241.  
  242. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  243. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  244. Decatur MV-715          X       17.5            Added 8-23mph to target in
  245.                                                 repeated testing
  246.  
  247.  
  248. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  249. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  250. No valid reading for            Not effected by external   Extreme interference
  251. 2+ seconds in moving mode       CB radio                   from heater fan,
  252.                                                            ignition, & CB radio
  253. _______________________________________________________________________________
  254.  
  255. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  256. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  257. CMI Speedgun-6          X       18.8            Very severe, added 12-20 mph
  258.                                                 to target
  259.  
  260. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  261. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  262. 7 sec delay in moving mode,     Not effected by external   CB radio and police
  263. 2 sec delay in stationary       CB radio                   radio boosts
  264.                                                            readings 20mph
  265. _____________________________________________________________________________
  266.  
  267. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  268. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  269. CMI Speedgun-8          X       18.6            target traveling 41mph shown as
  270.                                                 74mph; target 30mph shown as
  271.                                                 41mph
  272.  
  273. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  274. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  275. 2 sec delay in moving mode,     Not effected by external   No adverse effect
  276. 1.2 sec delay in stationary     CB radio                   noted
  277. _______________________________________________________________________________
  278.  
  279. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  280. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  281. Kustom Signals MR-7     X       14.3            No effects noted
  282.  
  283.  
  284. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  285. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  286. 25.4 sec delay in moving mode,  Not effected by external   Police band radio
  287. 0.6 sec delay in stationary     CB radio                   caused intermittent
  288.                                                            increases of 10mph
  289.  ______________________________________________________________________________
  290. |               |
  291. | In Closing... |  I hope you have learned a little about how police speed
  292. |_______________|  RADAR operates, the errors that they frequently incur, and
  293.                    possibly a way to avoid the highway robbery that occurs
  294. each time Officer Friendly decides to make a little extra dough for his "job
  295. security."
  296.  
  297. Also, if you are interested in obtaining cheap traffic RADAR equipment to play
  298. with, you can write to:  AIS SATELLITE INC., 106 N. Seventh Street, Perkasie,
  299. PA 18944.  You can also call them for a catalog at (215)453-1400 or place
  300. orders at (800)AIS-2001.
  301. ______________________________________________________________________________
  302.  
  303.  
  304. Downloaded From P-80 International Information Systems 304-744-2253 12yrs+
  305.