home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Hacker's Encyclopedia 1998 / hackers_encyclopedia.iso / zines / phrack2 / phrack38.006 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  2003-06-11  |  17.7 KB  |  307 lines

  1.  
  2.                                ==Phrack Inc.==
  3.  
  4.                  Volume Four, Issue Thirty-Eight, File 6 of 15
  5.  
  6.       _____                 BEATING THE RADAR RAP                 _____
  7.      /   / \                                                     /   / \
  8.     (  5/5  )         Part 2 of 2 : "The Technical Side"        (  5/5  )
  9.      \_/___/                                                     \_/___/
  10.                                  by Dispater
  11.  ______________________________________________________________________________
  12. |              |
  13. | Introduction |  Welcome to the second installment in this series where we
  14. |______________|  will briefly explore some of the technical sides to the
  15.                   operations, error analysis of the police traffic RADAR
  16. unit, the basics of how this technology was developed, then how it was
  17. implemented, a list of common RADAR errors, and finally the technical analysis
  18. of various types of traffic RADAR by National Highway Safety Administration.
  19.  
  20. RADAR stands for Radio Detecting And Ranging.  A traffic speed RADAR works
  21. under the principle of physicals called the "Doppler effect."  This theory
  22. means that when a signal is reflected off of an object moving toward you, the
  23. signal will be at a higher frequency when it is closer to you than when the
  24. object is farther away or at the initial position.  So the "Doppler effect" is
  25. THE basis for the use of the traffic speed RADAR.
  26.  
  27. Right now in the United States, there are three bands that are allocated by the
  28. Federal Communications Commission (FCC) for "field disturbance sensors."  These
  29. three bands have non-technical names, and all operate in the GigaHertz range
  30. (GigaHertz is a measure of frequency, i.e. 1 GHz = 1 billion cycles per
  31. second).  The following is a list of the RADAR bands (as a point of reference
  32. FM radio modulates at 0.088 GHz to 0.108 GHz).
  33.  
  34. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  35. BAND    : FREQUENCY    NOTE ABOUT SPECIFIC BAND
  36. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  37. X-Band  : 10.525 GHz   This is the frequency in which most RADAR units operate.
  38. K-Band  : 24.150 GHz   K-Band was developed to give a longer range of the beam.
  39. Ka-Band : 26.450 GHz   This bandwidth is primarily for use with RADAR units
  40.                        that are used for "photo-speed traps."
  41. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  42.  
  43. "So if RADAR is so unreliable," you ask, "why don't we have planes crashing on
  44. a daily basis?"  In the first place, TRAFFIC RADAR operates on a COMPLETELY
  45. different basis than, say, the type of RADAR that tracks weather or airplanes.
  46.  
  47. The technology of traffic RADAR can in no way be compared to the accuracy of
  48. other types of RADAR.  Traffic RADAR does NOT "sweep" like a regular RADAR.
  49. "Sweeping" means that the RADAR is picking up every single return signal it
  50. gets and plots them proportionally on a two-dimensional cathode ray tube.  On
  51. the other hand, traffic RADAR uses a stationary beam.  Also, traffic RADAR does
  52. not use a modulated beam like regular RADAR; it uses a constant beam.  ***This
  53. is an important distinction because this means that if there are multiple
  54. images, the constant RADAR beam cannot distinguish between them!***
  55.  
  56. Furthermore, traffic RADAR is limited to things such as size.  It must be able
  57. to fit inside a patrol car and it is also subject to cost.  That means a
  58. municipality usually picks up the lowest bid it can get from various
  59. manufacturers.
  60.  ______________________________________________________________________________
  61. |                                 |
  62. | Implementation of Traffic RADAR |  It is important to note at this time that
  63. |_________________________________|  while government standards for accuracy
  64.                                      for military and commercial airline RADAR
  65. exist, traffic RADAR is NOT subject to ANY government standards whatsoever.  An
  66. attempt was made to do this by the police and two government agencies, but were
  67. refused any type of compliance with traffic speed RADAR manufacturers and the
  68. Reagan administration.
  69.  
  70. In the late 1970s, there was wide-spread publicity of about RADAR errors,
  71. including the well known tree clocked at 86-MPH in Florida.  So, in 1979 the
  72. National Highway Safety Administration (NHSA) assigned to the National Bureau
  73. of Standards the task of testing all brands of traffic RADAR in use at that
  74. time for the purpose of discovering the source of these errors and proposing
  75. federal standards to eliminate them.  In January of 1981, the proposed
  76. standards were published in the Federal Register.  However, the Reagan
  77. administration took no action on the proposal (the last part of this file
  78. contains the profile from this report of various RADAR units).
  79.  
  80. After THREE years of government inaction on the problem, the International
  81. Association of the Chief of Police (IACP) provided non-government standards by
  82. which all traffic RADAR units could be tested to assure accuracy:  Volume I of
  83. the standards was published in April, 1984 and Volume II in June, of 1984.
  84.  
  85. In June of 1986, the traffic RADAR manufacturers announced the formation of
  86. their own trade association, saying that they would not submit traffic RADAR
  87. units for IACP testing!  Instead, they said they would use their own standards.
  88.  
  89. So far, NO ONE has any idea of what these standards are; not the police, not
  90. the government and, most importantly, not the public!  Basically, there are no
  91. performance requirements or standards for traffic RADAR and the claims of
  92. 86-MPH trees and 28-MPH houses cannot be refuted.
  93.  ______________________________________________________________________________
  94. |                             |
  95. | Common Traffic Radar Errors |  Below is a list of common errors and how they
  96. |_____________________________|  occur.  This is the part of the article that
  97.                                  must be used in conjunction with the previous
  98. file in this series.  You must attempt, while pleading your case, to tie in
  99. some of the following errors to the situation you found yourself in when you
  100. got your speeding ticket.  See Phrack #37 file #5 for details.
  101.  
  102. "The Look-Past Error"   Even when the RADAR operator aims his gun properly, the
  103. RADAR is subject to this type of error.  This is caused by the RADAR reflecting
  104. off of a larger surface area in the background rather than the smaller
  105. reflective surface in the foreground.  Evidence of this the Look-Past Error was
  106. printed in the October 1979 issue of "Car and Driver."  The author measured the
  107. effectiveness of KR11 RADAR system against various vehicles.  The author showed
  108. that the typical sedan did not show up on the RADAR until it was less that 1200
  109. feet away, however, a Ford 9000 semi tractor trailer could be picked up at 7600
  110. feet.
  111.  
  112. "The Road Sign Error"   Due to the reflectability of microwaves, road signs,
  113. buildings, billboards, large trees, and other stationary objects are a source
  114. of errors.
  115.  
  116. "Radio Interference Error"   According to the Texas Department of Public
  117. Safety, "UHF frequencies broadcast today can force RADAR to read various
  118. numbers when transmitted within the area."  This type of interference could
  119. come from the radio within the patrol car, citizens band radio, or television
  120. stations.
  121.  
  122. "Fan Interference Error"   When the antenna is mounted inside the patrol car,
  123. "RADAR will have the tendency to read the pulse of the fan motor (air
  124. conditioner, heater, defroster)."  This is a statement provided by the Texas
  125. Department of Public Safety who conducted a study of RADAR guns in 1987.  The
  126. Texas Department of Public Safety offered no safeguard for this error.
  127.  
  128. "Beam Reflection Error"   Since microwaves are so readily reflected, the Texas
  129. Department of Public Safety cautioned mounting the antenna within the patrol
  130. car.  One instructor said, "It is possible that a reflective path can be set up
  131. through the rear view mirror that will produce RADAR readings on the vehicles
  132. behind the patrol car when the RADAR is aimed forward.  And those vehicles can
  133. be either coming or going since traffic RADAR cannot distinguish between the
  134. direction."
  135.  
  136. "Double Bounce Error"   Again, since microwaves are easily reflected, the
  137. operator must be aware of a "bad bounce" and an ordinary reflection.  And, as
  138. stated before, since large objects are more efficient than smaller ones,
  139. microwaves are attracted to them more.  So, in effect, you could have an
  140. initial RADAR bounce off of the target vehicle, then from the target vehicle to
  141. a house or a truck going the opposite direction, and finally back to the patrol
  142. car.  This error will mathematically get larger the slower the target vehicle
  143. is moving.
  144.  
  145. "The Cosine Error"   This is a mathematical error that takes place when the
  146. RADAR gun attempts to calculate the trigonomic equation that is programmed into
  147. it.  The RADAR gun measures the angle at which the target enters a point and
  148. then exits a point (i.e. 25 degrees).  The cosine of 25 is .9063.  The RADAR
  149. gun was designed to calculate the speed of the patrol car by multiplying the
  150. speed of the patrol car (i.e. 50 mph) and the cosine of the angle (.9063) and
  151. it gets the false speed of the patrol vehicle as 45mph.  Therefore, when you
  152. subtract the patrol speed from the target speed (i.e. 50, the same as the
  153. patrol car) you get the false sense that the target vehicle is traveling 5mph
  154. faster than the patrol car.
  155.  ______________________________________________________________________________
  156. |                           |
  157. | Technical Analysis Report |  Below is a copy of the report mentioned above
  158. |___________________________|  was conducted by the NHSA.  But first I will
  159.                                explain what some of the criteria were under the
  160. testing conditions.  It is also important to note that ALL RADAR units were
  161. subject to "panning error" except the CMI Speedgun-6 and Speedgun-8 models.
  162. Panning error occurs when the RADAR antenna is aimed at it's own display
  163. console.  Unintentional errors of this sort can be eliminated when police
  164. officers are given adequate training.
  165.  
  166. TEST UNIT               : Model and manufacturer of the police speed RADAR
  167.                           unit in question.
  168.  
  169. BAND                    : The short hand used for determining the broadcast
  170.                           frequency of the RADAR unit.  X-Band is 8.2-12.4 GHz.
  171.                           K-Band is 18.0-26.5 GHz.
  172.  
  173. BEAM WIDTH              : The number that is 1/2 of the actual beam width.
  174.                           In other words, if a RADAR manufacturer says the beam
  175.                           width is 24 degrees, the actual beam width is
  176.                           48 degrees.  Very deceptive, eh?
  177.  
  178. SHADOWING ERROR         : This occurs in moving mode only.  It is the result
  179.                           of the RADAR mistaking another vehicle for it's
  180.                           ground reference and adding speed to the target
  181.                           reading.
  182.  
  183. POWER SURGE             : This occurs when the RADAR unit is first turned on.
  184.                           This also occurs when the "kill switch" is used to
  185.                           defeat RADAR detectors.  Lag time for kill in the
  186.                           moving mode ranges from 1.5-5 seconds.
  187.  
  188.  
  189. EXTERNAL INTERFERENCE   : The NBS test only used CB radio and police-band radio
  190.                           for "external interference."  There are many other
  191.                           kinds of outside electromagnetic interference that
  192.                           may effect police RADAR.
  193.  
  194. INTERNAL INTERFERENCE   : Internal interference "may be caused by ANY
  195.                           electrical component or accessory in the vehicle,
  196.                           especially when the patrol car's primary power source
  197.                           is used to operate the RADAR.
  198.  
  199. [It should be noted that TWO of MPH's K-55 RADAR units were tested.  This
  200. demonstrates that each RADAR unit can contain its own quirks regardless of the
  201. fact that it can be from the same model from the same manufacturer.]
  202. _______________________________________________________________________________
  203.  
  204.              NATIONAL BUREAU OF STANDARDS SUMMARY ON TRAFFIC RADAR
  205. _______________________________________________________________________________
  206.  
  207. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  208. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  209. Kustom Signals MR-9     K       13.3            Minor
  210.  
  211.  
  212.  
  213. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  214. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  215. Switch-ON gave                  CB radio caused false      CB radio caused
  216. stray reading of 7mph           readings of up to 25'      erroneous readings
  217. _______________________________________________________________________________
  218.  
  219. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  220. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  221. MPH Industries K-55     X       20.4            Added 12mph to target in one
  222. (first of two units)                            test
  223.  
  224.  
  225. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  226. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  227. No valid reading for            CB radio caused false      CB radio many
  228. 2.4 sec in moving mode          readings of up to 20'      erroneous readings
  229. _______________________________________________________________________________
  230.  
  231. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  232. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  233. MPH Industries K-55     X       24.6            Increased target speed 12-15mph
  234. (second of two units)                           about 20% of the time
  235.  
  236.  
  237. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  238. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  239. 2 sec delay in moving mode,     CB radio caused false      CB radio cause many
  240. 2.5 sec in stationary mode      alarms up to 175' away     erroneous readings
  241. _______________________________________________________________________________
  242.  
  243. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  244. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  245. Decatur MV-715          X       17.5            Added 8-23mph to target in
  246.                                                 repeated testing
  247.  
  248.  
  249. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  250. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  251. No valid reading for            Not effected by external   Extreme interference
  252. 2+ seconds in moving mode       CB radio                   from heater fan,
  253.                                                            ignition, & CB radio
  254. _______________________________________________________________________________
  255.  
  256. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  257. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  258. CMI Speedgun-6          X       18.8            Very severe, added 12-20 mph
  259.                                                 to target
  260.  
  261. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  262. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  263. 7 sec delay in moving mode,     Not effected by external   CB radio and police
  264. 2 sec delay in stationary       CB radio                   radio boosts
  265.                                                            readings 20mph
  266. _____________________________________________________________________________
  267.  
  268. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  269. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  270. CMI Speedgun-8          X       18.6            target traveling 41mph shown as
  271.                                                 74mph; target 30mph shown as
  272.                                                 41mph
  273.  
  274. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  275. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  276. 2 sec delay in moving mode,     Not effected by external   No adverse effect
  277. 1.2 sec delay in stationary     CB radio                   noted
  278. _______________________________________________________________________________
  279.  
  280. TEST UNIT               BAND    BEAM WIDTH      SHADOWING ERROR
  281. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  282. Kustom Signals MR-7     X       14.3            No effects noted
  283.  
  284.  
  285. POWER SURGE                     EXTERNAL INTERF.           INTERNAL INTERF.
  286. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  287. 25.4 sec delay in moving mode,  Not effected by external   Police band radio
  288. 0.6 sec delay in stationary     CB radio                   caused intermittent
  289.                                                            increases of 10mph
  290.  ______________________________________________________________________________
  291. |               |
  292. | In Closing... |  I hope you have learned a little about how police speed
  293. |_______________|  RADAR operates, the errors that they frequently incur, and
  294.                    possibly a way to avoid the highway robbery that occurs
  295. each time Officer Friendly decides to make a little extra dough for his "job
  296. security."
  297.  
  298. Also, if you are interested in obtaining cheap traffic RADAR equipment to play
  299. with, you can write to:  AIS SATELLITE INC., 106 N. Seventh Street, Perkasie,
  300. PA 18944.  You can also call them for a catalog at (215)453-1400 or place
  301. orders at (800)AIS-2001.
  302. ______________________________________________________________________________
  303.  
  304.  
  305.  
  306.  
  307.