汽車雷達測速理論-亞霸科技反雷達測速器館

　　首先，大家必須先了解雷達的基本原理，因為雷達仍是目前用來偵測移動物體最普遍的方法。雷達英文為RADAR，是Radio Detection And Ranging的縮寫。所有利用雷達波來偵測移動物體速度的原理，其理論基礎皆源自於「都卜勒效應」，其應該也是一般常見的都卜勒雷達(Doppler Radar)，此原理是在19世紀一位澳地利物理學家所發現的物理現像，後來世人為了紀念他的貢獻，就以他的名字來為該原理命名。
　

　　都卜勒的理論基礎為時間。波是由頻率及振幅所構成，而無線電波是隨著波而前進的。當無線電波在行進的過程中，碰到物體時，該無線電波會被反彈，而且其反彈回來的波，其頻率及振幅都會隨著所碰到的物體的移動狀態而改變。若無線電波所碰到的物體是固定不動的，那麼所反彈回來的無線電波其頻率是不會改變的。然而，若物體是朝著無線電線發射的方向前進時，此時所反彈回來的無線電波會被壓縮，因此該電波的率頻會隨之增加；反之，若物體是朝著遠離無線電波方向行進時，則反彈回來的無線電波，其頻率則會隨之減小。下圖為都卜勒雷達(Doppler Radar)的基本原理圖示：

	<==車子朝著無線電波方向前進，其反彈的率頻會增加
	<==車子朝著無線電波傳送的反方向前進，其反彈的率頻會減小

速度偵測裝置(即台灣警方所使用的測速雷達)所應用的原理，就是可以偵測到發射出現的無線電波，及反彈回來的無淺電波其間的頻率變化。由這兩個不同頻率的差值，便可以依特定的比例關係，而計算是該波所碰撞到物體的速度。當然，此種速度偵測裝置可以將所偵測到的速度，轉換為「公里/小時」或是「英哩/小時」。也許大家還是無法體會什麼是「都卜勒效應」，但每個人在日常生活中應該都有「聽」過「都卜勒效應」。例如：當火車鳴笛或救護車的警報聲一直朝著你接近時，會發現聲音會一直在變化，這就是所謂的「都卜勒效應」，此例子是生活中最常見的例子，因為當聲波一直朝著你接近時，該聲波的頻率會一直增加，所以聽到的聲音才會一直變。這跟測速雷達所用到的原理是一樣的，只不過測速雷達所使用的不是聲波，而是無線電波。
　

　　由於警方的測速雷達總是偵測到一個較強的反單電波後，才決定該移動物體(車子)的速度；而通常體積較大的物體其反彈的電波也較強；另外，離發射電波較近的物體，其所反彈的電波也會較強。根據這個原理，若有兩輛大小相同的車子，同樣都是超速時，測速雷達只會偵測到開在較前面車子的速度；若有一輛未超速的大卡車開在前方，而另一輛已超速的小客車開在後方時，測速雷達是無法偵測出該小客車已超速，除非該小客車已經超越了大卡車而繼續超速。

　　這告訴我們，利用雷達波來偵測車速時，是無法在車陣中，偵測到特定車輛的速度，而只能偵測到開在車陣最前面，且體積較大的車子的速度。

二、雷達原理詳述
下面的文章，將更詳細地探討雷達測速的各種影響因素：

影響雷達波覆蓋範圍的因素如下：

雷達的功率
電波接收器的靈敏度
天線的特性
欲偵測物體的體積大小
雷達與欲偵測物體的距離
欲偵測物體與雷達天線的相對位置及角度

下圖顯示出影響Muniquip K-GP手持雷達槍，其雷達波覆蓋範圍的因素:

車輛類型	可測速範圍	無法測速範圍
小客車(car)	0~200公尺內	200公尺以外
卡車或小貨車(truck/van)	0~300公尺內	300公尺以外
聯結車(HGV)	0~400公尺內	400公尺以外

由上圖可知大型聯結車最容易被偵測到速度，只要在400公尺的範圍，都可以被偵測。

Cosine因子

這裡所說的Cosine就是以前大家所學的數學三角函數，像是sin,cos,tan...，所謂的Cosine因子說明如下：

雷達要正常地發揮測速功能，該雷達必須與被測車輛同一路徑

就如同GASTO測速照相系統一般，若雷達置放的位置與車輛行經的路徑有一個角度，並不平行的話，則雷達所偵測到的速度將比實際上來的慢。而所減低的速度將正比於偏斜的角度取cosine值，簡單地說，就是偏斜的角度越大的話，偵測到的速度將比實際速度低的越多。
例如測速雷達置放的位置與車輛路徑呈20度的夾角，雖然當時車子實際速度為105公里/小時，但被偵測到的時速應為105xcos(20)=98.67公里/小時，本來應是超速的，但在雷達偵測上出現誤差。

GATSO這類的測速照相系統也會考慮到Cosine，所以會加入一些補償電路，來修正這樣的誤差，不過因為每次置放的角度都不同，因此在補償誤差時，必須經過正確的設定才行，該設定值才須經過原廠的調校才能有較精準的表現，通常懶的設定或是不會設定。

因此可以得到一個結論「Cosine因子永遠都是偏袒駕駛人的」。

測速地點的選擇

　　既然大家已經了解雷達測速的基本原理，其實是藉由車輛所反射回來的電波來計算車速，那麼在道路上一些不會動的物體，如路標、路燈等，會不會影響雷達波的反射呢？由於路標、路燈等物體的體積都很小，尚不會對雷達電波產生太多的影響，但如果是一些較大的物體，如建築物、停在路旁的大卡車，或是高速公路上一些路段的大型路標、廣告板等，這些物體就一定會影響到雷達電波的反射，也就是說即使路上沒有車輛經過，警方所使用的測速雷達還是會偵測到一些數據，只是這些數據可能速度都是0而已。不過大家也不要以為在路上看到大型路標時就可以盡情超速了，因為一旦車輛位置超過了路標，而離雷達波越近的物體所反射的雷達波會越強，此時您還是會被偵測到超速的。

然而，在ACPO的使用手冊中，很明確地指出「理想的測速照相地點，應該位在空曠無阻礙且沒有大型反射物的道路上；在開始測速之前，選擇地點是相當重要的；操作員在開始前，必須在車流前，選擇一視線良好的位置，該視線上不能有如「公車候車坪」、「大型路標」、「金屬柵欄」、「防撞護欄」等物體。

確認超速的步驟

警方使用「手持雷達」來測速時，剛開始並未開機，先採取目測的方式，等到發現有車輛疑似超速時，再開機以手持雷達來驗證是否真的超速。

ACPO在使用手冊中指出「在測速雷達的偵測範圍中，必須只有一輛車子才能立刻偵測速度」。換句話說，若您的車子正處於車陣當中，警方是無法確定所偵測到的車速是哪一輛車。此時警方必須先追蹤某輛車最少3秒的時間，等到雷達出現「已鎖定」的訊息時，警方才可以開始偵測車速。

因此要得到車輛的超速需要花費3秒鐘的時間，而且警方在測速時也會將誤差考慮進去，例如，在雷達偵測速度時，雷達螢幕上顯示的速度為102-101-102-103-101，此時警方就可以確定您的車速為101到103公里/小時，然而，若在霤達螢幕上顯示的數據為102-101-149-103-101，此時警方就認定這次的測速有相當大的誤差而不採用該數據，您也有可能逃過一劫。

輻射危害

因為「雷達」在測速時會發射出強大的無線電磁波，當警方的雷達測速儀器接近身體在25公分時，雷達天線所發射出來的電磁波輻射將對人體造成某些程度的傷害，所以警方在使用雷達測速時，也不太喜歡一直保持開機的狀態，因為他們距離測速雷達的距離最近。所以常常會發現路旁的警車，雖然車上掛著測速雷達的天線，但是您所使用的雷達警示器卻沒有發出警告聲，這是因為警方也不喜歡一直開機，都是以目測的方式先觀察車輛是否有超速的疑慮，然後再開機驗證是否真的超速。