レーダ探知機を科学する。


みんなもご存じのレーダ探知機。
普段何気なく使っている探知機だが、中身はどうなっているのか？メーカ・値段もピンキリだが、どれを買ったらよいのか？Ｆ＆Ｆが科学してみた。
インプレッションと性能比較はこちら フィールドテスト結果はこちら


左はサンヨーテクニカのλ５８３ＸＫ（実売価格２万円程度）右はセルスター工業のＡＬＰＨＡ９３５（実売価格１．６万円程度）だ。
私は、個人的にサンヨーテクニカ製品が好きで３台ほどバラしている。
サンヨーテクニカを好きになった理由は、今から１０年くらい前に購入したモデルの性能が良かったからだ。
この製品、某ディスカウントショップで￥２、７００で売っていた。
たぶん、￥２７、０００の間違いだと思うが．．しっかり￥３０００円でお釣りを貰ってきた。
この当時、レーダ探知機からの漏洩電波が問題になった時期でもあり非常に手間のかかった作りになっていた。
しかも、高周波増幅（アンテナから入ってきた１０ＧＨｚ帯を増幅してからミキシングダウンすると宣伝されていた）器が付いていたのだ。
そのモデルも、だいぶ古くなったので購入したのがλ５８３ＸＫだ。


これがその中身。
スキャナーで撮ったから色がヘンなのは勘弁してくれ。
右半分に見えるところがホーンアンテナと１ｓｔローカルやミキサ回路だ。
コイツの感度、全然良くない。
（以前のモデルに比較して）サンヨーテクニカに聞いてみると、「感度を求めるならλＰＲＯ９７０ＸＫがいい」と言う。
そうかあ．．そんなに違うのならと９７０を買ってみた。
（３．５万円前後）当然すぐバラすと、何と中身は５８３と同じではないか！

コレを見た時点で、私のサンヨーテクニカに対する信頼性はゼロになった。
ケースが違うだけのものを新製品と言って、高く売るなんて！許せないのだ。
しかし、感度は９７０の方がよい。
以前使っているものとさほど変わらないレベルだ。
じゃあ５８３の感度は？？サンヨーテクニカに修理に出すと「調整不良．．再調整」で帰ってきた。
（９７０と同じになった．．当然！）このモデル、１０．５２５ＧＨｚ（Ｘバンド）と、２４．２ＧＨｚ（Ｋバンド）が受信できる。
さて、そのメカニズムは？

内部はこのようになっている。
ホーンアンテナに入ってくる電波は１０．５２５ＧＨｚと２４．２ＧＨｚだ。
１ｓｔローカルの発振周波数は、約１１．５ＧＨｚから１１．６ＧＨｚだ。
１０．５２５GHｚを受信した場合は11.5GHz-10.5GHz=1GHzになる。
では、２４．２ＧＨｚの場合はと言うと，１ｓｔローカルの２倍高調波を使って２４．２−２３．２＝１ＧＨｚとなり、何ら回路の変更無しに２つのバンドが受信できるのである。
１０ＧＨｚ帯と２４ＧＨｚ帯ではヘテロダインが逆になるので、１ｓｔローカルのスイープに対するＦＭ検波後の電圧を見れば、どちらの周波数を受信しているか分かる。
これで、警報音を変えているわけだ（誤動作する）

このλ５８３／９７０は、ＣＰＵを使用していない。
全部ハードロジックで組まれているのだ。
レーダ探知機以外の製品を見てもそうなのだが、サンヨーテクニカはソフトウエアが苦手と見える。
あるいはコスト最優先なのかも知れないが．．このモデルは、警報が鳴らないか鳴っているかで中間値があまりない。
町中ではピーピうるさいし、高速道路のオービスを最高感度でディテクトすれば約１５００ｍ手前から警報を発する。
一方Ｈシステムには弱く、肉眼で見えているのに直前まで行かないと鳴らないケースもある。
なお、相互干渉（他のレーダ受信機から発射される漏洩電波で誤動作する）は多い。

これが、ＡＬＰＨＡ９３５ＸＫの中身

ＣＰＵ搭載（部品面）だから、デバイスの数は少ない。
ＣＰＵは、ＮＥＣのμＰＤ７５００６が使用されている。
１０ＧＨｚ／２４ＧＨｚ受信のメカニズムはサンヨーテクニカと同様だと思われる。
高周波部（アンテナ付近）が小型に出来ているのは、基板上にミキサやらローカル発振用の誘電体共振器を乗せて一体化しているためである。
（ＭＭＩＣ）このモデルに関しては、まだ実使用上のデータが取れていない。
カタログスペックを見ると、「ブザーが３段階に変化」ってのが気になる。
電界強度に応じて連続的に変化して欲しいよね。
しばらく使ってみたら、このページで報告する。

どうやってスピードを測定しているのか？
通常のレーダと言われるヤツは、ＣＷ（連続波）ドップラレーダだ。

ステルスと言われているものも同じ。
ただ常時電波が発射されていないだけだ。

ドップラとは、近づいてくる物に対して周波数が高い方向にシフトする現象だ。

これは、電波に限らず音でも起こる。

救急車のサイレンを思い出して欲しい。

ドップラ周波数の計算式と、その理屈はその手の本を見ていただくとして（面倒
がって済まないねえ．．）とにかく自分の発射した電波と、車両に反射して戻ってき
た周波数の差を速度に換算しているわけだ。

ここで言う速度とは、レーダのアンテナに対する速度であって対地速度ではない。

３車線の道路で、最左車線走行中にレーダのアンテナを発見したら最右車線まで移動
すると、レーダに対する速度は低下してスピード表示は低くなる計算だ。


最近流行の（？）Ｈシステム。

実は私も詳しくは知らない。

Ｈシステムの近くまで行って、スペアナででも観測すれば分かるのだろうが．．
で、ココからは予測。

Ｈシステムの電波がパルス状であるらしいことは分かっている。

なぜパルス状に発射しなくてはいけないのか？
これは、ドップラレーダではなく電波そのものの遅延時間で測速度しているのか？
そんな精度は出るのだろうか？
例えば、単位時間当たりの車両移動距離が３ｍだとすると、その３ｍの差による電波
伝搬速度の差は１０ｎＳ（計算間違ってないよねえ）だ。
10nSは100MHzだから時間としてではなく位相だとか周波数だとかであれば検出出来る。

時間を計るとすると結構精度が必要だから、何かしらの工夫があるのだろう。




こいつがＨシステムだ。
四角い板状の物がアンテナ。
形状からしてダイポールアレィでは無いだろうか？三菱電機製の物は、投射角〜１０度／ビーム幅約２度／出力５０ｍＷとなっている。
アンテナの両側は、赤外線投光器とＣＣＤカメラ。
このカメラ、１５００×１５００＝２２５万画素と言う分解能だ。
そんじょそこらのデジカメとはケタが違う。
画像データは（たぶん）圧縮されＦＥＡＬ８による暗号化の後ＩＮＳ６４回線で伝送される。
測定可能最高速度は２２０Ｋｍ／ｈらしい。

Ｈシステムのついで？に、代表的ＣＷドップラレーダのスペックを書いておく。

日本無線製 三菱電機製 松下通信製
送信出力 ５０ｍＷ ５０ｍＷ ２０ｍＷ
投射角 ０〜１０度／２７度 ０〜１０度／２５度 ０〜１０度
測速度上限 １９９Ｋｍ／ｈ １９９Ｋｍ／ｈ １６０Ｋｍ／ｈ
方向識別 近接のみ 近接／遠去 近接／遠去
＊周波数は各メーカ共通１０．５２５ＧＨｚ±１２ＭＨｚ〜１５ＭＨｚ程度。
投射角とは、測定物（君の車だよ！）にどの位の角度で電波を照射するかだ。
０〜１０度は、ほぼまっすぐ反射して帰ってくる電波を拾うわけで特別な補正は要らない。
２５／２７度だと実車速より遅く計測されるので、内部で補正している。
２５／２７度だと、アンテナは測定物の方向より中央車線よりに向くから、レーダ探知機では探知しにくい。
また、２５／２７度補正をかけたままほぼ水平（０〜１０度）で測定するとプラス誤差（実車速より速いデータとなる）が発生する。
上記表のデータは、各メーカの代表的機種を表したもの。
三菱電機などはかなりの機種を発売していて、アンテナもホーンアンテナ／パラボラアンテナ／スロットアレイ等のモデルがある。

サンヨーテクニカ製ラムダ９７０ＸＫとセルスター製アルファ?
坑械毅悖砲糧羈?
サンヨーテクニカ製ラムダ９７０ＸＫ
セルスター製アルファ?
坑械毅悖?
まだ使いはじめたばかりなので、不満点が少ないが．．．

ＬＳＣについて
ロースピードキャンセラ機能である。
ロースピードといっても車速ではなくエンジンスピードだ。
探知機の電源から、オルタネータノイズを拾ってエンジン回転数が低いときに警報をカットする機能。
ＳＬの場合だと、５０Ｋｍ／ｈ走行時でもエンジン回転数は１０００回転前後だから設定は７００回転付近とした（アイドリング回転数は約５００回転）停止中に警報がカットされるだけでも有り難いか。
（最近は、ちゃんと車速センサの信号を元にして車速感応型もある）

その他
レーダ探知機の代表的メーカと言えば、ユピテルが有る。
残念ながらＦ＆Ｆでは、バラしていない。
いらない探知機をお持ちの方がいたら送ってくれ。

片っ端からバラしてやるゾ！

走って調べた、フィールドテスト
実際のレーダ取り締まり機に対する感度を調べるために、関越自動車道でテストを行った。
練馬から新潟までの間に、４カ所の自動取り締まり機がある。
また新潟からの上り線には２カ所、うち１カ所はＨシステムだ。



テストの概要
サンヨーテクニカの９７０ＸＫと、セルスターの９３５ＸＫを運転席／助手席のサンバイザに取り付けた。
両方の感度設定だが９３５ＸＫは最高感度に、９７０ＸＫは中間の感度設定とした。
９７０ＸＫを最高感度設定とすると、９３５ＸＫと干渉して鳴りっぱなしになるからだ。
もっとも中間感度といえども、すれ違う車や前後を走る車にレーダ探知機が付けられていると、敏感に相互干渉を起こして鳴りっぱなしになる。
当初は「これも感度がよい証拠か？」と思っていたが、その真の実力はフィールドテストで明らかになった。
なお、下り線で生きていたオービスは２カ所のみであり、上り線は２カ所とも生きていた。

テスト結果
９７０ＸＫ ９３５ＸＫ
見通し直線のオービス ２カ所、双方とも差はない 約８００ｍ 約１０００ｍ
連続カーブで見通せない 上り関越トンネル手前 約６００ｍ 約９００ｍ
直線上のＨシステム ＊注 約５００ｍ
＊注：相互干渉で鳴りっぱなし、計測できず

考察
９７０ＸＫも最高感度設定にすると９３５ＸＫなみか、それ以上になると思われる。
（約１５００ｍの距離から反応した実績あり）従って、両機種の感度差はほとんど無いと言えるだろう。
ただ、９７０ＸＫは異常に相互干渉を受けやすく車の多いところでは鳴りっぱなしになるケースもある。
田舎の一本道を走る分には良いのだが、混雑気味の高速道路では誤報が多くてホンモノがどれなのか？全く分からない。
（でも、今までずいぶん助かっているが．．慣れるまでは注意が必要）９３５ＸＫも相互干渉は皆無ではない。
殆どの場合は「ステルスアラーム」と称する、急激な電界強度上昇時用アラームが鳴動する。