스피드 건

3. 작동 원리

측정하려는 물체에 전파를 쏘아, 물체에 반사된 전파를 측정한다. 물체가 운동하고 있을 때는 도플러 효과에 의해 반사파의 주파수가 변화하므로, 이것과 발사파의 주파수를 비교하여 운동 속도를 산출한다. 전파를 이용하여 측정하기 때문에, 대상 물체의 운동이 광속을 넘지 않는 한 이론적으로 측정이 가능하다.^[14]

== 도플러 효과 ==

스피드 건은 도플러 효과를 이용하여 물체의 속도를 측정한다. 레이더 속도 측정기는 무선 송신기와 수신기로 구성되어, 좁은 빔으로 전파 신호를 보낸 다음 대상 물체에 반사되어 돌아오는 전파를 수신한다.^[14] 물체가 측정기를 향하거나 멀어질 때, 반사된 전파의 주파수는 도플러 효과에 의해 변화한다.^[14] 물체가 레이더에 접근하면 반환파의 주파수가 전송파보다 높고, 물체가 멀어지면 주파수가 낮아진다. 이러한 주파수 차이($\backslash Delta\; f$)를 이용하여 레이더 속도 측정기는 다음 방정식으로 물체의 속도($v$)를 계산할 수 있다.^[14]

:$\{v\}=\backslash frac\; \{\backslash Delta\; f\}\{f\}\; \backslash times\; \{\backslash frac\; \{c\}\{2\}\}$

여기서 $c$는 광속, $f$는 전파의 방출 주파수이다. 이 방정식은 물체의 속도가 빛의 속도에 비해 낮을 때 정확하며, 일상적인 상황에서 물체의 속도는 주파수 차이에 정비례한다. 측정하려는 물체에 전파를 쏘아 반사된 전파의 주파수 변화를 측정함으로써, 광속을 넘지 않는 물체의 운동 속도를 산출할 수 있다.^[14]

== 구성 요소 ==

스피드 건은 측정하려는 물체에 전파를 쏘아, 물체에 반사된 전파를 측정한다. 물체가 운동하고 있을 때는 도플러 효과에 의해 반사파의 주파수가 변화하므로, 이것과 발사파의 주파수를 비교하여 운동 속도를 산출한다.^[14] 전파를 이용하여 측정하기 때문에, 대상 물체의 운동이 광속을 넘지 않는 한 이론적으로 측정이 가능하다.^[14]

== 측정 방식 ==

반사파를 수신한 후, 수신된 무선 신호와 송신된 신호의 일부를 혼합하여 이 차이에 해당하는 주파수를 가진 신호가 생성된다. 두 개의 다른 음표를 함께 연주하면 그 주파수의 차이에 해당하는 비트 음이 생성되는 것처럼, 이 두 개의 무선 신호가 혼합되면 "비트" 신호(헤테로다인)가 생성된다. 그런 다음 전기 회로가 디지털 카운터를 사용하여 고정된 시간 동안의 사이클 수를 계산하여 이 주파수를 측정하고, 물체의 속도를 디지털 디스플레이에 표시한다.

이러한 종류의 속도 측정기는 표적과 총 자체의 속도 차이를 측정하기 때문에, 정확한 판독값을 얻으려면 총이 정지해 있어야 한다. 움직이는 자동차에서 측정을 수행하면, 도로에 대한 표적의 속도가 아닌 두 차량 간의 속도 차이가 표시되므로, 움직이는 차량에서 작동하도록 설계된 다른 시스템이 있다.

"이동식 레이더"에서, 레이더 안테나는 목표 차량과 도로 표면, 근처의 도로 표지판, 가드 레일, 가로등 기둥과 같은 고정된 배경 물체 모두로부터 반사된 신호를 수신한다. 목표물로부터 반사된 신호의 주파수를 송신된 신호와 비교하는 대신, 이 배경 신호와 목표 신호를 비교한다. 이 두 신호 간의 주파수 차이가 목표 차량의 실제 속도를 제공한다.

3. 1. 도플러 효과

3. 2. 구성 요소

3. 3. 측정 방식

4. 기술적 특징 및 한계

교통 레이더는 다양한 모델로 출시된다. 휴대용 장치는 대부분 배터리로 작동하며, 주로 고정 속도 단속 도구로 사용된다. 고정 레이더는 경찰 차량에 장착할 수 있으며 안테나가 1~2개 있을 수 있다. 이동 레이더는 경찰 차량이 이동 중일 때 사용되며, 순찰 차량의 앞과 뒤에서 접근하고 멀어지는 차량을 추적하고 동시에 여러 표적을 추적할 수 있는 등 매우 정교할 수 있다. 또한 선택된 레이더 빔의 가장 빠른 차량, 앞 또는 뒤를 추적할 수 있다.

레이더 스피드 건 사용에는 여러 가지 제한 사항이 있다. 예를 들어, 레이더 조작자가 장비를 효과적으로 사용할 수 있도록 사용자 교육 및 인증이 필요하다.^[9] 훈련생은 실제 표적 속도의 +/-2 mph 이내에서 차량 속도를 일관되게 시각적으로 추정해야 한다. 예를 들어 표적의 실제 속도가 30 mph인 경우 조작자는 표적 속도를 28 mph와 32 mph 사이로 일관되게 시각적으로 추정할 수 있어야 한다. 고정 교통 단속 레이더는 도로 위 또는 옆에 위치해야 하므로, 사용자는 단일 차량이 시야 내에서 이동하는 동안 방향이 변경됨에 따라 차량 속도를 정확하게 추정하기 위해 삼각법을 이해해야 한다. 실제 차량 속도와 레이더 측정값은 코사인 효과로 인해 거의 동일하지 않지만,^[10] 실제 속도와 측정 속도의 이러한 차이는 실질적으로 무의미하며 일반적으로 1 mph 미만의 차이를 보인다. 경찰은 이러한 부정확성을 최소화하도록 레이더를 배치하도록 훈련받으며, 오류가 발생하더라도 항상 실제 속도보다 낮게 보고되는 운전자에게 유리하게 작용한다.

레이더의 배치는 레이더 근처의 큰 반사 표면을 피하는 데 중요할 수 있다. 이러한 반사 표면은 레이더 빔이 의도하지 않은 반사 표적에서 반사되어 다른 표적을 찾아 반환하여 감시 중인 교통과 혼동될 수 있는 다중 경로 시나리오를 만들 수 있다. 그러나 ''MythBusters''는 통과하는 물체의 표면을 변경하여 건의 잘못된 판독값을 얻으려는 에피소드를 제작했으며, 유의미한 효과를 발견하지 못했다.^[11][12]

레이더 스피드 건은 교통 내 표적을 구별하지 않으며, 정확한 속도 단속을 위해서는 적절한 조작자 훈련이 필수적이다. 레이더의 시야 내 표적을 구별할 수 없다는 점은 조작자가 +/-2 mph 이내로 표적 속도를 일관되고 정확하게 시각적으로 추정해야 하는 주요 이유이다. 예를 들어, 레이더의 시야에 7개의 표적이 있고 조작자가 그 중 6개의 표적의 속도를 약 40 mph로 시각적으로 추정할 수 있고, 그 중 하나의 표적의 속도를 약 55 mph로 시각적으로 추정할 수 있으며, 레이더 장치가 56 mph를 표시하면 장치가 어떤 표적의 속도를 측정하고 있는지 명확해진다.

이동 레이더 작동 시 또 다른 잠재적 제한 사항은 레이더의 순찰 속도가 실제 지면 속도 대신 다른 이동 표적에 고정될 때 발생한다. 이는 레이더의 위치가 트랙터 트레일러와 같은 더 큰 반사 표적에 너무 가까울 경우 발생할 수 있다. 이를 완화하기 위해 차량의 CAN 버스, VSS 신호 또는 GPS로 측정된 속도에서 제공되는 보조 속도 입력을 사용하여 측정 속도를 비교할 수 있는 보조 속도를 제공함으로써 오류를 줄일 수 있다.

4. 1. 주파수 대역

4. 2. 한계

5. 종류

라이다 속도 측정기와 같은 레이저 장치는 부지 조사 제한 및 카메라 없이 일반적인 도시 및 교외 교통 환경에서 안정적인 거리 및 속도 측정을 생성할 수 있다. 라이다는 전형적인 총기와 유사한 방향성을 가지고 있기 때문에 도시 교통에서 신뢰성이 높은데, 빔이 연필과 유사한 모양을 갖기 때문에 조준된 물체에서만 측정을 생성하기 때문이다.

5. 1. 경찰 단속용

5. 2. 스포츠용

6. 응용 분야

6. 1. 교통 단속

6. 2. 스포츠

6. 3. 기타

7. 한국에서의 활용 및 사회적 영향

참조

_[1] 웹사이트 5 Best Baseball Radar Guns 2023 [Reviews And Buying Guide] https://baseballrada[...]
_[2] 웹사이트 Looks fast, feels faster - why the speed gun is only part of the story https://www.espncric[...] 2021-12-05
_[3] 웹사이트 Police RADAR http://hyperphysics.[...] Department of Physics and Astronomy, Georgia State University 2017
_[4] 뉴스 Innovation: Who Made That Traffic Radar? https://www.nytimes.[...] 2013-08-30
_[5] 뉴스 Speeders in Connecticut to Face Real Radar Test https://www.nytimes.[...] 1949-02-06
_[6] 뉴스 Radar Works on Speeders; Year's Test on Long Island Shows System is Costly https://www.nytimes.[...] 1949-02-09
_[7] 웹사이트 Mobile Scanner & RADAR-Detector Laws In The U.S. http://www.fireline.[...] Fireline 2019-09-23
_[8] 웹사이트 Are radar detectors legal? https://whistler-gro[...] re:amaze
_[9] 문서 Cal. Vehicle Code VEH
_[10] 간행물 Calibration of Speed Enforcement Down-The-Road Radars https://nvlpubs.nist[...] Office of Law Enforcement Standards, National Institute of Standards and Technology, U.S. Department of Commerce 2009-05
_[11] episode Beat the Radar Detector 2004-10-13
_[12] 웹사이트 MythBusters Episode 18: Beat the Radar Detector https://mythresults.[...]
_[13] 문서 ディケイター・エレクトロニクス http://decaturelectr[...]
_[14] 문서 日米スカウトマンも使用するスピード計測器の仕組みとは http://r25.yahoo.co.[...]
_[15] 문서 平成2年郵政省告示第240号 電波法施行規則第33条の規定に基づく無線従事者の資格を要しない簡易な操作 https://www.tele.sou[...]
_[16] 간행물 近年の速度抑制・取り締まりの技術:－ISA・可搬式オービス・平均速度取締－ https://doi.org/10.2[...] 国際交通安全学会 2021-09-31
_[17] 웹사이트 日本人最速を計測するのは誰？日本野球の球速表示は79年から https://www.sponichi[...] スポーツニッポン 2014-07-02
_[18] 서적 私のベストナイン プロ野球超人列伝 講談社
_[19] 문서 The History of the Radar Gun https://www.efastbal[...]
_[20] 문서 月刊スラッガー 日本スポーツ企画出版社
_[21] 문서 ヤ軍ヒックス“最速”170キロ！ 驚異の補殺 https://www.nikkansp[...]
_[22] 문서 ヤ外野手、“史上最速”球速170キロ https://www.daily.co[...]
_[23] 문서 ヤンキースのヒックスが左翼から170キロの本塁返球 https://web.archive.[...]
_[24] Youtube OAK@NYY: Hicks throws home to complete double play https://www.youtube.[...]
_[25] 문서 Yankees OF Aaron Hicks fires record-breaking 105.5-mph throw to nab runner at home http://www.foxsports[...]
_[26] 문서 The Yankees’ Aaron Hicks threw a baseball 105.5 mph from left field, might be a superhero http://ftw.usatoday.[...]
_[27] 문서 Fastest Pitchers Ever Recorded in the Major Leagues - 2014 post-season UPDATES thru 10/27 https://www.efastbal[...]
_[28] 웹인용 Company history http://www.decaturra[...] Decaturradar 2010-12-25
_[29] 웹인용 Speed Limit Signs - a History of Speeding in the US http://www.roadtraff[...] www.roadtrafficsigns.com