JPH033503A - 折り曲げアンテナ - Google Patents

折り曲げアンテナ

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JPH033503A
JPH033503A JP13791989A JP13791989A JPH033503A JP H033503 A JPH033503 A JP H033503A JP 13791989 A JP13791989 A JP 13791989A JP 13791989 A JP13791989 A JP 13791989A JP H033503 A JPH033503 A JP H033503A
Authority
JP
Japan
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antenna
wavelength
electromagnetic wave
folded
underground
Prior art date
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Pending
Application number
JP13791989A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Sakanishi
坂西 昇一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
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Priority to PCT/JP1990/000703 priority patent/WO1990015452A1/ja
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は折り曲げアンテナに係わり、特には地中探査に
用いられる地下探査・地中レーダに用いる送信および受
信用のアンテナに関する。
[従来の技術] 周知のように、地中の状況を調査し、或いは地中埋設物
を非破壊的に検知する方法としてパルス状の電磁波を地
面に向かって放射し、該電磁波が地中に存在する異物や
土質の変化境界から反射されてくる反射波の反射時間や
反射強度を観察解析するレーダ法が、電磁波によって地
中を探査する地中レーダや、地下建設機械の外部地山状
況を探査するレーダとして活用されている。
前記地中レーダに用いられる送信および受信アンテナは
、多くの場合、比較的広帯域、高利得の得られる1/2
波長板状双扇形アンテナである。
アンテナ装着面積のせまい機械に用いる地中レーダに於
いてはアンテナ長さを1/2波長よりも短くして搭載し
ている。
[発明が解決しようとする課題] 上述したような地中を探査する地中レーダや地下建設i
械の外部地山状況を探査するレーダ(以下地中レーダと
記す)に於いては測定対象である地面の電気的特性や、
必要とする探査深度に対応して適切な電磁波の波長が決
まるが、該レーダを搭載する機械の条件によってはその
構造寸法からアンテナの取り付は面積が限られるために
、必要とするアンテナ寸法よりも短い長さのアンテナを
装着することになって、効率のわるい装置になるという
問題があった9本発明は上記5を来の問題を解決してア
ンテナ装着面積が狭くても該電磁波波長にマツチングの
とれた効率の良いアンテナを提供することを目的として
いる。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明に係わる折り曲げアン
テナは、ダイポールアンテナ端部を折り曲げたことを特
徴とし、該折り曲げアンテナの実効アンテナ長を放射電
磁波のほぼ1/2波長にしたことを特徴とし、また、地
中レーダ装置のダイポールアンテナ端部を折り曲げ、ま
た、該折り曲げアンテナの実効アンテナ長を放射電磁波
のほぼ1/2波長にしたことを特徴としている。
[作用] 上記構成によれば、ダイポールアンテナ端部を折り曲げ
たので、所定の電磁波波長とマツチングのとれた実効長
のアンテナを得ることができる。また、地中レーダに所
定の電磁波波長とマツチングのとれた実効長のアンテナ
を用いなので効率の良い地中レーダを得ることができる
というすぐれた効果を得ることができる。
[実施例] 以下本発明に係る折り曲げアンテナと地中レーダの実施
例について第1図、第2図、第3図、第4図、第5図、
第6図を参照して詳細に説明する。
第7図は橿準的板状双扇形反波長ダイポールアンテナを
示しているが、装着面積の狭い機械に装着する地中レー
ダに用いる場合は図に示すλ/2よりも短くして用いて
いる。ただし、^は波長を示している。
第1図は本発明に係る折り込み半波長アンテナである。
周知のようにダイポールアンテナは折り曲げると折り曲
げ点で反射があり、その為に波長の短縮効果があるので
、アンテナの実効長をλ/2に合わせることが必要であ
って1本ダイポールアンテナは全長〃+2dの実効長が
λ/2に等しくなるように作成されている。このことは
また、構造寸法を小さく出来るという効果も有している
。また、本実施例においては折り曲げを直角にして示し
ているが適切なカーブを持たせることによって反射によ
る影響を減少させることも出来る。
第2図は本発明に係る地中レーダをトンネル掘削用シー
ルド機械に適用した図であり、第3図、第4図は第2図
に於ける適用例に於ける本発明に基づく折り曲げアンテ
ナユニットを示している。
第2図において20は本発明を適用したトンネル掘削用
のシールド機械であって20aはその先端であって掘削
装置が装着されている。1は第4図に示したように送信
アンテナ11と受信アンテナ12からなりたっている詳
細を後述する本発明を適用したアンテナであって、1a
は放射電磁波、■bは反射電磁波を示している。
21はトリガ回路2.パルサー3、サンプラ4、アベレ
ージヤ−5によって構成されているコントローラであっ
て、コントローラ21と光伝送線6によって結合された
演算処理装置22は、コンピュータ7、記憶装置8、C
RT表示装置9、プリンタ10によって構成されている
以上の構成において、トリガ回路2により一定のタイミ
ングで発生されたパルス信号をパルサー3により適性な
パルス発振周波数および電力となるように制御して送信
用アンテナ11に送信し、送信用アンンテナ11から放
射された電磁波1aは他山等の媒体境界面で反射され、
反射波1bとして受信アンテナ12に受信される。受信
アンテナ12で受信された反射波1bはサンプラ4にお
いてトリガ回路2からの信号によってSN比が改善され
適切な反射情報を含んだ信号に弁別された後アベレージ
ヤ−5においてさらに波形処理を行ったアナログ信号か
らデジタル信号に変化され、光伝送回路6を経由して演
算処理を行うコンピュータ7に伝送される。コンピュー
タ7においては反射波1bの到達時間とその強度から測
定対象の状況を算出し、CRT表示装置に送って表示す
る。また、算出された情報は記憶装置8に送って記憶さ
れ、必要な時に再生して新しい情報と比較し、或いは事
後の参考情報として活用する。また、算出情報はプリン
タ10によって記録紙にプリントアウトすることもでき
る。
第3図はアンテナ1の構造断面を示し、第4図は第3図
におけるAA側から見たアンテナを示している。アンテ
ナ1は第3図、第4図に示すようにアンテナプレート1
3に送信アンテナ11と受信アンテナ12が並べてケー
ス16に装着されており、アンテナ11.12の表面は
保護プレート14によって外部からの衝撃に対する保護
を行っている。送信アンテナ11の電磁波放射面と受信
アンテナの受波面以外は、外部の金属物体等による影響
を除くなめに電磁波吸収材を充填している。
次に第5図と第6図によって本発明のアンテナによる実
験例を説明する。
第5図において51は送信アンテナ、52は受信アンテ
ナでケース53の両側面に対向して装着されており、ケ
ース53には水54が充満されている。55は電磁波信
号の発信装置と受信波の増幅 検知装置及び解析機能を
含めて示している解析装置である。
すなわち、解析装置55で作成したパルス状の高周波信
号は送信アンテナ51によってケース53に放射され、
ケース53の中に充満された水54によって減衰されて
受信アンテナ52に受信される。受信装置で受信された
高周波信号は解析装置55に戻され、解析装置55にお
いて水54中の透過量が算出される。
第6図には上述した実験装置によるデータを示している
第6図においてカーブaは本発明に基づく折り込みアン
テナの特性を示し、カーブbには従来の4fi flア
ンテナである伝送周波数の^/2よりも寸法が短縮され
た板状双扇形ダイポールアンテナによる特性を示してい
る。
第6図の横軸には試験周波数を示していて、中心のfo
は地中レーダにおいて用いているパルスの中心周波数で
あって、縦軸には透過量をdBで示していて従来の凛準
アンテナのfOにおける仇をOdBとして示している。
図に示すように、従来の原準アンテナよりも本発明によ
る折り込みアンテナが、所定の周波数において透過量か
15dB改善されていることが判る。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、ダイポールアンテ
ナ端部を折り曲げたので、所定の電磁波波長とマツチン
グのとれた実効長のアンテナを得ることができる。また
、地中レーダに所定の電磁波波長とマツチングのとれた
実効長のアンテナを用いたので効率の良い地中レーダを
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である折り曲げアンテナの略
図。 第2図は本発明をシールド機械に適用した一実施例の構
成略図。 第3図は第2図に示したアンテナの構造図。 第4図は第3図の断面図9 第5図は本発明の特性計測用実験装置の構成図。 第6図は第5図の実験装置によるデータ図。 第7図は原準板状双扇形ダイポールアンテナの構造図で
ある。 1・・アンテナ 1a・・・放射電磁波 ib・・・反射電磁波 2・・・トリガ回路 3・・・パルサー 4・・・サンプラ 5・・・アベレージヤ− 6・・・光伝送回路 7・・コンピュータ 8・・・記憶装置 9・・・CRT表示装置 10・・プリンタ 11.51・・・送信アンテナ 12.52・・・受信アンテナ 13・・・アンテナプレート 14・・・保護プレート 15・・・電磁波吸収材 16・・・ケース 20・・・シールド機械 20a・・・シールド機械先端部 21・・・コントローラ 22・・・演算処理装置 53・・・ケース 54・・・水 55・・・解析装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ダイポールアンテナ端部を折り曲げたことを特徴
    とする折り曲げアンテナ。
  2. (2)実効アンテナ長を、放射電磁波のほぼ1/2波長
    にしたことを特徴とする請求項1記載の折り曲げアンテ
    ナ。
  3. (3)地中レーダ装置のダイポールアンテナ端部を折り
    曲げた請求項1および2記載の折り曲げアンテナ。
JP13791989A 1989-05-31 1989-05-31 折り曲げアンテナ Pending JPH033503A (ja)

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