JPH08271642A - 地中レーダ装置 - Google Patents
地中レーダ装置Info
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- JPH08271642A JPH08271642A JP7069544A JP6954495A JPH08271642A JP H08271642 A JPH08271642 A JP H08271642A JP 7069544 A JP7069544 A JP 7069544A JP 6954495 A JP6954495 A JP 6954495A JP H08271642 A JPH08271642 A JP H08271642A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 埋設物を離れた場所から、しかも車両に搭載
しても所定の精度で探査できる地中レーダ装置を提供す
る。 【構成】 台車７に設けた取付け角調節装置６にマイク
ロ波のアンテナ部３を取り付け、送信アンテナ１から放
射する電波の偏波方向が、目標地点の地表に対して垂直
方向を向き、且つ電波を目標地点に向けて斜め方向に放
射するように調節し、受信アンテナ２が、放射した電波
の反射波を受信するようにした。
しても所定の精度で探査できる地中レーダ装置を提供す
る。 【構成】 台車７に設けた取付け角調節装置６にマイク
ロ波のアンテナ部３を取り付け、送信アンテナ１から放
射する電波の偏波方向が、目標地点の地表に対して垂直
方向を向き、且つ電波を目標地点に向けて斜め方向に放
射するように調節し、受信アンテナ２が、放射した電波
の反射波を受信するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地中レーダ装置に関
し、更に詳細には、地中埋設物や空洞部分などの探査を
行うことができるマイクロ波を使用した地中レーダ装置
に関するものである。
し、更に詳細には、地中埋設物や空洞部分などの探査を
行うことができるマイクロ波を使用した地中レーダ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、地中埋設物の探査にマイクロ波を
用いたレーダ（以下地中レーダという）装置を使用する
ことは周知である。ところでレーダによって埋設物を検
出する従来の方法は、図11に示すようにアンテナ部３の
送・受信面４をほぼ一定の高さに保持し、送信アンテナ
１から地表Ｓに向かって垂直上方から電波を放射し、地
表Ｓから垂直上方に向かう反射波を受信アンテナ２が受
信しながら水平に移動（走査）させるように操作してい
た。このように操作して、アンテナ部３が目標物５の垂
直上方を通過すると、受信アンテナ２に到達する信号強
度が変動し、目標物５の存在を確認することができる。
用いたレーダ（以下地中レーダという）装置を使用する
ことは周知である。ところでレーダによって埋設物を検
出する従来の方法は、図11に示すようにアンテナ部３の
送・受信面４をほぼ一定の高さに保持し、送信アンテナ
１から地表Ｓに向かって垂直上方から電波を放射し、地
表Ｓから垂直上方に向かう反射波を受信アンテナ２が受
信しながら水平に移動（走査）させるように操作してい
た。このように操作して、アンテナ部３が目標物５の垂
直上方を通過すると、受信アンテナ２に到達する信号強
度が変動し、目標物５の存在を確認することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、地表Ｓから
の前記送・受信面４の高さｈは、通常５ｃｍ程度が限度
とされ、これ以上離れると探査精度が大幅に低下する。
ところで手でレーダ装置を保持して探査すると、目標地
点のすぐ近くまで接近しないと探査できないという問題
がある。そこで、車両から腕を突出させ、その先に地上
高を調節可能にレーダ装置を取り付けると、探査能率は
向上させることができる反面、地表の凹凸の多い場所で
は一々レーダ装置の地上高を調節しなければならず、前
記と同様に探査能率が大幅に低下するという問題があ
る。
の前記送・受信面４の高さｈは、通常５ｃｍ程度が限度
とされ、これ以上離れると探査精度が大幅に低下する。
ところで手でレーダ装置を保持して探査すると、目標地
点のすぐ近くまで接近しないと探査できないという問題
がある。そこで、車両から腕を突出させ、その先に地上
高を調節可能にレーダ装置を取り付けると、探査能率は
向上させることができる反面、地表の凹凸の多い場所で
は一々レーダ装置の地上高を調節しなければならず、前
記と同様に探査能率が大幅に低下するという問題があ
る。
【０００４】本発明は、以上の問題に着目してなされた
ものであり、埋設物を離れた場所から、しかも車両に搭
載しても所定の探査精度を保持できる地中レーダ装置を
提供することを目的としている。
ものであり、埋設物を離れた場所から、しかも車両に搭
載しても所定の探査精度を保持できる地中レーダ装置を
提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するこ
めの本発明の地中レーダ装置の構成は、台車に設けた取
付け角調節装置にマイクロ波のアンテナ部を取り付け、
アンテナ部の送信アンテナから放射する電波の放射方向
が目標地点に向けて斜め方向であり、且つ目標地点の地
表に対する偏波方向が垂直方向となるように、アンテナ
部の向きを調節し、前記アンテナ部の受信アンテナが、
放射した電波の反射波を受信するようにしたものであ
る。
めの本発明の地中レーダ装置の構成は、台車に設けた取
付け角調節装置にマイクロ波のアンテナ部を取り付け、
アンテナ部の送信アンテナから放射する電波の放射方向
が目標地点に向けて斜め方向であり、且つ目標地点の地
表に対する偏波方向が垂直方向となるように、アンテナ
部の向きを調節し、前記アンテナ部の受信アンテナが、
放射した電波の反射波を受信するようにしたものであ
る。
【０００６】前記台車には特に限定はなく、例えば自動
車などの車両、人力で押し・曳きする車などであり、こ
れらの台車に直接取り付けてもよく、支持腕の先に取付
け角調節装置を取り付けることもできる。地表面に対す
るマイクロ波の入射角をθ、電波の入射地点の地表面に
対して垂直方向の偏波（以下垂直偏波という）の反射率
をＫｐ、電波の入射地点の地面に対して水平方向の偏波
（以下水平偏波という）の反射率をＫｈで表し、θに対
するＫｐ，Ｋｈの変化を、土の空気に対する比誘電率
ε′を１０とした場合について求めると図１に示す結果
が得られる。
車などの車両、人力で押し・曳きする車などであり、こ
れらの台車に直接取り付けてもよく、支持腕の先に取付
け角調節装置を取り付けることもできる。地表面に対す
るマイクロ波の入射角をθ、電波の入射地点の地表面に
対して垂直方向の偏波（以下垂直偏波という）の反射率
をＫｐ、電波の入射地点の地面に対して水平方向の偏波
（以下水平偏波という）の反射率をＫｈで表し、θに対
するＫｐ，Ｋｈの変化を、土の空気に対する比誘電率
ε′を１０とした場合について求めると図１に示す結果
が得られる。
【０００７】図１から理解されるとおり垂直偏波の反射
率Ｋｐは、入射角θが１７．５°のときにゼロとなるの
に対し、水平偏波の反射率Ｋｈは約０．２８以下にはな
らない。なお反射波がゼロになる前記入射角を、以下本
明細書において、ブルースター角といいθB で表すこと
にする。したがって、同じ入射角θに対する両者の差
（Ｋｈ−Ｋｐ）は、図２に示すようにブルースター角θ
B で最大となり、その前後で急速に小さくなる曲線を描
いて変化し、常に垂直偏波がＫｈ−Ｋｐだけ透過率が高
いことを示している。
率Ｋｐは、入射角θが１７．５°のときにゼロとなるの
に対し、水平偏波の反射率Ｋｈは約０．２８以下にはな
らない。なお反射波がゼロになる前記入射角を、以下本
明細書において、ブルースター角といいθB で表すこと
にする。したがって、同じ入射角θに対する両者の差
（Ｋｈ−Ｋｐ）は、図２に示すようにブルースター角θ
B で最大となり、その前後で急速に小さくなる曲線を描
いて変化し、常に垂直偏波がＫｈ−Ｋｐだけ透過率が高
いことを示している。
【０００８】いま、送信アンテナの電界をＥT （ベクト
ル）で、また受信アンテナの電界をＥR （ベクトル）
で、また、信号成分（ゲイン）を <ＥR,ＥT > で、それ
ぞれ表わし、メインローブ、サイドローブ全てのゲイン
をTOTAL<ＥR,ＥT > と表すと、（※：ＥR,ＥT 等は文章
中に入りますので、表現はご了解頂いたままにします
が、数式は見にくくなるので、イメージ入力に切り換え
ます）
ル）で、また受信アンテナの電界をＥR （ベクトル）
で、また、信号成分（ゲイン）を <ＥR,ＥT > で、それ
ぞれ表わし、メインローブ、サイドローブ全てのゲイン
をTOTAL<ＥR,ＥT > と表すと、（※：ＥR,ＥT 等は文章
中に入りますので、表現はご了解頂いたままにします
が、数式は見にくくなるので、イメージ入力に切り換え
ます）
【０００９】
【数１】 で表すことができる。数１を図式的に示すと、図２のＭ
Ｌ部分のハッチングがＭＬ< ＥR,ＥT > に相当し、ＳＬ
で示した部分（２か所) のハッチングがＳＬ< Ｅ R,ＥT
> に相当する。したがって、本発明を実施する際にも、
サイドローブＳＬの電波強度の低い、即ち効率のよい送
信アンテナを選んで使用するようにする必要がある。こ
のようなアンテナを使用すると、
Ｌ部分のハッチングがＭＬ< ＥR,ＥT > に相当し、ＳＬ
で示した部分（２か所) のハッチングがＳＬ< Ｅ R,ＥT
> に相当する。したがって、本発明を実施する際にも、
サイドローブＳＬの電波強度の低い、即ち効率のよい送
信アンテナを選んで使用するようにする必要がある。こ
のようなアンテナを使用すると、
【００１０】
【数２】 となり、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができる。前記説明
のとおり本発明は、メインローブの軸方向を地表に対し
て２０°前後に傾けてマイクロ波を放射すので、サイド
ローブの軸方向が地表に向いて放射されるおそれが高
い。したがって、本発明に使用するアンテナは、前記Ｅ
T とＥRとが直交するアンテナを使用することが望まし
い。
のとおり本発明は、メインローブの軸方向を地表に対し
て２０°前後に傾けてマイクロ波を放射すので、サイド
ローブの軸方向が地表に向いて放射されるおそれが高
い。したがって、本発明に使用するアンテナは、前記Ｅ
T とＥRとが直交するアンテナを使用することが望まし
い。
【００１１】本発明の使用しうるアンテナとしは、例え
ば、送信アンテナは、平面偏波のマイクロ波を放射する
アンテナであれば特に限定されない。好ましいアンテナ
として、ヘリカルアンテナ、八木アンテナ、マイクロス
トリップスロットアンテナなどがある。また、受信アン
テナは、送信アンテナと同様のものを使用することがで
きる。また、前記ブルースター角θB は、ブルースター
の法則から誘導される次の数式１によって与えられる。
ば、送信アンテナは、平面偏波のマイクロ波を放射する
アンテナであれば特に限定されない。好ましいアンテナ
として、ヘリカルアンテナ、八木アンテナ、マイクロス
トリップスロットアンテナなどがある。また、受信アン
テナは、送信アンテナと同様のものを使用することがで
きる。また、前記ブルースター角θB は、ブルースター
の法則から誘導される次の数式１によって与えられる。
【００１２】
【数３】 但し、ｎは相対屈折率を表し、次の数４によって与えら
れる。
れる。
【００１３】
【数４】 ところで、土の比誘電率ε′の値は、砂や乾いた土が通
常４〜５程度であり、湿った土や深い部分の土が通常８
〜１２程度である。図３に比誘電率ε′が３〜１０の場
合のブルースター角θB を数３から求めた値を示す。送
・受信アンテナの地上高には特に限定はないが、装置取
り付けその他の制約から少なくとも３０ｃｍとすること
が好ましい。
常４〜５程度であり、湿った土や深い部分の土が通常８
〜１２程度である。図３に比誘電率ε′が３〜１０の場
合のブルースター角θB を数３から求めた値を示す。送
・受信アンテナの地上高には特に限定はないが、装置取
り付けその他の制約から少なくとも３０ｃｍとすること
が好ましい。
【００１４】埋設物を探査する現場は、必ずしも平坦で
はなく、放射した電波が地表に達する地点の入射角を遠
方から視認することは極めて困難である。したがって、
電波と同時に、同じ方向に可視光線（好ましくはレーザ
ー光）を同時に照射し、照明により電波の到達地点と偏
波方向を表示させることができる。電波を放射すると、
放射方向以外の方向の洩れ電波が発生する。したがって
これらの洩れ電波による地表からの反射波や、地表の粗
さに起因する不要な反射波の受信を避けることは困難で
ある。これらの反射波は、垂直偏波成分と、水平偏波成
分とが、互いに相殺する方向にあるようにさせて、送・
受信アンテナを、互いに相殺させて両成分の差ｄを目標
物からの反射波強度に比べて非常に小さくするように構
成し、シグナル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を大きい値、即ち
検出精度をよくすることができる。本発明の地中レーダ
装置は、通常の地中埋設物の他、例えばコンクリートス
ラブの下の埋設物探査などの場合にも使用することが可
能である。
はなく、放射した電波が地表に達する地点の入射角を遠
方から視認することは極めて困難である。したがって、
電波と同時に、同じ方向に可視光線（好ましくはレーザ
ー光）を同時に照射し、照明により電波の到達地点と偏
波方向を表示させることができる。電波を放射すると、
放射方向以外の方向の洩れ電波が発生する。したがって
これらの洩れ電波による地表からの反射波や、地表の粗
さに起因する不要な反射波の受信を避けることは困難で
ある。これらの反射波は、垂直偏波成分と、水平偏波成
分とが、互いに相殺する方向にあるようにさせて、送・
受信アンテナを、互いに相殺させて両成分の差ｄを目標
物からの反射波強度に比べて非常に小さくするように構
成し、シグナル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を大きい値、即ち
検出精度をよくすることができる。本発明の地中レーダ
装置は、通常の地中埋設物の他、例えばコンクリートス
ラブの下の埋設物探査などの場合にも使用することが可
能である。
【００１５】
【作用】前記数３から算出される入射角θB の方向から
放射された電波の垂直偏波成分（即ち電界が地面に対し
て垂直である場合）は、理想状態では入射エネルギーの
全てが透過波となって地中を伝播する。よって、前記入
射角及び偏波方向を調節可能にしたアンテナを台車に搭
載する前記手段は、送信アンテナから放射する電波を、
数３から算出したブルースター角θB で、しかも偏波方
向を入射地点における垂直方向に一致させながら、目標
地域を探査することができる。したがって、離れた地点
から精度よく埋設物を探査することが可能となる。
放射された電波の垂直偏波成分（即ち電界が地面に対し
て垂直である場合）は、理想状態では入射エネルギーの
全てが透過波となって地中を伝播する。よって、前記入
射角及び偏波方向を調節可能にしたアンテナを台車に搭
載する前記手段は、送信アンテナから放射する電波を、
数３から算出したブルースター角θB で、しかも偏波方
向を入射地点における垂直方向に一致させながら、目標
地域を探査することができる。したがって、離れた地点
から精度よく埋設物を探査することが可能となる。
【００１６】
【実施例】以下添付の図面を参照して一実施例により本
発明を具体的に説明する。本実施例の地中レーダ装置
は、図４に示すように、電波放射方向が地表Ｓに対して
ブルースター角θB となるように、アンテナ部３を取付
け角調節装置６を介して台車７に取付けたものである。
なお図４には、地中レーダ装置に必要な他の部材を省略
して記載した。前記台車７は人力で押し・曳きして移動
するものであってもよく、また自動車などの車両であっ
てもよい。
発明を具体的に説明する。本実施例の地中レーダ装置
は、図４に示すように、電波放射方向が地表Ｓに対して
ブルースター角θB となるように、アンテナ部３を取付
け角調節装置６を介して台車７に取付けたものである。
なお図４には、地中レーダ装置に必要な他の部材を省略
して記載した。前記台車７は人力で押し・曳きして移動
するものであってもよく、また自動車などの車両であっ
てもよい。
【００１７】本実施例に使用したアンテナは、送信アン
テナの電界ＥT と受信アンテナの電界とが直交するアン
テナを使用した。即ち、前記アンテナ部３の送信アンテ
ナ１及び受信アンテナ２は、図５に示すとおり、いずれ
もヘリカルアンテナ８を２個並列に配置し、パワースプ
リッタ９を介してそれぞれのアンテナにマイクロ波信号
を与え、それぞれのヘリカルアンテナ８から反対方向に
偏波する円偏波を放射させることにより直線偏波10を発
生させるようにした。
テナの電界ＥT と受信アンテナの電界とが直交するアン
テナを使用した。即ち、前記アンテナ部３の送信アンテ
ナ１及び受信アンテナ２は、図５に示すとおり、いずれ
もヘリカルアンテナ８を２個並列に配置し、パワースプ
リッタ９を介してそれぞれのアンテナにマイクロ波信号
を与え、それぞれのヘリカルアンテナ８から反対方向に
偏波する円偏波を放射させることにより直線偏波10を発
生させるようにした。
【００１８】そして、図６に示すように、ヘリカルアン
テナ８を平行配置した送信アンテナ１の電界ＥT （ベク
トル）を地表Ｓに対する角度を４５°に傾け、同様にヘ
リカルアンテナ８を平行配置した受信アンテナ２の電界
ＥR （ベクトル）を地表Ｓに対して１３５°（したがっ
てＥT とＥR とは直交する）に傾けて取り付け、地表面
の反射波を除去するようにした。いま、受信アンテナ２
で得られる信号をｄとするとし、電界ＥT,電界ＥR それ
ぞれの水平成分Ｈ及び垂直成分ＰをＥT-P,ＥT-H,ＥR-P,
ＥR-H で表すと、
テナ８を平行配置した送信アンテナ１の電界ＥT （ベク
トル）を地表Ｓに対する角度を４５°に傾け、同様にヘ
リカルアンテナ８を平行配置した受信アンテナ２の電界
ＥR （ベクトル）を地表Ｓに対して１３５°（したがっ
てＥT とＥR とは直交する）に傾けて取り付け、地表面
の反射波を除去するようにした。いま、受信アンテナ２
で得られる信号をｄとするとし、電界ＥT,電界ＥR それ
ぞれの水平成分Ｈ及び垂直成分ＰをＥT-P,ＥT-H,ＥR-P,
ＥR-H で表すと、
【００１９】
【数５】 前記説明のように、送信アンテナ１及び受信アンテナ２
はエレメントが互いに直交しているので、
はエレメントが互いに直交しているので、
【００２０】
【数６】 であるから、数５は、
【００２１】
【数７】 が得られる。ところで、アンテナに対する地表Ｓの広が
りの対称性から、 （垂直偏波成分の信号）≒（水平偏波成分の信号） が成り立ち、即ちｄ≒０となるのでサイドローブからの
信号を消すことができる。
りの対称性から、 （垂直偏波成分の信号）≒（水平偏波成分の信号） が成り立ち、即ちｄ≒０となるのでサイドローブからの
信号を消すことができる。
【００２２】ところでアンテナ部３の位置から離れた目
標地点（少なくとも数ｍ先）に電波を放射する場合に、
アンテナ部３の位置で地表に対してブルースター角θB
となる方向に電波を発信しても、建設現場や原野などで
は目標地点でブルースター角θB となるとは限らない。
本実施例では以下図８，９に示す手段を採用した。図８
は、目標地点の地表Ｓに対して、偏波方向が垂直にであ
るか否かも検出するものであり、レーザー放射装置（図
示せず）から放射したレーザビーム11を、送信アンテナ
（図示せず）の偏波方向を向くスリットを通して放射す
るか又は一定の方向に所定幅で振らせて帯状のビームと
して放射した。
標地点（少なくとも数ｍ先）に電波を放射する場合に、
アンテナ部３の位置で地表に対してブルースター角θB
となる方向に電波を発信しても、建設現場や原野などで
は目標地点でブルースター角θB となるとは限らない。
本実施例では以下図８，９に示す手段を採用した。図８
は、目標地点の地表Ｓに対して、偏波方向が垂直にであ
るか否かも検出するものであり、レーザー放射装置（図
示せず）から放射したレーザビーム11を、送信アンテナ
（図示せず）の偏波方向を向くスリットを通して放射す
るか又は一定の方向に所定幅で振らせて帯状のビームと
して放射した。
【００２３】もし、地表Ｓに対してスリットの方向が傾
いている（図８のＢ）場合に、レーザビーム11が地表Ｓ
上に描く投影を放射地点（アンテナ位置）から見ると、
図８のＡに示すように、放射方向に対して斜めの線12の
ようになり、偏波方向が目標地点の地表Ｓに対して垂直
でないことが分かる。また図９は、目標地点の地表Ｓに
対して、入射角がブルースター角θB 近傍であるか否か
も検出するものであり、レーザー放射装置（図示せず）
から放射したレーザービーム13は、目標地点の地表に対
してブルースター角θB で入射すると、レーザー放射位
置から見て、縦方向の長さと横方向の長さが一致して見
える（地表Ｓ上の投影は図９のＢに放射方向に長い楕円
状14となる）ような楕円形状14のレーザービーム13とな
るように放射した。なお、前記楕円状14は別の図形でも
文字でもよい。
いている（図８のＢ）場合に、レーザビーム11が地表Ｓ
上に描く投影を放射地点（アンテナ位置）から見ると、
図８のＡに示すように、放射方向に対して斜めの線12の
ようになり、偏波方向が目標地点の地表Ｓに対して垂直
でないことが分かる。また図９は、目標地点の地表Ｓに
対して、入射角がブルースター角θB 近傍であるか否か
も検出するものであり、レーザー放射装置（図示せず）
から放射したレーザービーム13は、目標地点の地表に対
してブルースター角θB で入射すると、レーザー放射位
置から見て、縦方向の長さと横方向の長さが一致して見
える（地表Ｓ上の投影は図９のＢに放射方向に長い楕円
状14となる）ような楕円形状14のレーザービーム13とな
るように放射した。なお、前記楕円状14は別の図形でも
文字でもよい。
【００２４】したがって、図９のＡのように下り傾斜の
場合には、地表Ｓの投影は図９のＢの場合より縦方向に
長い楕円状15となり、レーザー放射装置の位置から見る
と縦方向に長い楕円に見える。また、図９のＣのように
上り傾斜の場合には、地表Ｓの投影は図９のＢの場合よ
り縦方向に短い楕円状16となり、レーザー放射装置の位
置から見ると横に長い楕円に見える。したがって、入射
角がブルースター角θB に一致しているか否かを離れた
場所から確認することができる。図10に示すアンテナ
は、図６に示す送信アンテナ１の中心軸線と受信アンテ
ナ２の中心軸線とを一致させたた変形例である。
場合には、地表Ｓの投影は図９のＢの場合より縦方向に
長い楕円状15となり、レーザー放射装置の位置から見る
と縦方向に長い楕円に見える。また、図９のＣのように
上り傾斜の場合には、地表Ｓの投影は図９のＢの場合よ
り縦方向に短い楕円状16となり、レーザー放射装置の位
置から見ると横に長い楕円に見える。したがって、入射
角がブルースター角θB に一致しているか否かを離れた
場所から確認することができる。図10に示すアンテナ
は、図６に示す送信アンテナ１の中心軸線と受信アンテ
ナ２の中心軸線とを一致させたた変形例である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明の地中レーダ
装置は、前記説明のブルースター角と偏波方向とを調節
したマイクロ波を地表に向けて放射できるようにアンテ
ナを調節可能に台車に取り付ける構成としたので、目標
地点の地表に対して偏波方向が垂直の電波を、ブルース
ター角θB で放射することができ、高い精度で離れた地
点から埋設物の探査を行うことができる。したがって何
らかの理由で、埋設物に近づいて探査できない場合の探
査効率を著しく向上させることができる。
装置は、前記説明のブルースター角と偏波方向とを調節
したマイクロ波を地表に向けて放射できるようにアンテ
ナを調節可能に台車に取り付ける構成としたので、目標
地点の地表に対して偏波方向が垂直の電波を、ブルース
ター角θB で放射することができ、高い精度で離れた地
点から埋設物の探査を行うことができる。したがって何
らかの理由で、埋設物に近づいて探査できない場合の探
査効率を著しく向上させることができる。
【図１】本発明の作用を説明するためのグラフ図であ
り、横軸が電波の入射角θを表し、縦軸が垂直偏波の反
射率Ｋｐ及び水平偏波の反射率Ｋｈを表している。
り、横軸が電波の入射角θを表し、縦軸が垂直偏波の反
射率Ｋｐ及び水平偏波の反射率Ｋｈを表している。
【図２】図１のθ−（Ｋｈ−Ｋｐ）特性を示すグラフ図
である。
である。
【図３】比誘電率ε′とブルースター角θB との関係を
示したグラフ図である。
示したグラフ図である。
【図４】本発明の実施例による地中レーダ装置の概要説
明図である。
明図である。
【図５】図４に使用するアンテナの構成の説明図であ
る。
る。
【図６】図５に示すアンテナの特性説明図である。
【図７】洩れ電波や不整地表からの乱反射による反射波
が発生する場合の説明図である。
が発生する場合の説明図である。
【図８】図４に示す電波の偏波方向が目標地点に対して
垂直であるか否かを識別する手段を説明する斜視図であ
る。
垂直であるか否かを識別する手段を説明する斜視図であ
る。
【図９】図４に示す電波の偏波方向が目標地点の入射角
がブルースター角θB であるか否かを識別する手段を説
明する斜視図である。
がブルースター角θB であるか否かを識別する手段を説
明する斜視図である。
【図10】図６に示すアンテナの変形例である。
【図11】従来例による地中レーダによる探査方法の説明
図である。
図である。
１ 送信アンテナ ２ 受信アンテナ ３ アンテナ部 ５ 目標物 ６ 取付け角調節装置 ７ 台車 10 直線偏波 ＥR 受信側の電界 ＥT 送信側の電界 Ｋh 水平偏波の反射
率 Ｋp 垂直偏波の反射率 Ｓ 地表 ε′土の比誘電率 θ 入射角 θB ブルースター角 符号リスト（出願時には削除します） 送信アンテナ１ 受信アンテナ２ アンテナ部３ 送・受信面４ 埋設物５ 取付け角調節装
置６ 台車７ ヘリカルアンテ
ナ８ パワースプリッタ９ 直線偏波10 レーザビーム11 斜めの線12 レーザービーム13 楕円形状14 差ｄ 電界ＥR 電界ＥT 高さｈ 反射率Ｋｈ 反射率Ｋｐ 洩れ電波Ｌ 物体Ｏ 地表Ｓ 信号／ノイズ比
（Ｓ／Ｎ） 比誘電率ε′ 入射角θ ブルースター角θB
率 Ｋp 垂直偏波の反射率 Ｓ 地表 ε′土の比誘電率 θ 入射角 θB ブルースター角 符号リスト（出願時には削除します） 送信アンテナ１ 受信アンテナ２ アンテナ部３ 送・受信面４ 埋設物５ 取付け角調節装
置６ 台車７ ヘリカルアンテ
ナ８ パワースプリッタ９ 直線偏波10 レーザビーム11 斜めの線12 レーザービーム13 楕円形状14 差ｄ 電界ＥR 電界ＥT 高さｈ 反射率Ｋｈ 反射率Ｋｐ 洩れ電波Ｌ 物体Ｏ 地表Ｓ 信号／ノイズ比
（Ｓ／Ｎ） 比誘電率ε′ 入射角θ ブルースター角θB
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年３月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】本発明の使用しうるアンテナとしては、例
えば、送信アンテナは、平面偏波のマイクロ波を放射す
るアンテナであれば特に限定されない。好ましいアンテ
ナとして、ヘリカルアンテナ、八木アンテナ、マイクロ
ストリップスロットアンテナなどがある。また、受信ア
ンテナは、送信アンテナと同様のものを使用することが
できる。また、前記ブルースター角θＢは、ブルースタ
ーの法則から誘導される次の数式３によって与えられ
る。
えば、送信アンテナは、平面偏波のマイクロ波を放射す
るアンテナであれば特に限定されない。好ましいアンテ
ナとして、ヘリカルアンテナ、八木アンテナ、マイクロ
ストリップスロットアンテナなどがある。また、受信ア
ンテナは、送信アンテナと同様のものを使用することが
できる。また、前記ブルースター角θＢは、ブルースタ
ーの法則から誘導される次の数式３によって与えられ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【数３】θ Ｂ ＝ｃｏｔ−１ｎ 但し、ｎは相対屈折率を表し、次の数４によって与えら
れる。
れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【数４】 ところで、土の比誘電率ε′の値は、砂や乾いた土が通
常４〜５程度であり、湿った土や深い部分の土が通常８
〜１２程度である。図３に比誘電率ε′が３〜１０の場
合のブルースター角θＢを数３から求めた値を示す。送
・受信アンテナの地上高には特に限定はないが、装置取
り付けその他の制約から少なくとも３０ｃｍとすること
が好ましい。
常４〜５程度であり、湿った土や深い部分の土が通常８
〜１２程度である。図３に比誘電率ε′が３〜１０の場
合のブルースター角θＢを数３から求めた値を示す。送
・受信アンテナの地上高には特に限定はないが、装置取
り付けその他の制約から少なくとも３０ｃｍとすること
が好ましい。
Claims (2)
- 【請求項１】 台車に設けた取付け角調節装置にマイク
ロ波のアンテナ部を取り付け、アンテナ部の送信アンテ
ナから放射する電波の放射方向が目標地点に向けて斜め
方向であり、且つ目標地点の地表に対する偏波方向が垂
直方向となるように、アンテナ部の向きを調節し、前記
アンテナ部の受信アンテナが、放射した電波の反射波を
受信するようにした地中レーダ装置。 - 【請求項２】 前記目標地点における電波の入射角を、
土に対する電波の屈折率を空気に対する電波の屈折率で
除した値の余接関数から求めた角度とした請求項１記載
の地中レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6954495A JP3074449B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 地中レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6954495A JP3074449B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 地中レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271642A true JPH08271642A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3074449B2 JP3074449B2 (ja) | 2000-08-07 |
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ID=13405775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6954495A Expired - Fee Related JP3074449B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 地中レーダ装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074449B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009044647A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Denso Wave Inc | 携帯型ｒｆｉｄタグ読取器 |
| JP2011191097A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Space Software Kk | 誘電率特定装置、誘電率特定方法及び誘電率特定プログラム |
| JP2016133408A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社Ｉｈｉインフラシステム | コンクリート比抵抗測定装置 |
| WO2017006680A1 (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | 古野電気株式会社 | アンテナ |
| CN107167849A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-09-15 | 山东大学 | 隧道施工地质雷达法超前预报的安全辅助系统及预报系统 |
| JP2017531409A (ja) * | 2014-09-10 | 2017-10-19 | シーピージー テクノロジーズ、 エルエルシー | 損失性媒体上での誘導表面波モードの励起および使用 |
| JP2018512558A (ja) * | 2015-03-24 | 2018-05-17 | ユーティリス イスラエル リミテッド | 地下水の検出システムおよび方法 |
| US10884128B2 (en) | 2015-03-24 | 2021-01-05 | Utilis Israel Ltd. | System and method of underground water detection |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP6954495A patent/JP3074449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009044647A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Denso Wave Inc | 携帯型ｒｆｉｄタグ読取器 |
| JP2011191097A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Space Software Kk | 誘電率特定装置、誘電率特定方法及び誘電率特定プログラム |
| JP2017531409A (ja) * | 2014-09-10 | 2017-10-19 | シーピージー テクノロジーズ、 エルエルシー | 損失性媒体上での誘導表面波モードの励起および使用 |
| JP2016133408A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社Ｉｈｉインフラシステム | コンクリート比抵抗測定装置 |
| JP2018512558A (ja) * | 2015-03-24 | 2018-05-17 | ユーティリス イスラエル リミテッド | 地下水の検出システムおよび方法 |
| US10884128B2 (en) | 2015-03-24 | 2021-01-05 | Utilis Israel Ltd. | System and method of underground water detection |
| WO2017006680A1 (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | 古野電気株式会社 | アンテナ |
| JPWO2017006680A1 (ja) * | 2015-07-07 | 2018-04-19 | 古野電気株式会社 | アンテナ |
| US10601103B2 (en) | 2015-07-07 | 2020-03-24 | Furuno Electric Co., Ltd. | Antenna |
| CN107167849A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-09-15 | 山东大学 | 隧道施工地质雷达法超前预报的安全辅助系统及预报系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3074449B2 (ja) | 2000-08-07 |
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