JPS636481A - 地中埋設物探査装置 - Google Patents

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） この発明は地中に電磁波を放射することにより地中に埋
設された水道管、ガス管等およびその深さ、方向等を地
上において探査するレーダ探査方式による地中埋設物探
査装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、レーダ探査方式による地中埋設物探査装置として
、第４図に示すようにダイポールアンテナからなる送信
アンテナ１に対し平行にダイポールアンテナからなる受
信アンテナ２（・は給電点を示す）を配設し、送信アン
テナ１から地中に対して電磁波を放射し、この電磁波が
地中の埋設物３で反射されると、この反射波を受信アン
テナ２で受信することにより地中埋設物３の探査を行う
ように構成したものがある。

しかしながら、かかる第４図に示す構成によると、地表
面による電磁波の反射や送信アンテナ１と受信アンテナ
２の直接結合による早い時期に生じる不要反射波（クラ
ッタ）のために深度の浅い埋設管等は探査できないとい
う欠点があった。

そこで、第５図に示すように地中に電磁波を放射する送
信アンテナ１に対して対称かつ所定の角度をもって第１
および第２の受信アンテナ２Ａ。

２Ｂを配設し、該第１および第２の受信アンテナ２Ａ、
２Ｂの差動受信出力から地中埋設物３の探査を行うよう
にしたものを本願出願人は提案している。

この構成によれば第１′Ｉ３よび第２の受信アンテナ２
Ａ、２Ｂの差動出力をとっているので第１および第２の
受信アンテナ２Ａ、２Ｂのなす角を小さくするとほぼ平
行アンテナの場合と同等の受信信号強度を得ることがで
きる。また第１および第２の受信アンテナ２Ａ、２Ｂの
差動出力をとっているので回路系のインピーダンス不整
合による不要反射波も同時に取り除くことができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、送信アンテナ１と受信アンテナ２Ａ。

２Ｂとが成す角度をφ、送信アンテナ１と池中即設ｖＪ
Ｊ３とが成す角度をθとした場合、埋設物３からの反射
波はαＥｏＳｉｒ＋２θ・ｓｉｎφで表わされるが、土
質の電磁波に対する特性が一様で均一であるとは限らな
い。このため、角度φとＯに依存しない成分αＥＯが土
質によって変化し、１対の受信アンテナ２Ａと２Ｂの受
信出力の差をとっても第６図の波形図に記丹Ａで示すよ
うなりラックとして現われてしまい、クラッタを充分に
除去できないという問題が生じている。

本発明の目的はは、地中の土質の電磁波に対する特性が
均一でない場合でも効果的にクラッタを除去することが
できる地中埋設物探査装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、送信アンテナに対して対称かつ所定の角度で
配設した第１．第２の受信アンテナから成る受信アンテ
ナ対を複数対設け、さらにそれぞれの対の差動受信出力
の加算平均を求める演算器を設け、この演算器の出力に
基づいて地中埋設物の探査を行うように構成したもので
ある。

（作用） 各受信アンテナ対の差動出力はクラッタと地中埋設物か
らの反射波の両方を含んでいるが、地中埋設物からの反
射波はどの受信アンテナ対でも同相で現われる。これに
対し、土質の不均一性に起因するクラッタはと土質の不
均一性に応じてそれぞれ箕なって位相で現われる。従っ
て、各受信アンテナ対の差動出力を加算平均すればクラ
ッタ成分はその加算平均回数分だけ減少し、逆に地中埋
設物からの反射波の振幅は一定となり、反射波のみを強
調して取出すことができる。

（実施例） 第１図は本発明による地中埋設物探査装置の一実施例を
示す回路図であり、給電点を中央に有する送信アンテナ
１と、この送信アンテナ１に対して対称に、かつ所定の
角度θをもって配置される第１および第２の受信アンテ
ナ２ａ、　２ｂとを１対とした２組の受信アンテナ対２
−１．２−２とを備えている。さらに、送信アンテナ１
から地中に電磁波を放射させるために所定周波数の発信
信号を該送信アンテナ１に供給する発振器４と、各受信
アンテナ対２−１．２−２における第１．第２の受信ア
ンテナ２ａ、２ｂの受信信号の差動出力を送出する差動
受信器５−１．５−２と、この差動受信器５−１．５−
２の差動出力の加算平均を求める演算器６と、算出され
た加算平均値に基づいて地中埋設物３の位置を検出し、
その結果を表示器８に表示する信丹処浬回路７とを備え
ている。

以上の構成において、送信アンテナ１から地中に向けて
電磁波を放射すると、各受信アンテナ対２−１．２−２
からは第２図（ａ）、（ｂ）１．：示すように、各受信
アンテナ対の位置における土質に応じたクラッタＡを含
む反射波が得られる。このうち、クラッタＡには送信ア
ンテナ１と各受信アンテナ対との直接結合による不要反
射波も含まれるが、この不要反射波の成分の多くは差動
受信器５−１．５−２において多対の受信アンテナ２ａ
と２ｂの’Ｉ−１１ｊＪ　ｖＪ作によって除去される。

しかし、土質の不均一性に基づくクラッタ成分は位相が
異なるために未だ残存している。

そこで、差動受信器５−１と５−２の差動出力を演算器
６に入力し、その加算平均を求めると、第２図（ａ）、
”（ｂ）の記号Ａで示すクラッタは加算平均によって同
図（Ｃ）の記号Ａで示すように振幅が大幅に減少したも
のとなる。これに対し、第２図（ａ）、（ｂ）の記号Ｂ
で示す地中埋設物３からの反ｕ＝Ｊ波は各受信アンテナ
対２−１．２−２で同相で受信されるため、加算平均を
とってもその振幅は何等変化せずに信号処理回路７に供
給される。すなわち、地中埋設物３からの反射波はその
振幅がクラッタ成分より強調された形で信号処理回路７
に入力される。これにより、信号処理回路７は地中埋設
物３の位置を土質の電磁波特性に関係なく正確に検出す
ることが可能になる。

なお、受信アンテナ対は２組としたが第３図に示すよう
に３１１あるいは４１１１以上にしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明は、地中埋
設物からの反射波は複数対の受信アンテナでは同相で現
われ、土質の不均一性に起因するクラッタはそれぞれ異
なる位相で現われることに看目し、各受信アンテナ対の
差動出力の加算平均をとることによって土質の不均一性
によるクラッタを抑圧するようにしたため、土質の電磁
波特性が不均一でおっても効果的にクラッタを除去する
ことができ、その結果として地中埋設物の位置を正確に
検出することが可能になるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は実施
例の動作を説明するための波形図、第３図は送信アンテ
ナと受信アンテナの他の配置例を示すアンテナ配置図、
第４図は従来のアンテナ配置を示す配置図、第５図は反
射波の受信強度を改善した従来のアンテナ配置を示す配
置図、第６図は土質の電磁波特性の不均一によって生じ
るクラッタを説明するための波形図である。 １・・・送信アンテナ、２ａ、　２ｂ・・・受信アンテ
ナ、２−１．２−２・−・受信アンテナ対、３・・・地
中埋設物、４・・・発信器、５−１．５−２・・・差動
受信器、６・・・演算器、７・・・信号処理回路、８・
・・表示器。 第１図 今 （Ｃ）６の出力　７′〜−ゝうｔ−ｍ−第２図 第３図 第４図 第５図　　　　第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電磁波を地中に放射し、その反射波を受信することによ
   り地中の埋設物を探査する地中埋設物探査装置において
   、 電磁波を地中に放射する送信アンテナと、 該送信アンテナに対して対称にかつ所定の角度をもつて
   配設され地中からの反射波を受信する第１および第２の
   受信アンテナを１対とする複数対の受信アンテナと、 それぞれの対の第１および第２の受信アンテナの差動出
   力を発生する複数個の差動受信器と、各差動受信器の出
   力の加算平均を求める演算器と を備え、この演算器の出力に基づき地中埋設物を探査す
   るようにした地中埋設物探査装置。