JP2002311133A - 管状埋設物延長方向検出装置 - Google Patents
管状埋設物延長方向検出装置Info
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- JP2002311133A JP2002311133A JP2001117801A JP2001117801A JP2002311133A JP 2002311133 A JP2002311133 A JP 2002311133A JP 2001117801 A JP2001117801 A JP 2001117801A JP 2001117801 A JP2001117801 A JP 2001117801A JP 2002311133 A JP2002311133 A JP 2002311133A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナの規模を小さくする。
【解決手段】 送信器２１よりの送信信号を分配器４２
で２分配し、それぞれ可変減衰器５２ａ，５２ｂを通じ
て互いに直交したダイポールアンテナ１６，１７へ給電
し可変減衰器５２ａ，５２ｂの出力レベルと、位相反転
器５３を制御して、放射電磁波の偏波面を３６０度にわ
たり任意の角度に設定し、アンテナ１６，１７により反
射波を受信し、これらから埋設物の反射信号を信号処理
器２４ａ，２４ｂで抽出し、この反射信号により表示器
３３を上下方向と左右方向にそれぞれ駆動し、かつ偏波
面の角度に応じて駆動極性を変更する。
で２分配し、それぞれ可変減衰器５２ａ，５２ｂを通じ
て互いに直交したダイポールアンテナ１６，１７へ給電
し可変減衰器５２ａ，５２ｂの出力レベルと、位相反転
器５３を制御して、放射電磁波の偏波面を３６０度にわ
たり任意の角度に設定し、アンテナ１６，１７により反
射波を受信し、これらから埋設物の反射信号を信号処理
器２４ａ，２４ｂで抽出し、この反射信号により表示器
３３を上下方向と左右方向にそれぞれ駆動し、かつ偏波
面の角度に応じて駆動極性を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、地中、建造物な
どに埋設された、ガス管、ケーブル埋設管、棒状体、線
状体など（これらを総称してこの明細書では管状埋設物
と記す）の延長方向を、電磁波を放射し、その反射波を
受信して検出する装置に関する。
どに埋設された、ガス管、ケーブル埋設管、棒状体、線
状体など（これらを総称してこの明細書では管状埋設物
と記す）の延長方向を、電磁波を放射し、その反射波を
受信して検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】管状埋設物の延長方向を検出するには、
従来においては、細いビームの電磁波を、管状埋設物が
存在していると思われる。例えば地中に送信し、その管
状埋設物からの反射波を受信して、管状埋設物の一部
（一点）の位置を検出し、電磁波ビームにより２次元的
に地中を走査して、検出した反射点の位置を連ねること
により、管状埋設物の延長方向を検出していた。この従
来の装置では細いビームの電磁波を送信するためにアン
テナが大きなものとなり、また電磁波ビームで２次元的
に走査するために、装置を移動させているため、そのた
めの機構が必要であり、全体として大規模なものとな
る。
従来においては、細いビームの電磁波を、管状埋設物が
存在していると思われる。例えば地中に送信し、その管
状埋設物からの反射波を受信して、管状埋設物の一部
（一点）の位置を検出し、電磁波ビームにより２次元的
に地中を走査して、検出した反射点の位置を連ねること
により、管状埋設物の延長方向を検出していた。この従
来の装置では細いビームの電磁波を送信するためにアン
テナが大きなものとなり、また電磁波ビームで２次元的
に走査するために、装置を移動させているため、そのた
めの機構が必要であり、全体として大規模なものとな
る。
【０００３】このような点から電磁波ビームによる２次
元走査を必要としない装置が特開昭５９−７９８７１号
公報により提案されている。これは図１１に示すように
ダイポールアンテナ１及び２を直交させて配したクロス
ダイポールアンテナを囲うように４本のダイポールアン
テナ３乃至６を配し、互いに平行なダイポールアンテナ
３，４を交互に切換えてパルスを地中に送信し、かつこ
れらと平行なダイポールアンテナ１で受信して、矢印９
の方向における埋設物７までの概略距離を求め、次に同
様にしてダイポールアンテナ２とダイポールアンテナ
５，６によりパルスの送受波を行って矢印１０方向にお
いて埋設物７の概略距離を求める。更にダイポールアン
テナ３からパルスを送信し、ダイポールアンテナ１及び
２で受信して、その受信レベルＲ1，Ｒ2から、埋設物７
の延長方向θ＝ｔａｎ-1Ｒ2／Ｒ1を求める。θが９０゜
前後の場合はダイポールアンテナ６から送信して、ダイ
ポールアンテナ１及び２で受信し、これらの受信レベル
Ｒ1，Ｒ2から９０゜−θ＝ｔａｎ-1Ｒ1／Ｒ2により求め
ることにより高い精度で求めることができる。
元走査を必要としない装置が特開昭５９−７９８７１号
公報により提案されている。これは図１１に示すように
ダイポールアンテナ１及び２を直交させて配したクロス
ダイポールアンテナを囲うように４本のダイポールアン
テナ３乃至６を配し、互いに平行なダイポールアンテナ
３，４を交互に切換えてパルスを地中に送信し、かつこ
れらと平行なダイポールアンテナ１で受信して、矢印９
の方向における埋設物７までの概略距離を求め、次に同
様にしてダイポールアンテナ２とダイポールアンテナ
５，６によりパルスの送受波を行って矢印１０方向にお
いて埋設物７の概略距離を求める。更にダイポールアン
テナ３からパルスを送信し、ダイポールアンテナ１及び
２で受信して、その受信レベルＲ1，Ｒ2から、埋設物７
の延長方向θ＝ｔａｎ-1Ｒ2／Ｒ1を求める。θが９０゜
前後の場合はダイポールアンテナ６から送信して、ダイ
ポールアンテナ１及び２で受信し、これらの受信レベル
Ｒ1，Ｒ2から９０゜−θ＝ｔａｎ-1Ｒ1／Ｒ2により求め
ることにより高い精度で求めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この図１１に示した装
置においてはダイポールアンテナを６本も使用してお
り、多くのダイポールアンテナを使用し、これらに対す
る切替え制御も複雑なものとなる問題があった。
置においてはダイポールアンテナを６本も使用してお
り、多くのダイポールアンテナを使用し、これらに対す
る切替え制御も複雑なものとなる問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この第１発明によれば、
偏波面を異にする第１及び第２アンテナの一方により電
磁波の放射、反射波受信が行われ、その受信信号から第
１信号抽出手段により管状埋設物から反射信号が検出さ
れ、また第１，第２アンテナの他方により、電磁波の放
射、反射波受信が行われ、その受信信号から第２信号抽
出手段により管状埋設物からの反射信号が抽出される。
この第２発明によれば、アンテナ手段から円偏波電磁波
が放射され、その反射波の互いに異なる２つの偏波面成
分が受信され、これら受信された２つの偏波面成分から
それぞれ第１，第２信号抽出手段により管状埋設物から
の反射信号が抽出される。
偏波面を異にする第１及び第２アンテナの一方により電
磁波の放射、反射波受信が行われ、その受信信号から第
１信号抽出手段により管状埋設物から反射信号が検出さ
れ、また第１，第２アンテナの他方により、電磁波の放
射、反射波受信が行われ、その受信信号から第２信号抽
出手段により管状埋設物からの反射信号が抽出される。
この第２発明によれば、アンテナ手段から円偏波電磁波
が放射され、その反射波の互いに異なる２つの偏波面成
分が受信され、これら受信された２つの偏波面成分から
それぞれ第１，第２信号抽出手段により管状埋設物から
の反射信号が抽出される。
【０００６】この第３発明によれば、アンテナ手段から
可変方向の偏波面の電磁波を放射し、その反射波の互い
に異なる２つの偏波面成分が受信され、これら受信され
た２つの偏波面成分からそれぞれ第１，第２信号抽出手
段により管状埋設物からの反射信号が抽出される。第１
乃至第３発明の何れにおいても第１及び第２信号抽出手
段によりそれぞれ抽出された両反射信号により、延長方
向検出手段により、管状埋設物の延長方向が検出され
る。
可変方向の偏波面の電磁波を放射し、その反射波の互い
に異なる２つの偏波面成分が受信され、これら受信され
た２つの偏波面成分からそれぞれ第１，第２信号抽出手
段により管状埋設物からの反射信号が抽出される。第１
乃至第３発明の何れにおいても第１及び第２信号抽出手
段によりそれぞれ抽出された両反射信号により、延長方
向検出手段により、管状埋設物の延長方向が検出され
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】第１実施形態 図１にこの発明装置の使用例を示す。地中１１内に管状
埋設物１２が地表１１ａとほぼ平行に延長して埋設され
ている。この発明の装置１３より指向特性ビーム１４の
アンテナ（図示せず）より電磁波が地中に放射され、そ
の反射波を受信するように構成されている。この第１実
施形態によれば、装置１３は図２に示すように偏波面が
異なる２つのアンテナとして、互いに直交したダイポー
ルアンテナ１６及び１７が用いられる。つまりクロスダ
イポールアンテナが用いられる。これらダイポールアン
テナ１６，１７はアンテナ切替器１８により送受切替器
１９に切替接続される。送受切替器１９には送信器２１
及び受信器２２が接続されている。
埋設物１２が地表１１ａとほぼ平行に延長して埋設され
ている。この発明の装置１３より指向特性ビーム１４の
アンテナ（図示せず）より電磁波が地中に放射され、そ
の反射波を受信するように構成されている。この第１実
施形態によれば、装置１３は図２に示すように偏波面が
異なる２つのアンテナとして、互いに直交したダイポー
ルアンテナ１６及び１７が用いられる。つまりクロスダ
イポールアンテナが用いられる。これらダイポールアン
テナ１６，１７はアンテナ切替器１８により送受切替器
１９に切替接続される。送受切替器１９には送信器２１
及び受信器２２が接続されている。
【０００８】制御部２３によりアンテナ切替器１８、送
受切替器１９、送信器２１及び受信器２２が制御され、
一方のダイポールアンテナ１６を通して送信器２１から
電磁波を放射し、その反射波をそのダイポールアンテナ
１６で受信し、その受信信号を受信器２２に入力し、受
信器２２で受信信号を増幅検波し、その検波出力を信号
処理器２４に入力し、信号処理器２４で受信信号中の管
状埋設物１２からの反射信号を取出し、その反射信号を
制御部２３へ供給する。また他のダイポールアンテナ１
７を通じて送信器２１から電磁波を放射し、その反射波
をそのダイポールアンテナ１７にて受信し、その受信信
号を受信器２２を通じて信号処理器２４へ供給し、信号
処理器２４で抽出された管状埋設物１２からの反射信号
が制御部２３へ供給される。
受切替器１９、送信器２１及び受信器２２が制御され、
一方のダイポールアンテナ１６を通して送信器２１から
電磁波を放射し、その反射波をそのダイポールアンテナ
１６で受信し、その受信信号を受信器２２に入力し、受
信器２２で受信信号を増幅検波し、その検波出力を信号
処理器２４に入力し、信号処理器２４で受信信号中の管
状埋設物１２からの反射信号を取出し、その反射信号を
制御部２３へ供給する。また他のダイポールアンテナ１
７を通じて送信器２１から電磁波を放射し、その反射波
をそのダイポールアンテナ１７にて受信し、その受信信
号を受信器２２を通じて信号処理器２４へ供給し、信号
処理器２４で抽出された管状埋設物１２からの反射信号
が制御部２３へ供給される。
【０００９】信号処理器２４は例えば図３Ａに示すよう
に、受信器２２内の検波部２５よりの検波出力はＡＤ変
換器２６によりデジタル信号に変換される。アンテナ選
択部２７が制御部２３により制御されて、ダイポールア
ンテナ１６よりの受信信号に対するＡＤ変換器２６から
のデジタル信号はメモリ２８に格納され、ダイポールア
ンテナ１７よりの受信信号に対するＡＤ変換器２６から
のデジタル信号はメモリ２９に格納される。これらメモ
リ２８，２９に格納されたデジタル化された受信信号は
信号抽出部３１，３２にそれぞれ供給され、信号抽出部
３１，３２でそれぞれ管状埋設物からの反射信号が抽出
され、それぞれ制御部２３へ供給される。
に、受信器２２内の検波部２５よりの検波出力はＡＤ変
換器２６によりデジタル信号に変換される。アンテナ選
択部２７が制御部２３により制御されて、ダイポールア
ンテナ１６よりの受信信号に対するＡＤ変換器２６から
のデジタル信号はメモリ２８に格納され、ダイポールア
ンテナ１７よりの受信信号に対するＡＤ変換器２６から
のデジタル信号はメモリ２９に格納される。これらメモ
リ２８，２９に格納されたデジタル化された受信信号は
信号抽出部３１，３２にそれぞれ供給され、信号抽出部
３１，３２でそれぞれ管状埋設物からの反射信号が抽出
され、それぞれ制御部２３へ供給される。
【００１０】この信号抽出部３１，３２における信号抽
出は、例えば、パルス状電磁波を放射する場合は、その
１パルスごとに得られる反射波受信信号中の最大レベル
を検出して、管状埋設物１２からの反射信号とする。あ
るいは１パルスごとの反射波受信信号を、経過時間を横
軸とし、受信レベルを縦軸として、表示器３３（図２）
に図３Ｂに示すように表示し、そのレベルが大きい所を
管状埋設物からの反射信号としてマーカにより指定する
と、該当する信号をメモリ２８又は２９から読出して管
状埋設物からの反射信号として制御部２３へ供給される
ようにしてもよい。
出は、例えば、パルス状電磁波を放射する場合は、その
１パルスごとに得られる反射波受信信号中の最大レベル
を検出して、管状埋設物１２からの反射信号とする。あ
るいは１パルスごとの反射波受信信号を、経過時間を横
軸とし、受信レベルを縦軸として、表示器３３（図２）
に図３Ｂに示すように表示し、そのレベルが大きい所を
管状埋設物からの反射信号としてマーカにより指定する
と、該当する信号をメモリ２８又は２９から読出して管
状埋設物からの反射信号として制御部２３へ供給される
ようにしてもよい。
【００１１】制御部２３は入力された両埋設物反射信号
を、合成して表示器３３に表示して、管状埋設物１２の
延長方向が検出されるようにする。例えば一方のダイポ
ールアンテナ１６からの埋設物反射信号により表示器３
３に対し、垂直方向（縦軸）駆動を行い、他方のダイポ
ールアンテナ１７からの埋設物反射信号により表示器３
３に対し水平方向（横軸）駆動を行い、その両駆動の合
成が表示器３３に表示されるようにする。このように構
成されているから、ダイポールアンテナ１６，１７は図
１に示した例では共に地表１１ａとほぼ平行に配され
て、電磁波の放射が行われる。例えば図４Ａに示すよう
に、ダイポールアンテナ１６が管状埋設物１２と平行な
状態であれば、ダイポールアンテナ１６からの放射電磁
波３５は管状埋設物（金属のような導体）１２により短
絡されて、大きな反射波３６が生じ、この反射波３６が
ダイポールアンテナ１６に受信される。この状態では他
方のダイポールアンテナ１７は図４Ｂに示すように管状
埋設物１２とその延長方向が互いに直角であって、ダイ
ポールアンテナ１７から放射した電磁波３７は管状埋設
物１２によりわずかしか影響されず、その反射波３８は
小さなものとなり、この小さなレベルの反射波３８がダ
イポールアンテナ１７で受信されることになる。
を、合成して表示器３３に表示して、管状埋設物１２の
延長方向が検出されるようにする。例えば一方のダイポ
ールアンテナ１６からの埋設物反射信号により表示器３
３に対し、垂直方向（縦軸）駆動を行い、他方のダイポ
ールアンテナ１７からの埋設物反射信号により表示器３
３に対し水平方向（横軸）駆動を行い、その両駆動の合
成が表示器３３に表示されるようにする。このように構
成されているから、ダイポールアンテナ１６，１７は図
１に示した例では共に地表１１ａとほぼ平行に配され
て、電磁波の放射が行われる。例えば図４Ａに示すよう
に、ダイポールアンテナ１６が管状埋設物１２と平行な
状態であれば、ダイポールアンテナ１６からの放射電磁
波３５は管状埋設物（金属のような導体）１２により短
絡されて、大きな反射波３６が生じ、この反射波３６が
ダイポールアンテナ１６に受信される。この状態では他
方のダイポールアンテナ１７は図４Ｂに示すように管状
埋設物１２とその延長方向が互いに直角であって、ダイ
ポールアンテナ１７から放射した電磁波３７は管状埋設
物１２によりわずかしか影響されず、その反射波３８は
小さなものとなり、この小さなレベルの反射波３８がダ
イポールアンテナ１７で受信されることになる。
【００１２】従って、この状態の埋設物反射信号３６の
振幅（レベル）に応じて、表示器３３の垂直表示駆動を
表示面の中心に対し、±方向に行い、また埋設物反射信
号３８の振幅（レベル）に応じて表示器３３の水平表示
駆動を表示面の中心に対し±方向に行うと、図５Ａに示
すように表示器３３の表示面３３ａにはその中心に上下
（縦）の直線３９として表示される。この図５Ａの表示
は反射波３８のレベルはゼロとした。つまりこのように
上下の直線が表示される場合は管状埋設物１２の延長方
向はダイポールアンテナ１６とほぼ平行な方向であるこ
とが理解される。
振幅（レベル）に応じて、表示器３３の垂直表示駆動を
表示面の中心に対し、±方向に行い、また埋設物反射信
号３８の振幅（レベル）に応じて表示器３３の水平表示
駆動を表示面の中心に対し±方向に行うと、図５Ａに示
すように表示器３３の表示面３３ａにはその中心に上下
（縦）の直線３９として表示される。この図５Ａの表示
は反射波３８のレベルはゼロとした。つまりこのように
上下の直線が表示される場合は管状埋設物１２の延長方
向はダイポールアンテナ１６とほぼ平行な方向であるこ
とが理解される。
【００１３】なお図５においてはダイポールアンテナ１
６及び１７の直下に管状埋設物１２が存在した場合の平
面図を表わしている。図５Ｂに示すように管状埋設物１
２の延長方向がダイポールアンテナ１７に対して角度θ
の場合、ダイポールアンテナ１６による埋設物反射信号
３６のレベル（振幅）ＲVはＡｓｉｎθに比例し、ダイ
ポールアンテナ１７による埋設物反射信号３８のレベル
（振幅）ＲHはＡｃｏｓθに比例する。従ってダイポー
ルアンテナ１６による埋設物反射信号３６のレベルＡｓ
ｉｎθにより表示器３３を表示面３３ａの中心に対し上
下方向に駆動し、ダイポールアンテナ１７による埋設物
反射信号３８のレベルＡｃｏｓθにより表示器３３を表
示面３３ａの中心に対し左右方向に駆動し、表示面３３
ａには横軸に対し角度θの直線３９が表示される。つま
り、この表示直線３９の角度θから、管状埋設物１２の
延長方向はダイポールアンテナ１７に対し、角度θの方
向であることを知ることができる。
６及び１７の直下に管状埋設物１２が存在した場合の平
面図を表わしている。図５Ｂに示すように管状埋設物１
２の延長方向がダイポールアンテナ１７に対して角度θ
の場合、ダイポールアンテナ１６による埋設物反射信号
３６のレベル（振幅）ＲVはＡｓｉｎθに比例し、ダイ
ポールアンテナ１７による埋設物反射信号３８のレベル
（振幅）ＲHはＡｃｏｓθに比例する。従ってダイポー
ルアンテナ１６による埋設物反射信号３６のレベルＡｓ
ｉｎθにより表示器３３を表示面３３ａの中心に対し上
下方向に駆動し、ダイポールアンテナ１７による埋設物
反射信号３８のレベルＡｃｏｓθにより表示器３３を表
示面３３ａの中心に対し左右方向に駆動し、表示面３３
ａには横軸に対し角度θの直線３９が表示される。つま
り、この表示直線３９の角度θから、管状埋設物１２の
延長方向はダイポールアンテナ１７に対し、角度θの方
向であることを知ることができる。
【００１４】これらから理解されるように表示器３３に
表示された直線３９の角度θから管状埋設物１２の延長
方向を検出することができる。なお、ダイポールアンテ
ナ１６又は１７よりの電磁波パルス放射から埋設物反射
信号３６又は３８の受信までの時間から、アンテナから
管状埋設物１２までの距離を知ることもできる。この第
１実施形態ではダイポールアンテナ１６と１７とを切替
えた状態でそれぞれ電磁波の送受信を行った。つまり互
いに異なる偏波面のアンテナを切替えて使用する必要が
ある。第２実施形態 第２実施形態はアンテナの切替の必要を除去したもので
ある。この例では図６Ａに示すようにアンテナ手段４１
により円偏波電磁波の放射を行い、そのアンテナ手段４
１により、反射波の互いに異なる偏波面成分が受信され
る。図示例ではダイポールアンテナ１６と１７を直交さ
せてクロスダイポールアンテナとして設けられ、送信器
２１よりの送信信号に分配器４２で２分配され、その分
配出力の一方は直接ダイポールアンテナ１６に給電さ
れ、分配器４２よりの他方の分配出力は９０度移相器４
３を通じてダイポールアンテナ１７へ給電される。この
ようにしてダイポールアンテナ１６及び１７から放射さ
れる電磁波は円偏波となる。
表示された直線３９の角度θから管状埋設物１２の延長
方向を検出することができる。なお、ダイポールアンテ
ナ１６又は１７よりの電磁波パルス放射から埋設物反射
信号３６又は３８の受信までの時間から、アンテナから
管状埋設物１２までの距離を知ることもできる。この第
１実施形態ではダイポールアンテナ１６と１７とを切替
えた状態でそれぞれ電磁波の送受信を行った。つまり互
いに異なる偏波面のアンテナを切替えて使用する必要が
ある。第２実施形態 第２実施形態はアンテナの切替の必要を除去したもので
ある。この例では図６Ａに示すようにアンテナ手段４１
により円偏波電磁波の放射を行い、そのアンテナ手段４
１により、反射波の互いに異なる偏波面成分が受信され
る。図示例ではダイポールアンテナ１６と１７を直交さ
せてクロスダイポールアンテナとして設けられ、送信器
２１よりの送信信号に分配器４２で２分配され、その分
配出力の一方は直接ダイポールアンテナ１６に給電さ
れ、分配器４２よりの他方の分配出力は９０度移相器４
３を通じてダイポールアンテナ１７へ給電される。この
ようにしてダイポールアンテナ１６及び１７から放射さ
れる電磁波は円偏波となる。
【００１５】またダイポールアンテナ１６及び１７に受
信された反射波は送受切替器１９を通じてそれぞれ受信
器２２ａ及び２２ｂに供給される。このようにして反射
波の互いに異なる偏波面成分がダイポールアンテナ１６
及び１７に受信される。なお、図７に円偏波放射の様子
を示す。ダイポールアンテナ１６からの放射電磁波はダ
イポールアンテナ１６を含む面４５内でその電界は細い
実線４６のように正弦波状に変化し、ダイポールアンテ
ナ１７からの放射電磁波はダイポールアンテナ１７を含
む面４７内で点線４８のように余弦波状に変化し、よっ
て、これらの合成電磁波は太い実線４９に示すように、
偏波面の方向が回転する円偏波となる。
信された反射波は送受切替器１９を通じてそれぞれ受信
器２２ａ及び２２ｂに供給される。このようにして反射
波の互いに異なる偏波面成分がダイポールアンテナ１６
及び１７に受信される。なお、図７に円偏波放射の様子
を示す。ダイポールアンテナ１６からの放射電磁波はダ
イポールアンテナ１６を含む面４５内でその電界は細い
実線４６のように正弦波状に変化し、ダイポールアンテ
ナ１７からの放射電磁波はダイポールアンテナ１７を含
む面４７内で点線４８のように余弦波状に変化し、よっ
て、これらの合成電磁波は太い実線４９に示すように、
偏波面の方向が回転する円偏波となる。
【００１６】図６Ａにおいて受信器２２ａ，２２ｂの出
力は信号処理器２４ａ，２４ｂへ供給され、信号処理器
２４ａ，２４ｂではそれぞれダイポールアンテナ１６，
１７の受信成分中の埋設物反射信号がそれぞれ抽出され
る。信号処理器２４ａは例えば図６Ｂに示すように受信
器２２ａよりの検波出力はＡＤ変換器２６でデジタル信
号に変換されてメモリ２８に格納され、メモリ２８内の
このデジタル信号は信号抽出部３１にて、埋設物反射信
号が抽出される。この抽出は第１実施例の場合と同様に
して行えばよい。信号処理器２４ｂも図６Ｂと同様に構
成される。
力は信号処理器２４ａ，２４ｂへ供給され、信号処理器
２４ａ，２４ｂではそれぞれダイポールアンテナ１６，
１７の受信成分中の埋設物反射信号がそれぞれ抽出され
る。信号処理器２４ａは例えば図６Ｂに示すように受信
器２２ａよりの検波出力はＡＤ変換器２６でデジタル信
号に変換されてメモリ２８に格納され、メモリ２８内の
このデジタル信号は信号抽出部３１にて、埋設物反射信
号が抽出される。この抽出は第１実施例の場合と同様に
して行えばよい。信号処理器２４ｂも図６Ｂと同様に構
成される。
【００１７】信号処理器２４ａ，２４ｂにより抽出され
た反射波の各偏波面成分は制御部２３へ供給され制御部
２３はこれら反射波の各偏波面成分を表示器３３に、第
１実施形態の場合と同様に供給表示する。この場合は、
放射される偏波面がダイポールアンテナ１７の放射偏波
面からダイポールアンテナ１６の放射偏波面の方向に回
転してゆき、その回転が進み、３６０゜回転することが
繰返されることになる。第１実施形態から理解されるよ
うに放射電磁波の偏波面と管状埋設物１２の延長方向と
が一致すると埋設物反射信号のレベルが最大となる。従
って、表示器３３の表示面３３ａに表示される直線３９
の長さが最大となる直線３９の方向が管状埋設物１２の
延長方向であることを検出することができる。
た反射波の各偏波面成分は制御部２３へ供給され制御部
２３はこれら反射波の各偏波面成分を表示器３３に、第
１実施形態の場合と同様に供給表示する。この場合は、
放射される偏波面がダイポールアンテナ１７の放射偏波
面からダイポールアンテナ１６の放射偏波面の方向に回
転してゆき、その回転が進み、３６０゜回転することが
繰返されることになる。第１実施形態から理解されるよ
うに放射電磁波の偏波面と管状埋設物１２の延長方向と
が一致すると埋設物反射信号のレベルが最大となる。従
って、表示器３３の表示面３３ａに表示される直線３９
の長さが最大となる直線３９の方向が管状埋設物１２の
延長方向であることを検出することができる。
【００１８】ところで第１実施形態、第２実施形態にお
いても、図５Ｃに示すように、管状埋設物１２の延長方
向が、ダイポールアンテナ１７に対して（１８０−θ）
度である場合は、ダイポールアンテナ１６，１７の受信
信号より抽出される各埋設物反射信号のレベルは、管状
埋設物１２の延長方向がダイポールアンテナ１７に対す
る角度がθの場合のそれと同一となり、図５ＢとＣに示
すように表示面３３ａに表示される直線３９は同一とな
り、これらを区別することができない。第３実施形態 この問題を解決したのが第３実施形態である。
いても、図５Ｃに示すように、管状埋設物１２の延長方
向が、ダイポールアンテナ１７に対して（１８０−θ）
度である場合は、ダイポールアンテナ１６，１７の受信
信号より抽出される各埋設物反射信号のレベルは、管状
埋設物１２の延長方向がダイポールアンテナ１７に対す
る角度がθの場合のそれと同一となり、図５ＢとＣに示
すように表示面３３ａに表示される直線３９は同一とな
り、これらを区別することができない。第３実施形態 この問題を解決したのが第３実施形態である。
【００１９】図８にこの第３実施形態を、図６と対応す
る部分に同一参照符号を付けて示す。この第３実施形態
では可変設定した偏波面で電磁波を放射し、反射波の互
いに異なる２つの偏波面成分を受信するアンテナ手段５
１が設けられる。図８に示した例ではアンテナ手段５１
として、ダイポールアンテナ１６と１７によりクロスダ
イポールアンテナが構成され、送信器２１よりの送信信
号は分配器４２で２分配されてそれぞれレベル調整器と
しての可変減衰器５２ａ，５２ｂを通じてダイポールア
ンテナ１６，１７に給電され、分配器４２とダイポール
アンテナ１６，１７との両通路の一方、図８はアンテナ
１７側に位相反転器５３が挿入される。制御部２３によ
り可変減衰器５２ａ，５２ｂ、位相反転器５３が制御さ
れて、放射電磁波の偏波面がダイポールアンテナ１６及
び１７を含む面と直交する面であって、ダイポールアン
テナ１６及び１７の中心を中心として３６０度にわたっ
て変化設定される。
る部分に同一参照符号を付けて示す。この第３実施形態
では可変設定した偏波面で電磁波を放射し、反射波の互
いに異なる２つの偏波面成分を受信するアンテナ手段５
１が設けられる。図８に示した例ではアンテナ手段５１
として、ダイポールアンテナ１６と１７によりクロスダ
イポールアンテナが構成され、送信器２１よりの送信信
号は分配器４２で２分配されてそれぞれレベル調整器と
しての可変減衰器５２ａ，５２ｂを通じてダイポールア
ンテナ１６，１７に給電され、分配器４２とダイポール
アンテナ１６，１７との両通路の一方、図８はアンテナ
１７側に位相反転器５３が挿入される。制御部２３によ
り可変減衰器５２ａ，５２ｂ、位相反転器５３が制御さ
れて、放射電磁波の偏波面がダイポールアンテナ１６及
び１７を含む面と直交する面であって、ダイポールアン
テナ１６及び１７の中心を中心として３６０度にわたっ
て変化設定される。
【００２０】例えば図９に示すように、可変減衰器５２
ａの減衰量が最小、可変減衰器５２ｂの減衰量が最大と
され、ダイポールアンテナ１６のみに給電され、ダイポ
ールアンテナ１７の電力の供給がゼロとされた状態にお
いては図９Ａに示すように、ダイポールアンテナ１６を
含む面４５内に偏波面をもつ電磁波が曲線５４として放
射される。可変減衰器５２ａ，５２ｂの出力がほぼ等レ
ベルになるように可変減衰器５２ａ，５２ｂが調整さ
れ、かつ同位相とされた場合は、例えば図９Ｃに示すよ
うにダイポールアンテナ１６による放射される電磁波は
アンテナ１６を含む表面４５内で点線５５のようにな
り、ダイポールアンテナ１７により放射される電磁波は
アンテナ１７を含む面４７内で一点鎖線５６のようにな
り、これら点線５５と一点鎖線５６と合成された放射電
磁波の偏波面は、点線５５の振幅とダイポールアンテナ
１６と平行な方向のベクトルと、一点鎖線５６の振幅と
ダイポールアンテナ１７と平行な方向のベクトルとを合
成したベクトルの方向、つまり面４７に対して斜めの面
５７と一致し、実線５８の放射電磁波となる。
ａの減衰量が最小、可変減衰器５２ｂの減衰量が最大と
され、ダイポールアンテナ１６のみに給電され、ダイポ
ールアンテナ１７の電力の供給がゼロとされた状態にお
いては図９Ａに示すように、ダイポールアンテナ１６を
含む面４５内に偏波面をもつ電磁波が曲線５４として放
射される。可変減衰器５２ａ，５２ｂの出力がほぼ等レ
ベルになるように可変減衰器５２ａ，５２ｂが調整さ
れ、かつ同位相とされた場合は、例えば図９Ｃに示すよ
うにダイポールアンテナ１６による放射される電磁波は
アンテナ１６を含む表面４５内で点線５５のようにな
り、ダイポールアンテナ１７により放射される電磁波は
アンテナ１７を含む面４７内で一点鎖線５６のようにな
り、これら点線５５と一点鎖線５６と合成された放射電
磁波の偏波面は、点線５５の振幅とダイポールアンテナ
１６と平行な方向のベクトルと、一点鎖線５６の振幅と
ダイポールアンテナ１７と平行な方向のベクトルとを合
成したベクトルの方向、つまり面４７に対して斜めの面
５７と一致し、実線５８の放射電磁波となる。
【００２１】可変減衰器５２ａ，５２ｂの各減衰量をこ
のままにした状態で位相反転器５３により、ダイポール
アンテナ１６と１７に給電される送信電力の位相を互い
に反転すると、点線矢印５９で示すように、実線５８の
電磁波の偏波面をダイポールアンテナ１６を含む面に対
して対称な偏波面の電磁波が放射されるようになる。可
変減衰器５２ａの減衰量を最大、可変減衰器５２ｂの減
衰量を最小にすると、図９Ｃに示すように、ダイポール
アンテナ１７を含む面４７内の実線６１のように偏波面
がアンテナ１７を含む面４７と一致した電磁波が放射さ
れる。
のままにした状態で位相反転器５３により、ダイポール
アンテナ１６と１７に給電される送信電力の位相を互い
に反転すると、点線矢印５９で示すように、実線５８の
電磁波の偏波面をダイポールアンテナ１６を含む面に対
して対称な偏波面の電磁波が放射されるようになる。可
変減衰器５２ａの減衰量を最大、可変減衰器５２ｂの減
衰量を最小にすると、図９Ｃに示すように、ダイポール
アンテナ１７を含む面４７内の実線６１のように偏波面
がアンテナ１７を含む面４７と一致した電磁波が放射さ
れる。
【００２２】以上の説明からこのアンテナ手段５１から
放射される電磁波の偏波面を、ダイポールアンテナ１
６，１７を含む面と垂直な面でかつ、ダイポールアンテ
ナ１６，１７の中心を中心とした３６０度の任意の角度
に設定することができる。通常は要求される精度に応じ
て、偏波面の角度は離散な値で設定される。また何れの
角度に偏波面を設定しても、両ダイポールアンテナ１６
と１７に給電される電力の和は常に一定になるように可
変減衰器５２ａ，５２ｂを調整する。このようにして放
射電磁波の偏波面の角度を変更設定し、その都度、ダイ
ポールアンテナ１６及び１７より反射波を受信し、これ
らを受信器２２ａ，２２ｂで受信処理し、更に信号処理
器２４ａ，２４ｂにより、第２実施形態と同様に処理す
ることにより、受信反射波から、管状埋設物の反射信号
の互いに直交した偏波成分が抽出され、これら両抽出成
分を例えば前述したように表示器３３に合成表示するこ
とにより管状埋設物の延長方向を検出することができ
る。しかもこの場合は、その管状埋設物の延長方向と平
行な偏波面の電磁波を設定放射することができるから、
例えば放射電磁波の偏波面を図５Ｂに示す管状埋設物１
２の延長方向に設定した場合はダイポールアンテナ１６
の受信信号から抽出した埋設物反射信号により表示面３
３ａを下から上に駆動するようにし、ダイポールアンテ
ナ１７の受信信号から抽出した埋設物反射信号により、
表示面３３ａを左から右へ駆動するようにする。これに
より、図５Ｂの表示面３３ａに示すように直線３９が表
示され、埋設物の延長方向を正しく検出することができ
る。一方、放射電磁波の偏波面を図５Ｃに示す管状埋設
物１２の延長方向に設定した場合は、ダイポールアンテ
ナ１６の受信信号から抽出した埋設物反射信号により表
示面３３ａを図５Ｂの場合と同様に下から上に駆動する
が、ダイポールアンテナ１７の受信信号から抽出した埋
設物反射信号により表示面３３ａを右から左へ駆動する
ようにする。これにより、図５Ｃの表示面３３ａに破線
で示すように直線３９’が表示され、埋設物の延長方向
を正しく検出することができる。このように設定偏波面
の角度に応じて表示器の駆動極性を変更することによ
り、図５ＢとＣに示す管状埋設物１２の延長方向を区別
して検出することができる。
放射される電磁波の偏波面を、ダイポールアンテナ１
６，１７を含む面と垂直な面でかつ、ダイポールアンテ
ナ１６，１７の中心を中心とした３６０度の任意の角度
に設定することができる。通常は要求される精度に応じ
て、偏波面の角度は離散な値で設定される。また何れの
角度に偏波面を設定しても、両ダイポールアンテナ１６
と１７に給電される電力の和は常に一定になるように可
変減衰器５２ａ，５２ｂを調整する。このようにして放
射電磁波の偏波面の角度を変更設定し、その都度、ダイ
ポールアンテナ１６及び１７より反射波を受信し、これ
らを受信器２２ａ，２２ｂで受信処理し、更に信号処理
器２４ａ，２４ｂにより、第２実施形態と同様に処理す
ることにより、受信反射波から、管状埋設物の反射信号
の互いに直交した偏波成分が抽出され、これら両抽出成
分を例えば前述したように表示器３３に合成表示するこ
とにより管状埋設物の延長方向を検出することができ
る。しかもこの場合は、その管状埋設物の延長方向と平
行な偏波面の電磁波を設定放射することができるから、
例えば放射電磁波の偏波面を図５Ｂに示す管状埋設物１
２の延長方向に設定した場合はダイポールアンテナ１６
の受信信号から抽出した埋設物反射信号により表示面３
３ａを下から上に駆動するようにし、ダイポールアンテ
ナ１７の受信信号から抽出した埋設物反射信号により、
表示面３３ａを左から右へ駆動するようにする。これに
より、図５Ｂの表示面３３ａに示すように直線３９が表
示され、埋設物の延長方向を正しく検出することができ
る。一方、放射電磁波の偏波面を図５Ｃに示す管状埋設
物１２の延長方向に設定した場合は、ダイポールアンテ
ナ１６の受信信号から抽出した埋設物反射信号により表
示面３３ａを図５Ｂの場合と同様に下から上に駆動する
が、ダイポールアンテナ１７の受信信号から抽出した埋
設物反射信号により表示面３３ａを右から左へ駆動する
ようにする。これにより、図５Ｃの表示面３３ａに破線
で示すように直線３９’が表示され、埋設物の延長方向
を正しく検出することができる。このように設定偏波面
の角度に応じて表示器の駆動極性を変更することによ
り、図５ＢとＣに示す管状埋設物１２の延長方向を区別
して検出することができる。
【００２３】このような偏波面の角度の変更設定、これ
に応じた表示器３３の駆動は制御部２３により行う。な
おこの場合は、偏波面の角度を３６０度にわたり変更設
定し、表示された直線３９の長さが最大になる方向を管
状埋設物１２の延長方向とする。第１〜第３実施形態の
何れにおいても信号処理器２４，２４ａ，２４ｂ、制御
部２３はマイクロコンピュータによりプログラムを実行
させて機能させるようにすることもできる。
に応じた表示器３３の駆動は制御部２３により行う。な
おこの場合は、偏波面の角度を３６０度にわたり変更設
定し、表示された直線３９の長さが最大になる方向を管
状埋設物１２の延長方向とする。第１〜第３実施形態の
何れにおいても信号処理器２４，２４ａ，２４ｂ、制御
部２３はマイクロコンピュータによりプログラムを実行
させて機能させるようにすることもできる。
【００２４】なお、目的とする管状埋設物１２の方向の
みならず、不要な方向に電磁波が放射されるのを防止す
るため、例えば図１０に示すように導電性の角錐状ホー
ン６３内にアンテナ６４を配置するようにしてもよい。
またこの発明をパルスレーダ方式で説明したがＦＭレー
ダ方式を用いてもよい。
みならず、不要な方向に電磁波が放射されるのを防止す
るため、例えば図１０に示すように導電性の角錐状ホー
ン６３内にアンテナ６４を配置するようにしてもよい。
またこの発明をパルスレーダ方式で説明したがＦＭレー
ダ方式を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば小
さなアンテナ規模により、管状埋設物の延長方向を検出
することができる。
さなアンテナ規模により、管状埋設物の延長方向を検出
することができる。
【図１】Ａはこの発明装置の使用状態の例を示す図、Ｂ
はその管状埋設物１２の平面図である。
はその管状埋設物１２の平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態の機能構成例を示す
図。
図。
【図３】Ａは図２中の信号処理器２４の具体的機能構成
例を示す図、Ｂは反射波の例を示す図である。
例を示す図、Ｂは反射波の例を示す図である。
【図４】放射電磁波の偏波面と管状埋設物の延長方向と
反射波との関係を示す図。
反射波との関係を示す図。
【図５】アンテナに対する管状埋設物の延長方向に応じ
た検出延長方向の表示例を示す図。
た検出延長方向の表示例を示す図。
【図６】Ａはこの発明の第２実施形態の機能構成を示す
図、Ｂはその信号処理器２４ａの具体的機能構成例を示
す図となる。
図、Ｂはその信号処理器２４ａの具体的機能構成例を示
す図となる。
【図７】第２実施形態により放射される円偏波の形成を
説明するための図。
説明するための図。
【図８】この発明の第３実施形態の機能構成を示す図。
【図９】第３実施形態における各種角度の偏波面の形成
を説明するための図。
を説明するための図。
【図１０】不要輻射防止手段を設けた例を示す図。
【図１１】従来の管状埋設物延長方向検出装置の原理を
説明するための図。
説明するための図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 9/16 Ｈ０１Ｑ 9/16 21/24 21/24 Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AB03 CA06 DB03 DB04 FA05 FA31 FA32 GA08 HA04 HA05 JA05 5J070 AB01 AC02 AD16 AD17 AE11 AK13 AK27 BG08 BG10
Claims (6)
- 【請求項１】 電磁波を管状埋設物に放射して、その反
射波を受信し、その受信信号を表示器に表示する装置に
おいて、 偏波面が異なる第１及び第２アンテナと、 これら第１アンテナと第２アンテナとを切替えるアンテ
ナ切替器と、 そのアンテナ切替器に送信器と受信器とを切替え接続す
る送受切替器と、 送信と受信を上記第１アンテナにより行い、その受信信
号から埋設物の反射信号を抽出する第１信号抽出手段
と、 送信と受信を上記第２アンテナにより行い、その受信信
号から埋設物の反射信号を抽出する第２信号抽出手段
と、 上記第１信号抽出手段の抽出信号と第２信号抽出手段の
抽出信号とから上記埋設物の延長方向を検出する延長方
向検出手段とを備えることを特徴とする管状埋設物延長
方向検出装置。 - 【請求項２】 上記第１及び第２アンテナはクロスダイ
ポールアンテナを構成していることを特徴とする請求項
１記載の管状埋設物延長方向検出装置。 - 【請求項３】 電磁波を管状埋設物に放射して、その反
射波を受信し、その受信信号を表示器に表示する装置に
おいて、 円偏波電磁波を放射し、反射波の互いに異なる２つの偏
波面成分を受信するアンテナ手段と、 上記アンテナ手段に送信器と受信器を切替え接続する送
受切替器と、 上記アンテナ手段よりの受信した反射波の２つの偏波面
成分の受信信号よりそれぞれ埋設物からの反射信号を抽
出する第１及び第２信号抽出手段と、 これら第１及び第２信号抽出手段から両抽出信号により
上記埋設物の延長方向を検出する延長方向検出手段とを
備えることを特徴とする管状埋設物延長方向検出装置。 - 【請求項４】 上記アンテナ手段はクロスダイポールア
ンテナで構成され、 クロスダイポールアンテナを構成する第１及び第２ダイ
ポールアンテナに対し、上記送信器からの送信信号を、
互いにほぼ位相を９０度ずらして給電する移相手段を備
え、 上記第１及び第２ダイポールアンテナの各受信信号が上
記第１及び第２信号抽出手段へ供給されることを特徴と
する請求項３記載の管状埋設物延長方向検出装置。 - 【請求項５】 電磁波を管状埋設物に放射して、その反
射波を受信し、その受信信号を表示器に表示する装置に
おいて、 可変設定した偏波面で電磁波を放射し、反射波の互いに
異なる２つの偏波面成分を受信するアンテナ手段と、 上記アンテナ手段に送信器と受信器を切替え接続する送
受切替器と、 上記アンテナ手段よりの受信した反射波の２つの偏波面
成分の受信信号からそれぞれ埋設物よりの反射信号を抽
出する第１及び第２信号抽出手段と、 これら第１及び第２信号抽出手段から両抽出信号により
上記埋設物の延長方向を検出する延長方向検出手段とを
備えることを特徴とする管状埋設物延長方向検出装置。 - 【請求項６】 上記アンテナ手段は第１ダイポールアン
テナと第２ダイポールアンテナからなるクロスダイポー
ルアンテナと、上記第１及び第２ダイポールアンテナに
それぞれ給電する送信電力の大きさを制御する第１及び
第２レベル調整手段と、第１及び第２ダイポールアンテ
ナに給電される送信電力の位相を互いに反転させる位相
反転手段と、上記第１及び第２ダイポールアンテナより
各反射波受信信号を上記第１及び第２信号抽出手段へ供
給する手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の
管状埋設物延長方向検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117801A JP2002311133A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 管状埋設物延長方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117801A JP2002311133A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 管状埋設物延長方向検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311133A true JP2002311133A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18968285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117801A Pending JP2002311133A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 管状埋設物延長方向検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002311133A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006191179A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Maspro Denkoh Corp | Ｅｍｃ試験用アンテナ装置及びｅｍｃ試験装置 |
| CN103346675A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 北京工业大学 | 大功率电压宽范围连续可调的级联电磁发射机系统 |
| JP2016217834A (ja) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 日本電信電話株式会社 | 地中レーダ装置及び測定方法 |
| CN106802431A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-06 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种发射机级联结构及电磁发射机系统 |
| JP2020003217A (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電波センサ及び電波検出方法 |
-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001117801A patent/JP2002311133A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006191179A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Maspro Denkoh Corp | Ｅｍｃ試験用アンテナ装置及びｅｍｃ試験装置 |
| JP4526945B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2010-08-18 | マスプロ電工株式会社 | Ｅｍｃ試験用アンテナ装置及びｅｍｃ試験装置 |
| CN103346675A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 北京工业大学 | 大功率电压宽范围连续可调的级联电磁发射机系统 |
| CN103346675B (zh) * | 2013-07-11 | 2015-07-22 | 北京工业大学 | 大功率电压宽范围连续可调的级联电磁发射机系统 |
| JP2016217834A (ja) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 日本電信電話株式会社 | 地中レーダ装置及び測定方法 |
| CN106802431A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-06 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种发射机级联结构及电磁发射机系统 |
| CN106802431B (zh) * | 2016-12-27 | 2018-05-22 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种发射机级联结构及电磁发射机系统 |
| JP2020003217A (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電波センサ及び電波検出方法 |
| JP7182245B2 (ja) | 2018-06-25 | 2022-12-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電波センサ及び電波検出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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