JP2018088619A - 探査装置用アンテナ、及びそれを備えた探査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フェライト等の電磁波吸収体を用いることのない比較的軽量な構成において、探査対象領域以外への不要な電磁波の放射を防止すると共に、高い指向性及び高い利得を発揮する探査装置用アンテナ、及びそれを備えた探査装置を提供する。【解決手段】ＸＹＺ空間において、放物線をＸ軸心方向に延ばして得られる形状のパラボラ反射面にて電磁波を反射するパラボラ反射板１２を備え、放物線の焦点位置に配設されＸ軸心方向に延設されるダイポール１３ａ、１３ｂを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、探査装置用アンテナ、及びそれを備えた探査装置に関する。

従来、地中の埋設管等の探査対象物を探査する探査装置には、電磁波から成る送信波を送信する送信用アンテナと、当該送信用アンテナから送信された電磁波が探査対象物にて反射された反射波を受信する受信用アンテナとして、特許文献１に示すように、ボータイアンテナを設けられたものが知られている。
当該ボータイアンテナから成る送信用アンテナ及び受信用アンテナは、平面視でボータイ形状の平板の電磁波放射面を有する。ここで、当該電磁波放射面から鉛直方向で下方側（地中側）を探査対象領域とし、鉛直方向で上方側（地上側）を非探査対象領域とすると、送信用アンテナから電磁波を送信する場合、当該電磁波は、電磁波放射面から探査対象領域と非探査対象領域の双方へ放射されることになる。
ここで、現状の探査装置では、送信用アンテナから非探査対象領域（鉛直方向で上方側の領域）への電磁波の不要放射を防止するため、アンテナは、その鉛直方向で上方に、レーダで用いられる超短波（ＶＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）の電磁波を吸収するフェライト等の電磁波吸収体を収容した筐体を配置して設けられている。

特開２００７−２３２７３５号公報

上述した探査装置のアンテナの如く、アンテナの鉛直方向で上方に、フェライト等の電磁波吸収体を収容した筐体を配置したものにあっては、非探査対象領域（鉛直方向で上方側の領域）へ放射された電磁波は、電磁波吸収体に吸収されるため、吸収される分だけ、利得の低いアンテナとなっていた。
更に、超短波（ＶＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）の電磁波を吸収するフェライト等の電磁波吸収体は、比較的重いため、探査装置を移動させる場合には、その操作性が低下するという問題があった。また、フェライト等の電磁波吸収体は、比較的希少性が高く高価であることから、経済性の観点からも改善の余地があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フェライト等の電磁波吸収体を用いなくとも良く、比較的軽量で経済性の高い構成において、探査対象領域以外への不要な電磁波の放射を防止すると共に、高い指向性及び高い利得を発揮する探査装置用アンテナ、及びそれを備えた探査装置を提供することにある。

上記目的を達成するための探査装置用アンテナの特徴構成は、
ＸＹＺ空間において、以下の〔式１〕にて規定される放物線の焦点距離をＦとして、前記放物線をＸ軸心方向に延ばして得られる形状のパラボラ反射面にて電磁波を反射するパラボラ反射板を備え、
前記放物線の焦点位置に配設され前記Ｘ軸心方向に延設されるダイポールを備える点にある。
Ｚ＝Ｙ^２／４Ｆ 〔式１〕

以下、探査装置用アンテナについて説明を加えるが、Ｚ軸心に直交する平面で、且つダイポールが設けられる〔式１〕の焦点を含む面を境界としたときに、パラボラ反射板が設けられている側を非探査対象領域とし、非対象探査領域と反対側の領域（非対象探査領域以外の領域）を探査対象領域と呼ぶこととする。
上記特徴構成の如く、所謂、略カマボコの上部形状のパラボラ反射面を有するパラボラ反射板を備えると共に、当該パラボラ反射面を形成する〔式１〕の放物線の焦点位置に、Ｘ軸心方向に延設される形態で設けられるダイポールを備えるから、ダイポールから放射される電磁波のうち、非探査対象領域（パラボラ反射板が設けられている領域）へ向けて放射された電磁波は、パラボラ反射板のパラボラ反射面にて反射され、探査対象領域へ向けて放射されることとなる。
これにより、探査対象領域へは、ダイポールから探査対象領域へ向けて放射された電磁波と、ダイポールから非探査対象領域へ向けて放射された電磁波との双方が、放射されることになり、利得の高いアンテナを実現できる。即ち、従来技術においてフェライト等の電磁波吸収体にて吸収されていた電磁波を、パラボラ反射板にて反射することで、探査の用に供することができるから、従来技術に比べ利得を向上できる。
更に、ダイポールは、パラボラ反射面に係る〔式１〕に示す放物線の焦点位置に設けられると共に、当該ダイポールとパラボラ反射板がＸ軸心方向に沿って延設されているから、ダイポールから非探査対象領域（パラボラ反射板が設けられる領域）へ放射されたパラボラ反射面にて反射された電磁波は、Ｚ軸心に沿う併進波として、探査対象領域へ向けて放射されることとなり、指向性の高いアンテナを実現できる。
以上より、フェライト等の電磁波吸収体を用いなくとも良く、比較的軽量で経済性の高い構成において、所望の方向以外への不要な電磁波の放射を防止すると共に、高い指向性及び高い利得を発揮する探査装置用アンテナを実現できる。
尚、本発明において、ＸＹＺ空間は、Ｚ軸心が鉛直方向に沿う空間に限らないものとする。

探査装置用アンテナの更なる特徴構成は、
前記Ｘ軸心方向での前記ダイポールの長さは、前記Ｘ軸心方向における前記パラボラ反射板の長さ以下に構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、ダイポールから非探査対象領域へ向けて放射された電磁波の多くを、パラボラ反射板により、探査対象領域へ向けて放射することができ、より一層、指向性及び利得の高いアンテナを実現できる。

探査装置用アンテナの更なる特徴構成は、
前記パラボラ反射板の前記Ｘ軸心方向における端部に、前記パラボラ反射板の前記Ｘ軸心方向における端部形状に沿う半月形状で電磁波を反射する一対の半月形状反射板を、前記パラボラ反射板に連接して備える点にある。

本願の探査装置用アンテナにおいて、半月形状反射板を備えない構成を採用する場合、パラボラ反射板（一次放射器）の両端が開放状態となるため、進行波を発生するためには装荷抵抗を夫々のパラボラ反射板上に複数配設しなければならず、更には、その抵抗値を関数最小化法等で高精度に調整する必要がある。
上記特徴構成の如く、半月形状反射板を設けることにより、当該半月形状反射板とパラボラ反射板との接続箇所に給電線の特性インピーダンスに等しい整合用抵抗を接続する構成を採用するのみで、広帯域に亘って、探査対象領域への進行波を良好に発生させることができる。
また、例えば、当該半月形状反射板により、非探査対象領域へ放射された電磁波のうち、パラボラ反射板へ向けて放射されない電磁波をも、探査対象領域へ向けて反射することができ、利得をより向上し得るアンテナを実現できる。
また、当該アンテナを、送信用アンテナと受信用アンテナとして併設して使用する場合、相互間の直接結合を抑制することができ、探査レーダ画像をより鮮明にできる効果が期待できる。
更には、ダイポールの先端部を当該半月形状反射板へ固定することができ、ダイポールを適切に支持することができる。

探査装置用アンテナの更なる特徴構成は、
前記ダイポールは、一対の前記半月形状反射板の双方に装荷抵抗を介して電気的に接続される点にある。

上記特徴構成の如く、ダイポールを一対の半月形状反射板の双方に装荷抵抗を介して電気的に接続すると共に、装荷抵抗の抵抗値を適切に設定することで、ダイポール上に振幅がほぼ一定の進行波を形成できる。
具体的には、発明者らは、抵抗値が２００Ωの装荷抵抗を備えた状態で、電圧を１Ｖとすると共に周波数をレーダで一般的に用いられる５００ＭＨｚとして、ダイポールを励振した場合に、ダイポール上で振幅がほぼ一定の進行波を形成できることを実験的に確認している。尚、発明者らは、周波数を５００ＭＨｚから１５００ＭＨｚまでの間で変化させても同様の結果が得られることを実験的に確認している。

探査装置用アンテナの更なる特徴構成は、
前記パラボラ反射板及び一対の前記半月形状反射板のＺ軸心方向でＺ軸心先端側の端部位置が、前記Ｚ軸心方向での前記焦点位置に一致している点にある。

上記特徴構成によれば、ダイポールから非探査対象領域へ向けて放射される電磁波のほぼすべてを、パラボラ反射板及び一対の半月形状反射板の双方により反射して、探査対象領域へ放射することができる。
更に、上記特徴構成によれば、パラボラ反射板及び一対の半月形状反射板のＺ軸心方向での端部位置を、Ｚ軸心方向での焦点位置に一致させた形状、即ち、パラボラ反射板及び一対の半月形状反射板が探査対象領域へ延設されない形状を採用することで、パラボラ反射板と半月形状反射板とダイポールとを含むアンテナのＺ軸心方向の厚みを必要最低限の厚みとすることができる。
これにより、非探査対象領域へ放射された電磁波のほぼすべてを探査対象領域へ反射する機能を発揮しつつも、Ｚ軸心方向での厚みを最低限の厚みにしたコンパクトな形状を実現できる。

探査装置用アンテナの更なる特徴構成は、前記焦点距離が、６０ｍｍである点にある。

特に、パラボラ反射板及び一対の半月形状反射板のＺ軸心方向での端部位置が、Ｚ軸心方向での焦点位置に一致している構成において、焦点距離を６０ｍｍとすることにより、パラボラ反射板と半月形状反射板とダイポールとを含むアンテナを、現状の地中探査装置のアンテナが設けられる部位に良好に収めることができ、現状の地中探査装置に好適に適用可能である。

これまで説明してきた探査装置用アンテナを探査装置に装備することで、これまで説明した探査装置用アンテナが奏する作用効果を好適に発揮できる探査装置を実現できる。

探査装置用アンテナの概略構成図 探査装置用アンテナを実装した探査装置の概略構成図 数値解析に基づいたダイポール上の電流の振幅及び位相分布を示すグラフ図 ダイポールの放射電力及び利得の励振周波数依存性を示すグラフ図 励振周波数を変化させたときの入力インピーダンスを装荷抵抗値で除算した値をスミスチャート上にプロットしたグラフ図 本発明のアンテナにおいて励振周波数を５００ＭＨｚとした場合の放射電力密度の分布（指向性）を示すグラフ図 本発明のアンテナにおいて励振周波数を１０００ＭＨｚとした場合の放射電力密度の分布（指向性）を示すグラフ図 本発明のアンテナにおいて励振周波数を１５００ＭＨｚとした場合の放射電力密度の分布（指向性）を示すグラフ図 従来技術のボータイアンテナにおいて励振周波数を５００ＭＨｚとした場合の放射電力密度の分布（指向性）を示すグラフ図

本発明の実施形態に係る探査装置用アンテナ１０、２０、及び探査装置１００は、フェライト等の電磁波吸収体を用いなくとも良く、比較的軽量な構成において、探査対象領域以外への不要な電磁波の放射を防止すると共に、高い指向性及び高い利得を発揮するものに関する。

尚、当該実施形態においては、ＸＹＺ空間において規定される放物線に基づいて、探査装置用アンテナ１０、２０を構成する各部材の形状及び配置を規定するが、当該ＸＹＺ空間に係るＸ軸心方向、Ｙ軸心方向、及びＺ軸心方向は、明細書内において特に指定のない限り、鉛直方向及び水平方向に関連した方向でないものとする。

探査装置用アンテナ１０、２０は、電磁波を放射する送信用アンテナ１０と、送信用アンテナから放射した電磁波で探査対象物にて反射された反射波を受信する受信用アンテナ２０とから構成されており、両者は基本的に同一の構成であるので、以下では、まずもって送信用アンテナ１０について説明する。

送信用アンテナ１０は、図１に示すように、ＸＹＺ空間において、以下の〔式１〕にて規定される放物線の焦点距離をＦとして、放物線をＸ軸心方向に延ばして得られる形状のパラボラ反射面にて電磁波を反射するパラボラ反射板１２を備え、放物線の焦点位置に配設されＸ軸心方向に延設される一対のダイポール１３ａ、１３ｂを備える。

Ｚ＝Ｙ^２／４Ｆ 〔式１〕

尚、以下の説明においては、Ｚ軸心に直交する平面で、且つダイポール１３ａ、１３ｂが設けられる〔式１〕の焦点を含む面を境界としたときに、パラボラ反射板１２が設けられている側を非探査対象領域とし、非対象探査領域と反対側の領域（非対象探査領域以外の領域）を探査対象領域と呼ぶこととする。

パラボラ反射板１２のＸ軸心方向における端部には、パラボラ反射板１２のＸ軸心方向における端部形状に沿う半月形状で電磁波を反射する一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂが、パラボラ反射板に溶接等により連接されている。
即ち、一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂのパラボラ反射板１２に連接される部位は、〔式１〕に示す放物線に沿う形状となる。
パラボラ反射板１２及び半月形状反射板１１ａ、１１ｂは、探査装置１００にて一般的に用いられる超短波（ＶＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）の電磁波を好適に反射する金属板から成り、具体的には、軽量化の観点からアルミニウムを使用している。
尚、図１においては、後述する数値解析の手法を説明する関係で、パラボラ反射板１２のパラボラ反射面、及び一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂの反射面（内面）を、５０１個の三角形に分割している。
パラボラ反射板１２及び一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂは、両者のＺ軸心方向でのＺ軸心先端側の端部位置が、Ｚ軸心方向での放物線の焦点位置に一致する形状としている。

また、パラボラ反射板１２は、Ｘ軸心方向及びＹ軸心方向での中央位置に、開孔（図示せず）を有する。
更に、一対のダイポール１３ａ、１３ｂが給電点Ｐ１を介して電気的に接続されており、当該給電点Ｐ１には、パラボラ反射板１２の開孔を介して設けられる給電線Ｋ１が電気的に接続されている。これにより、給電線Ｋ１及び一対のダイポール１３ａ、１３ｂが、一般的に知られるダイポールアンテナの如く、Ｔ字状に配設されることになる。
尚、一対のダイポール１３ａ、１３ｂの先端部（給電点Ｐ１の側とは反対側の端部）は、装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを介して、一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂに接続支持されている。当該構成により、Ｘ軸心方向において、パラボラ反射板１２の長さと、一対のダイポール１３ａ、１３ｂとの長さ（両者を足し合わせた長さ）とが、略同等の長さに構成される。

以上の構成を採用することにより、一対のダイポール１３ａ、１３ｂから放射された電磁波のうち、非探査対象領域へ放射された電磁波のほぼすべては、パラボラ反射板１２及び一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂにて反射され、探査対象領域へ放射されることになり、指向性及び利得の高いアンテナを実現することができる。

因みに、当該送信用アンテナ１０は、受信用アンテナ２０と略同一の構成が採用されている。
即ち、受信用アンテナ２０は、図２に示すように、ＸＹＺ空間において、上述の〔式１〕にて規定される放物線の焦点距離をＦとして、放物線をＸ軸心方向に延ばして得られる形状のパラボラ反射面にて電磁波を反射するパラボラ反射板１２を備え、放物線の焦点位置に配設されＸ軸心方向に延設される一対のダイポール２３ａ、２３ｂを備える。
更に、パラボラ反射板２２のＸ軸心方向における端部には、パラボラ反射板２２のＸ軸心方向における端部形状に沿う半月形状で電磁波を反射する一対の半月形状反射板２１ａ、２１ｂが、パラボラ反射板に溶接等により連接されている。
パラボラ反射板２２には、Ｘ軸心方向及びＹ軸心方向での中央位置に、開孔（図示せず）が設けられている。
更に、Ｘ軸心方向及びＹ軸心方向においてパラボラ反射板２２の中央位置で、一対のダイポール２３ａ、２３ｂが、受信点Ｐ２を介して電気的に接続されており、当該受信点Ｐ２には、パラボラ反射板２２の開孔を介して設けられる受信線Ｋ２が電気的に接続されている。更に、一対のダイポール２３ａ、２３ｂの先端部（受信点Ｐ２の側とは反対側の端部）は、装荷抵抗Ｒ２ａ、Ｒ２ｂを介して、一対の半月形状反射板２１ａ、２１ｂに接続支持されている。

当該送信用アンテナ１０及び受信用アンテナ２０とは、地中の探査対象物を探査する探査装置１００に装備される場合、図２に示すように、両者が互いに水平方向で隣接して配置され、且つ、そのパラボラ反射板１２、２２のパラボラ反射面（凹面）を、探査対象領域としての地中へ向けた状態で、探査装置１００に装備されることとなる。
即ち、本実施形態の探査装置用アンテナ１０、２０を、地中の探査装置１００に装備する場合、ＸＹＺ空間は、Ｚ軸心が鉛直方向に沿う方向で、且つＺ軸の先端が地中側へ向く方向に設定されることになる。

因みに、本実施形態の探査装置用アンテナ１０、２０としての送信用アンテナ１０及び受信用アンテナ２０の夫々を、現状の地中を探査する探査装置１００に適用する場合、送信用アンテナ１０及び受信用アンテナ２０の夫々は、その焦点距離Ｆを６０ｍｍとしてＺ軸心方向の全長が６０ｍｍ、Ｘ軸心方向の全長が１００ｍｍ、Ｙ軸心方向の全長が２４０ｍｍとすることで、現状の地中探査装置に設けられるボータイアンテナと入れ替えるのみで、探査装置１００の他の構成・形状等を変更することなく、好適に装備できる。

次に、探査装置用アンテナ１０、２０の指向性、利得等の性能を数値解析により検証した結果を、図面に基づいて説明する。以下では、探査装置用アンテナ１０、２０として、送信用アンテナ１０を例として説明する。
当該数値解析では、送信用アンテナ１０のダイポール上の電流分布に関する積分方程式を、Ｒａｏ−Ｗｉｌｔｏｎ−Ｇｌｉｓｓｏｎ（ＲＷＧ）モーメント方法にて数値的に解くことにより解析した。説明を追加すると、図１に示す送信用アンテナ１０において、パラボラ反射板１２のパラボラ反射面、及び一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂの反射面を、５０１個の三角形に分割し、１４８７個の基底関数を用いて解析した。

装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの夫々を２００Ωとし、一対のダイポール１３ａ、１３ｂを電圧Ｖ＝１Ｖで、周波数ｆ＝５００ＭＨｚの高周波電源で励振した場合における電流の振幅と位相分布を、図３に示す。当該図３に示す結果から、装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの夫々を２００Ωとする場合、ダイポール１３ａ、１３ｂ上には、振幅がほぼ一定の進行波を発生できることがわかった。更に、当該電流の振幅分布は、励振周波数を５００ＭＨｚから１５００ＭＨｚまで変化させた場合であっても、略同等の分布に保つことができることを確認した。

次に、電圧Ｖ＝１Ｖで、励振周波数ｆ＝１００ＭＨｚから１５００ＭＨｚまでの範囲で変化させた場合において、放射電力及び利得を図４に示し、入力インピーダンスを装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの合計抵抗値（４００Ω）で除算した値を図５のスミスチャートに示す。
放射電力は、図４に示すように、ｆ＝５００ＭＨｚ以下の低い周波数範囲では、送信用アンテナ１０からの放射電力が少ないため、低くなっていることがわかる。また、利得は、励振周波数が高くなるに従って、送信用アンテナ１０からの放射電力が増加するために、増加していることがわかる。

また、入力インピーダンスを一対の装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂにて除算した値は、図５に示すように、１の近傍値となる、即ち、入力インピーダンスが装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの合計抵抗値に近い値となる。更に、入力インピーダンスを装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの合計抵抗値にて除算した値は、励振周波数が高くなるに従って放射抵抗の値が増加するため、最大値をとった後に減少することがわかる。尚、図５から、入力インピーダンスを装荷抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの合計抵抗値にて除算した値は、励振周波数ｆ＝１００ＭＨｚから１５００ＭＨｚまで変化させた場合に、大きく変化していないことがわかる。
この場合、スミスチャートから読み取れる値を用いて、次の〔式２〕で示される送信機（図示せず）と送信用アンテナ１０との間の反射係数が、広い周波数範囲で値が小さく、大きく変化しないこととなる。

Γ＝（Ｚｉｎ−Ｚ０）／（Ｚｉｎ＋Ｚ０） 〔式２〕

これにより、送信機（図示せず）からの電力が送信用アンテナ１０にて反射せず、有効に送信用アンテナ１０に供給され、送信用アンテナ１０からの放射電力が大きくなり、Ｓ／Ｎ比が向上して、探査レーダ画像がより鮮明となる。結果、探査距離が増大すると共に、リンギングを減少させることができ、分解能が向上する。

次に、図６〜９に、送信用アンテナ１０の指向性パターン（放射電力密度パターン）の３次元データを示す。図６〜８は、当該実施形態に係る送信用アンテナ１０の指向性パターンを示すものであり、図９は、従来のボータイアンテナの指向性パターンを示すものである。因みに、図６〜９は、別紙の物件提出書の図６〜９に対応しており、当該物件提出書では、カラーのグラフ図を示している。

図６、７、８の夫々は、励振周波数が、ｆ＝５００ＭＨｚ、１０００ＭＨｚ、１５００ＭＨｚにした場合の指向性パターンであるが、これらのグラフから、励振周波数が高くなるに従って、指向性が鋭くなることがわかる。また、励振周波数が、ｆ＝５００ＭＨｚから１５００ＭＨｚまでの間で変化した場合、指向性パターンは大きくは変化しないことがわかる。

尚、図９に示す従来のボータイアンテナの指向性パターンは、Ｚ＝０にボータイアンテナの平板面を沿わせた状態で、平面視においてボータイ形状となるようにボータイアンテナを配置した場合の指向性パターンである。
図９に示す指向性パターンは、Ｚ軸心方向において、ボータイアンテナからプラス側（探査対象領域の側に相当）とマイナス側（非探査対象領域の側に相当）の双方へ等しく広がるパターンである。これと比較して、図６、７、８に示す指向性パターンは、Ｚ軸心方向において、ダイポールアンテナからプラス側（探査対象領域の側）への広がりが、マイナス側（非探査対象領域の側）への広がりに比べて強くなる傾向があり、従来技術に比べ、指向性を高められていることがわかる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態の地中の探査装置１００の例にあっては、Ｚ軸心方向を鉛直方向に沿う方向として説明した。即ち、上記実施形態にあっては、地中の探査装置１００として、鉛直方向で下方へ指向性が高いアンテナとした。
しかしながら、上記実施形態の如く、Ｚ軸心方向は鉛直方向に沿う方向でなくても構わない。例えば、本願の探査装置用レーダは、地中探査装置のみに使用されるものではなく、壁部の内部の探査を行う探査装置としても利用可能である。
当該壁部の内部の探査を行う探査装置により、垂直方向に立設される壁部を探査する場合、Ｚ軸心方向を水平方向に沿わせた方向とすることで、探査装置用アンテナ１０、２０は、Ｚ軸心方向に沿う方向において、指向性の高いアンテナとして機能することになる。

（２）上記実施形態にあっては、送信用アンテナ１０は、一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂが、パラボラ反射板１２のＸ軸心方向の端部に連接される形態で、設けられる構成例を示した。
しかしながら、当該一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂを設けない構成を採用しても構わない。当該構成にあっては、一対のダイポール１３ａ、１３ｂの先端部（給電点Ｐ１の側とは反対側の端部）は、例えば、パラボラ反射板１２から延設される延設支持部位（図示せず）にて支持される構成が採用される。
尚、受信用アンテナ２０でも同様の構成を採用できる。

（３）上記実施形態にあっては、Ｘ軸心方向において、パラボラ反射板１２の長さと、一対のダイポール１３ａ、１３ｂとの長さとが、略同等の長さに構成されている例を示した。
しかしながら、本発明は当該構成に限定されるものではない。例えば、非探査対象領域へ放射される電磁波のうち、パラボラ反射板１２及び一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂによる反射により、探査対象領域へ放射する割合を増加する観点からは、Ｘ軸心方向において、一対のダイポール１３ａ、１３ｂとの長さ（両者を足し合わせた長さ）が、パラボラ反射板１２の長さ以下にされることが好ましい。

（４）地中を探査する探査装置１００以外の探査装置に、本発明の探査装置用アンテナ１０、２０を適用する場合等には、探査装置用アンテナ１０、２０の焦点距離は、６０ｍｍである必要はない。
また、更に、パラボラ反射板１２及び一対の半月形状反射板１１ａ、１１ｂのＺ軸心方向でのＺ軸心先端側の端部位置が、Ｚ軸心方向での放物線の焦点位置に一致する形状にしなくても構わない。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明の探査装置用アンテナ、及びそれを備えた探査装置は、フェライト等の電磁波吸収体を用いなくとも良く、比較的軽量な構成において、探査対象領域以外への不要な電磁波の放射を防止すると共に、高い指向性及び高い利得を発揮する探査装置用アンテナ、及びそれを備えた探査装置として、有効に利用可能である。

１０ ：送信用アンテナ
１１ａ ：半月形状反射板
１１ｂ ：半月形状反射板
１２ ：パラボラ反射板
１３ａ ：ダイポール
１３ｂ ：ダイポール
２０ ：受信用アンテナ
２１ａ ：半月形状反射板
２１ｂ ：半月形状反射板
２２ ：パラボラ反射板
２３ａ ：ダイポール
２３ｂ ：ダイポール
１００ ：探査装置
Ｆ ：焦点距離
Ｒ１ａ ：装荷抵抗
Ｒ２ａ ：装荷抵抗

Claims (7)

1. 探査装置用アンテナであって、
   ＸＹＺ空間において、以下の〔式１〕にて規定される放物線の焦点距離をＦとして、前記放物線をＸ軸心方向に延ばして得られる形状のパラボラ反射面にて電磁波を反射するパラボラ反射板を備え、
   前記放物線の焦点位置に配設され前記Ｘ軸心方向に延設されるダイポールを備える探査装置用アンテナ。
   Ｚ＝Ｙ^２／４Ｆ 〔式１〕
2. 前記Ｘ軸心方向での前記ダイポールの長さは、前記Ｘ軸心方向における前記パラボラ反射板の長さ以下に構成されている請求項１に記載の探査装置用アンテナ。
3. 前記パラボラ反射板の前記Ｘ軸心方向における端部に、前記パラボラ反射板の前記Ｘ軸心方向における端部形状に沿う半月形状で電磁波を反射する一対の半月形状反射板を、前記パラボラ反射板に連接して備える請求項１又は２に記載の探査装置用アンテナ。
4. 前記ダイポールは、一対の前記半月形状反射板の双方に装荷抵抗を介して電気的に接続される請求項３に記載の探査装置用アンテナ。
5. 前記パラボラ反射板及び一対の前記半月形状反射板のＺ軸心方向でＺ軸心先端側の端部位置が、前記Ｚ軸心方向での前記焦点位置に一致している請求項３又は４に記載の探査装置用アンテナ。
6. 前記焦点距離は、６０ｍｍである請求項１〜５の何れか一項に記載の探査装置用アンテナ。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の探査装置用アンテナを備える探査装置。