JP2845334B2 - Invisible object detection antenna - Google Patents

Invisible object detection antenna

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JP2845334B2
JP2845334B2 JP2016278A JP1627890A JP2845334B2 JP 2845334 B2 JP2845334 B2 JP 2845334B2 JP 2016278 A JP2016278 A JP 2016278A JP 1627890 A JP1627890 A JP 1627890A JP 2845334 B2 JP2845334 B2 JP 2845334B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、地中やコンクリート等の不可視媒体中に存
在する埋設管、空洞、鉄筋、傷等を非破壊的に探知する
不可視物体探知用アンテナに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention non-destructively detects buried pipes, cavities, reinforcing bars, scratches, etc. existing in the ground or in an invisible medium such as concrete. The present invention relates to an antenna for detecting invisible objects.

(従来の技術) 電磁波を利用した不可視物体の探知装置においては、
従来、三角形状の一対のアンテナエレメントにインパル
スまたはモノサイクル形状の電気信号を供給して、アン
テナエレメントで変換された電磁波を不可視媒体中に伝
播させ、この電磁波が不可視媒体と電気的性質が異なる
例えば土中の埋設管等の箇所で反射される反射波を三角
形状の一対のアンテナエレメントで受信し、電気信号に
変換し、この変換された電気信号により不可視物体を探
知している。
(Prior Art) In an invisible object detection device using electromagnetic waves,
Conventionally, an impulse or a monocycle-shaped electric signal is supplied to a pair of triangular antenna elements, and electromagnetic waves converted by the antenna elements are propagated in an invisible medium, and the electromagnetic waves have different electrical properties from the invisible medium. A reflected wave reflected at a location such as a buried pipe in the soil is received by a pair of triangular antenna elements, converted into an electric signal, and an invisible object is detected by the converted electric signal.

第6図は従来の不可視物体探知用アンテナに使用され
るアンテナエレメント11を示す図である。同図に示すア
ンテナエレメント11は、一対の三角形状の金属平板1か
らなり、両金属平板1の頂点を所定距離隔離し互いに対
向して同一平面内に配設されて構成されている。互いに
対向した頂点がアンテナの給電点であり、この頂点に対
向する底辺の長さが開放端長さLb、給電点から開放点ま
での最短距離を軸方向長さLax、対向した2つの頂点間
距離をLcとする。
FIG. 6 is a diagram showing an antenna element 11 used in a conventional antenna for detecting an invisible object. The antenna element 11 shown in FIG. 1 is composed of a pair of triangular metal flat plates 1 and is disposed on the same plane so that the vertices of the two metal flat plates 1 are separated from each other by a predetermined distance and face each other. The vertices facing each other are the feed points of the antenna, the length of the base opposite to the vertices is the open end length Lb, the shortest distance from the feed point to the open point is the axial length Lax, and the distance between the two vertices Let Lc be the distance.

第7図(a),(b),(c)はそれぞれ第6図に示
すアンテナエレメント11を組み入れた不可視物体探知用
アンテナの上側からの断面図、一方の端部からの断面
図、他方の側部からの断面図、すなわち同図(c)の線
B−B′に沿った断面図、同図(a)の線C−C′に沿
った断面図、同図(a)のA−A′に沿った断面図であ
る。
FIGS. 7 (a), (b) and (c) are respectively a sectional view from above, a sectional view from one end, and the other of the invisible object detecting antenna incorporating the antenna element 11 shown in FIG. A sectional view from the side, that is, a sectional view along line BB 'in FIG. 3C, a sectional view along line CC' in FIG. It is sectional drawing along A '.

第7図に示す不可視物体探知用アンテナは、第6図の
アンテナエレメント11が配設されている平面の片側の空
間が金属の箱からなるシャーシ2で覆われ、このシャー
シ2とアンテナエレメント11の各金属板1の開放端部の
両端が抵抗体3によって電気的に接続されている。ま
た、シャーシ2とアンテナエレメント11との間の空間に
は、電磁波の不要反射を抑えるため、電波吸収体4が挿
入されている。更に、アンテナエレメント11に電気信号
を供給する給電回路6がアンテナエレメント11の給電点
に直接接続されている。アンテナエレメント11自体は電
波透過板7上に配設されている。
In the antenna for detecting an invisible object shown in FIG. 7, a space on one side of a plane on which the antenna element 11 of FIG. 6 is provided is covered with a chassis 2 made of a metal box. Both ends of the open end of each metal plate 1 are electrically connected by a resistor 3. A radio wave absorber 4 is inserted in the space between the chassis 2 and the antenna element 11 to suppress unnecessary reflection of electromagnetic waves. Further, a feed circuit 6 for supplying an electric signal to the antenna element 11 is directly connected to a feed point of the antenna element 11. The antenna element 11 itself is disposed on the radio wave transmitting plate 7.

なお、この不可視物体探知用アンテナは電磁波を送信
する電磁波送信用アンテナおよび電磁波を受信する電磁
波受信用アンテナの2つのアンテナとして使用し得る
が、電磁波送信用アンテナとして使用される場合には、
上述したようにアンテナエレメント11の対向する頂点が
給電点になり、この給電点に前記給電回路6が接続さ
れ、電磁波受信用アンテナとして使用される場合には、
アンテナエレメント11の対向する頂点は受信点になり、
この受信点に反射信号を受信する受信回路が接続され
る。
In addition, this invisible object detection antenna can be used as two antennas, an electromagnetic wave transmitting antenna for transmitting electromagnetic waves and an electromagnetic wave receiving antenna for receiving electromagnetic waves, but when used as an electromagnetic wave transmitting antenna,
As described above, the opposing apex of the antenna element 11 becomes a feeding point, and the feeding circuit 6 is connected to this feeding point, and when used as an electromagnetic wave receiving antenna,
The opposite vertex of the antenna element 11 is the receiving point,
A receiving circuit for receiving the reflected signal is connected to this receiving point.

以上のように構成される不可視物体探知用アンテナ
は、実際の測定に使用される場合、第8図に示すように
給電回路が組み込まれた不可視物体探知用アンテナから
なる電磁波送信用アンテナ8と受信回路が組み込まれた
不可視物体探知用アンテナからなる電磁波受信用アンテ
ナ9とを並べて、不可視媒体である例えば土の上方に設
けられ、これにより地中内の例えば15cmの深さの所と50
cmの深さの所にそれぞれ埋設されている2つの金属管を
探知する。
When the invisible object detecting antenna configured as described above is used for actual measurement, as shown in FIG. 8, an electromagnetic wave transmitting antenna 8 including an invisible object detecting antenna in which a feeder circuit is incorporated and a receiving antenna. An electromagnetic wave receiving antenna 9 comprising an invisible object detecting antenna in which a circuit is incorporated is arranged side by side, and is provided above an invisible medium, for example, soil.
Detect two metal tubes, each buried at a depth of cm.

第9図は第8図に示す状況で観測された信号を受信レ
ベル別に示している図である。この観測信号において、
最も時間的に早い位置で観測される波形10は、送信用ア
ンテナ8から受信用アンテナ9に大気を通じて直接伝搬
した波と地表面での反射波との合成波である。以下、こ
の波を直接結合成分10と称する。
FIG. 9 is a diagram showing signals observed in the situation shown in FIG. 8 for each reception level. In this observation signal,
The waveform 10 observed at the earliest position is a composite wave of a wave directly propagated from the transmitting antenna 8 to the receiving antenna 9 through the atmosphere and a reflected wave on the ground surface. Hereinafter, this wave is referred to as a direct coupling component 10.

一方、ここでの地中電波伝搬速度は、7.15cm/nescで
あるため、埋設深度15cm,50cmの金属管からの伝搬時間
T(nsec)は、埋設深度をL(cm)として次式を利用
し、 T=2L/7.15 ・・・(1) それぞれ4.2nsecおよび14nsecとなる。
On the other hand, since the underground radio wave propagation speed here is 7.15 cm / nesc, the propagation time T (nsec) from a metal pipe with a buried depth of 15 cm or 50 cm is calculated using the following formula, where the buried depth is L (cm). T = 2L / 7.15 (1) 4.2 nsec and 14 nsec, respectively.

(発明が解決しようとする課題) 上述した測定方法において、15cmに埋設されている金
属管からの反射波20は、振幅値の非常に大きい直接結合
成分10に重畳するため、第9図(a)に示すように受信
レベルを小さくして測定する必要がある。また、地中に
侵入した電磁波は急激に減水するため、50cmに埋設され
た金属管で反射された波30の振幅は、直接結合成分と比
較して非常に小さいものとなる。このため、第9図
(a)に示されるように受信レベルが小さくては、50cm
に埋設された金属管からの反射波30を観測することがで
きない。逆に、第9図(b)に示すように受信レベルを
大きくすると、50cmに埋設された金属管からの反射波30
を観測することはできるが、15cmに埋設された金属管か
らの反射波20を観測することはできない。この結果、直
接結合成分に影響を受ける比較的地表面近傍に埋設され
た管からの反射波と影響を受けない埋設深度の管からの
反射波を同一の受信レベルで観測することができないた
め、そのどちらかの存在を探知することができないとい
う問題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) In the above-described measuring method, the reflected wave 20 from the metal tube buried at 15 cm is superimposed on the direct coupling component 10 having an extremely large amplitude value. It is necessary to reduce the reception level as shown in). In addition, since the electromagnetic waves that have entered the ground are rapidly reduced in water, the amplitude of the waves 30 reflected by the metal tube buried 50 cm is much smaller than the direct coupling component. Therefore, if the reception level is low as shown in FIG.
The reflected wave 30 from the metal tube buried in the can not be observed. Conversely, when the reception level is increased as shown in FIG. 9 (b), the reflected wave 30 from the metal tube buried at 50 cm is
Can be observed, but the reflected wave 20 from the metal tube buried 15 cm cannot be observed. As a result, it is not possible to observe the reflected wave from the tube buried relatively near the ground surface affected by the direct coupling component and the reflected wave from the tube at the buried depth that is not affected by the same reception level, There is a problem that either of them cannot be detected.

また、不可視物体探知用アンテナは、小型、軽量、可
搬性が求められ、特に、測定平面方向の小型化が必要と
される。この小型化のためには、アンテナエレメントを
小さくすること、すなわちアンテナエレメントの軸方向
長さLax、またはアンテナエレメントの開放端長さLbを
短くする必要があるが、軸方向長さLaxの減少は探知可
能深度の減少を引き起こし、また開放端長さLbの減少は
分解能の低下を引き起こし、探知能力が極端に低下する
という問題がある。
In addition, the invisible object detection antenna is required to be small, light, and portable, and in particular, to be small in the measurement plane direction. In order to reduce the size, it is necessary to reduce the antenna element, that is, to shorten the axial length Lax of the antenna element or the open end length Lb of the antenna element. There is a problem that a decrease in the detectable depth and a decrease in the open end length Lb cause a decrease in resolution and an extremely low detection capability.

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、探知能力を損なうことなく、直接結合成
分を減少して同一受信レベルですべての不可視物体を探
知でき、小型化を図ることができる不可視物体検知用ガ
ンテナを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to reduce the direct coupling component and detect all invisible objects at the same reception level without impairing the detection ability, and to reduce the size. It is an object of the present invention to provide a gantena for detecting an invisible object.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の不可視物体探知用
アンテナは、1つの頂点を所定距離離隔し、同一平面で
対向して配置された一対の三角形状の金属板から構成さ
れ、各金属板の前記頂点に対向する1つの開放辺の両端
に存在する各頂点から前記開放辺上で所定距離離れた位
置にある2つの点から前記開放辺に対して所定角度を有
する線に沿って各金属板を金属平面に対して所定角度折
り曲げて形成されるアンテナエレメントと、該アンテナ
エレメントに接触することなく、該アンテナエレメント
が配設されている平面に対しアンテナエレメントの折り
曲げられた部分に対向する空間を覆うシャーシと、前記
アンテナエレメントの折り曲げられた2つの頂点と前記
シャーシとを電気的に接続する抵抗体と、前記シャーシ
とアンテナエレメントの間の空間に反射波を吸収するよ
うに配設された電波吸収体と、同一平面内に配設されて
いるアンテナエレメントを構成する一対の金属板の向か
い合った頂点からなる給電点または受信点に接続され、
給電または受信動作を行う回路手段と、前記アンテナエ
レメントが配設されている電波透過板とを有することを
要旨とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, an antenna for detecting an invisible object according to the present invention includes a pair of triangular-shaped metal members which are arranged so that one vertex is separated by a predetermined distance and are opposed to each other on the same plane. A predetermined angle with respect to the open side from two points located at a predetermined distance on the open side from each vertex at both ends of one open side facing the vertex of each metal plate. An antenna element formed by bending each metal plate at a predetermined angle with respect to a metal plane along a line having, without contacting the antenna element, the antenna element with respect to the plane on which the antenna element is disposed. A chassis that covers a space facing the bent portion; a resistor that electrically connects the two bent vertexes of the antenna element to the chassis; It consists of a radio wave absorber disposed in the space between the chassis and the antenna element so as to absorb the reflected wave, and a pair of opposed vertices of a pair of metal plates constituting the antenna element disposed in the same plane. Connected to the feeding or receiving point,
The gist of the invention is to have circuit means for performing a power supply or reception operation and a radio wave transmitting plate on which the antenna element is provided.

(作用) 本発明の不可視物体探知用アンテナでは、一対の三角
形状の金属板の開放辺の両端に存在する各頂点を含む三
角領域を所定角度折り曲げて形成されるアンテナエレメ
ントを有し、該アンテナエレメントをそれぞれ有する送
信用および受信用の不可視物体探知用アンテナを並べて
不可視媒体近傍に配設し、送信用の不可視物体探知用ア
ンテナから放射した電磁波の反射波を受信用の不可視物
体探知用アンテナで受信して不可視物体を探知してい
る。
(Operation) The antenna for detecting an invisible object of the present invention has an antenna element formed by bending a triangular region including vertices at both ends of an open side of a pair of triangular metal plates by a predetermined angle. The transmitting and receiving invisible object detecting antennas each having an element are arranged side by side and disposed near the invisible medium, and the reflected wave of the electromagnetic wave radiated from the transmitting invisible object detecting antenna is received by the receiving invisible object detecting antenna. Receiving and detecting invisible objects.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described using a drawing.

第1図は本発明の一実施例に関わる不可視物体探知用
アンテナに使用されるアンテナエレメント110を示す図
であり、第2図は第1図のアンテナエレメント110を使
用した本発明の一実施例に係わる不可視物体探知用アン
テナを示す図である。第1図において、同図(a)はア
ンテナエレメント110を完成する前の展開図であり、同
図(b)は完成したアンテナエレメント110の斜視図で
あり、同図(c)は同図(b)の矢印の方向から見たア
ンテナエレメント110の側面図である。また、第2図に
おいて、同図(a),(b),(c)はそれぞれ不可視
物体探知用アンテナの上側からの断面図、一方の端部か
らの断面図、他方の側部からの断面図、すなわち同図
(c)の線B−B′に沿った断面図、同図(a)の線C
−C′に沿った断面図、同図(a)のA−A′に沿った
断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an antenna element 110 used for an invisible object detecting antenna according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention using the antenna element 110 of FIG. FIG. 2 is a diagram showing an invisible object detection antenna according to the first embodiment. In FIG. 1, FIG. 1A is a development view before the antenna element 110 is completed, FIG. 1B is a perspective view of the completed antenna element 110, and FIG. FIG. 4B is a side view of the antenna element 110 viewed from the direction of the arrow in FIG. 2, (a), (b), and (c) are cross-sectional views from above of the invisible object detection antenna, cross-sectional views from one end, and cross-sections from the other side, respectively. The figure, that is, a cross-sectional view along the line BB 'in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a line C-C ′ and a cross-sectional view taken along a line AA ′ of FIG.

第1図に示すアンテナエレメント110は、同図(a)
に示す三角形状の一対の金属板12からなり、両金属板12
の頂点12aを所定距離Lc離隔し互いに対向して同一平面
に配設されるとともに、前記頂点12aに対向する辺12b、
すなわち開放辺12bの両端に存在する2つの頂点12c,12d
を含む三角領域を第1図(b),(c)に示すように折
り曲げて構成したものである。更に詳細には、前記頂点
12c,12dを含んで折り曲げられた三角領域は、頂点12c,1
2dから前記開放辺12bに沿ってそれぞれ所定距離L1,L2
れた点から開放辺12bに対して所定角度φ1をなす
点線に沿うとともに、金属板12の平面に対して所定角度
θ1に金属板12を折り曲げて構成されている。この
ように構成されるアンテナエレメント110において、前
記開放辺の長さLbは開放端長さであり、頂点12aから開
放辺12bへの最短距離が軸方向長さLaxであり、2つの頂
点12aの間の距離が頂点間距離Lcであり、距離L1,L2は折
り曲げ長さであり、角度φ121は折り曲げ角
度である。
The antenna element 110 shown in FIG.
A pair of triangular metal plates 12 shown in FIG.
The vertices 12a are arranged on the same plane facing each other at a predetermined distance Lc, and the sides 12b facing the vertices 12a,
That is, two vertices 12c and 12d existing at both ends of the open side 12b
Are bent as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c). More specifically, the vertex
The triangular area bent including 12c and 12d has vertices 12c and 1
2d along the open side 12b along a dotted line forming a predetermined angle φ 1 , φ 2 with respect to the open side 12b from a point separated by a predetermined distance L 1 , L 2 with respect to the plane of the metal plate 12 respectively. The metal plate 12 is bent at angles θ 1 and θ 2 . In the antenna element 110 configured as described above, the length Lb of the open side is the length of the open end, the shortest distance from the vertex 12a to the open side 12b is the axial length Lax, and the two vertices 12a The distance therebetween is the vertex distance Lc, the distances L 1 and L 2 are the bending lengths, and the angles φ 1 , φ 2 , θ 1 and θ 2 are the bending angles.

第2図に示す不可視物体探知用アンテナは、第1図の
ように構成されるアンテナエレメント110を使用して構
成したものであり、アンテナエレメント110の折り曲げ
られた部分が向いている片側の空間が金属の箱からなる
シャーシ2で覆われ、このシャーシ2とアンテナエレメ
ント110の各金属板12の開放端部の両端が例えば100〜30
0オームの抵抗体3によって電気的に接続されている。
また、シャーシ2とアンテナエレメント110との間の空
間には、電磁波の不要反射を抑えるため、電波吸収体4
が挿入されている。更に、アンテナエレメント110に例
えば幅数nsec程度のインパルスまたはモノサイクル信号
を供給する給電回路6がアンテナエレメント110の頂点1
2aからなる給電点に直接接続されている。アンテナエレ
メント110自体は厚さ2cm程度の電波透過板7上に配設さ
れている。なお、上述したように、第2図の不可視物体
探知用アンテナは電磁波を送信する電磁波送信用アンテ
ナおよび電磁波を受信する電磁波受信用アンテナの2つ
のアンテナとして使用し得るが、電磁波送信用アンテナ
として使用される場合には、上述したようにアンテナエ
レメント11の対向する頂点が給電点になり、この給電点
に前記給電回路6が接続され、電磁波受信用アンテナと
して使用される場合には、アンテナエレメント11の対向
する頂点は受信点になり、この受信点に反射信号を受信
する受信回路が接続される。
The invisible object detection antenna shown in FIG. 2 is configured using the antenna element 110 configured as shown in FIG. 1, and the space on one side where the bent portion of the antenna element 110 faces is used. Both ends of the open end of each metal plate 12 of the chassis 2 and the antenna element 110 are covered with, for example, 100 to 30.
They are electrically connected by a 0 ohm resistor 3.
In addition, the space between the chassis 2 and the antenna element 110 is provided with a radio wave absorber 4 in order to suppress unnecessary reflection of electromagnetic waves.
Is inserted. Further, the power supply circuit 6 for supplying an impulse or a monocycle signal having a width of several nsec to the antenna element 110 is connected to the top 1 of the antenna element 110.
It is directly connected to the feed point consisting of 2a. The antenna element 110 itself is disposed on the radio wave transmitting plate 7 having a thickness of about 2 cm. As described above, the invisible object detecting antenna shown in FIG. 2 can be used as two antennas, an electromagnetic wave transmitting antenna for transmitting electromagnetic waves and an electromagnetic wave receiving antenna for receiving electromagnetic waves. In this case, the opposing apex of the antenna element 11 is a feed point as described above, and the feed circuit 6 is connected to this feed point, and when used as an electromagnetic wave receiving antenna, the antenna element 11 Is a receiving point, and a receiving circuit for receiving the reflected signal is connected to the receiving point.

第3図は本発明の他の実施例に係わる不可視物体探知
用アンテナに使用されるアンテナエレメント120を示す
図であり、第4図は第3図のアンテナエレメント120を
使用した本発明の他の実施例に係わる不可視物体探知用
アンテナを示す図である。第3図において、同図(a)
はアンテナエレメント120を完成する前の展開図であ
り、同図(b)は完成したアンテナエレメント120の斜
視図であり、同図(c)は同図(b)の矢印の方向から
見たアンテナエレメント110の側面図である。また、第
2図において、同図(a),(b),(c)はそれぞれ
不可視物体探知用アンテナの上側からの断面図、一方の
側部からの断面図、他方の側部からの断面図、すなわち
同図(c)の線B−B′に沿った断面図、同図(a)の
線C−C′に沿った断面図、同図(a)のA−A′に沿
った断面図である。
FIG. 3 is a view showing an antenna element 120 used for an invisible object detecting antenna according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is another view of the present invention using the antenna element 120 of FIG. It is a figure showing the antenna for invisible object detection concerning an example. In FIG. 3, FIG.
FIG. 4 is a development view before completing the antenna element 120, FIG. 4B is a perspective view of the completed antenna element 120, and FIG. 4C is an antenna viewed from the direction of the arrow in FIG. FIG. 4 is a side view of the element 110. 2, (a), (b), and (c) are cross-sectional views from the upper side, a cross-sectional view from one side, and a cross-section from the other side of the invisible object detection antenna, respectively. FIG. 3C is a sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 3C, a sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 3A, and is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. It is sectional drawing.

第3図に示すアンテナエレメント120は、第1図に示
すアンテナエレメント110と同様に、三角形状の一対の
金属板12からなり、両金属板12の頂点12aを所定距離Lc
離隔し互いに対向して同一平面に配設されるとともに、
前記頂点12aに対向する開放辺12bを所定距離L3離して、
第3図(b),(c)に示すように平行に所定角度θ
折り曲げて構成したものである。
The antenna element 120 shown in FIG. 3 is composed of a pair of triangular metal plates 12 like the antenna element 110 shown in FIG.
While being spaced apart and opposed to each other and arranged on the same plane,
The open sides 12b facing the apex 12a apart a predetermined distance L 3,
As shown in FIGS. 3B and 3C, a predetermined angle θ 3 is set in parallel.
It is formed by bending.

第4図に示す不可視物体探知用アンテナは、第3図の
アンテナエレメント120を使用して構成したものであ
り、前述した第2図の不可視物体探知用アンテナと同様
に構成されている。なお、第4図に示す不可視物体探知
用アンテナにおいて、第2図に示す構成要素と同じもの
には同じ符号を付し、その構成を省略する。
The invisible object detecting antenna shown in FIG. 4 is configured by using the antenna element 120 of FIG. 3, and has the same configuration as the invisible object detecting antenna of FIG. 2 described above. In the invisible object detection antenna shown in FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the configuration is omitted.

第2図および第4図に示すようにそれぞれ構成される
不可視物体探知用アンテナは、実際の測定に使用される
場合、前述した第8図に示すと同様に給電回路が組み込
まれた不可視物体探知用アンテナからなる電磁波送信用
アンテナと受信回路が組み込まれた不可視物体探知用ア
ンテナからなる電磁波受信用アンテナとを並べて、不可
視物体が埋設されている不可視媒体の近傍に設け、送信
用アンテナから不可視媒体内に向けて電磁波を放射し、
不可視媒体内に埋設されている不可視物体等からの反射
波を受信用アンテナで受信して、不可視物体を探知する
ようになっている。
When the antenna for detecting an invisible object, which is configured as shown in FIGS. 2 and 4, respectively, is used for actual measurement, the antenna for detecting an invisible object, in which a feeder circuit is incorporated as in FIG. An electromagnetic wave transmitting antenna consisting of an antenna and an electromagnetic wave receiving antenna consisting of an invisible object detecting antenna with a built-in receiving circuit are arranged side by side, and provided near the invisible medium in which the invisible object is embedded. Radiates electromagnetic waves inward,
A reflected wave from an invisible object or the like embedded in an invisible medium is received by a receiving antenna to detect the invisible object.

上述した第2図および第4図の2つの不可視物体探知
用アンテナをそれぞれ使用されるアンテナエレメント11
0および120をそれぞれタイプAおよびタイプBとし、実
際に作成したアンテナエレメントの大きさを次の表1,2
に示す。
An antenna element 11 using the two invisible object detecting antennas shown in FIGS. 2 and 4 respectively.
0 and 120 are type A and type B, respectively, and the sizes of the actually created antenna elements are shown in Tables 1 and 2 below.
Shown in

第5図(a),(b)は、それぞれ上述した測定方法
で第8図に示した地中に埋設されている金属管を表1,2
に示す実際の寸法のタイプA,Bのアンテナエレメントを
使用した第2図および第4図の不可視物体探知用アンテ
ナによって観測した場合の信号波形を示す図である。第
5図(a),(b)に示す観測信号において、最も時間
的に早い位置には送信用アンテナ8から受信用アンテナ
9に大気を通じて直接伝搬した波と地表面での反射波と
の合成波である直接結合成分10が観測され、この後に埋
設深度15cm,50cmの2つの金属管からの反射波20,30が同
一受信レベルで同時に観測される。反射波の波形も前述
した第9図に示す従来技術で観測された波形と同等であ
り、探知能力の低下は見られない。
FIGS. 5 (a) and (b) show the metal pipes buried underground shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a signal waveform when observed by the invisible object detecting antenna of FIGS. 2 and 4 using the type A and B antenna elements of the actual dimensions shown in FIG. In the observation signals shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), at the earliest position, a wave directly propagated from the transmitting antenna 8 to the receiving antenna 9 through the atmosphere and a reflected wave on the ground surface are combined. A direct coupling component 10 as a wave is observed, and thereafter, reflected waves 20 and 30 from two metal tubes having an embedded depth of 15 cm and 50 cm are simultaneously observed at the same reception level. The waveform of the reflected wave is also the same as the waveform observed in the prior art shown in FIG. 9 described above, and the detection ability is not reduced.

このように不可視物体探知用アンテナの探知能力を損
なうことなく、観測信号のうち直接結合成分だけを減少
しながら、同じ受信レベルで深度の異なる複数の埋設管
を同時に探知することができる。
As described above, it is possible to simultaneously detect a plurality of buried pipes having different depths at the same reception level without reducing the detection capability of the invisible object detection antenna and reducing only the direct coupling component of the observation signal.

次に示す表3は、従来のアンテナエレメントに対する
前述した表1,2の寸法のアンテナエレメントの縮小率を
水平方向開放端長さ、水平方向軸方向長さ、水平方向面
積縮小率の3項目に分けて比較した結果を示しているも
のである。
Table 3 below shows the reduction ratios of the antenna elements having the dimensions shown in Tables 1 and 2 with respect to the conventional antenna elements in three items of the horizontal open end length, the horizontal axial length, and the horizontal area reduction ratio. It shows the results of the comparison.

なお、ここにおいて、水平方向とは、アンテナエレメ
ントの配置されている平面、すなわち電波透過板7の同
一平面を示している。また、括弧()内の数値は従来タ
イプと比較した場合の縮小率である。
Here, the horizontal direction indicates a plane on which the antenna element is arranged, that is, the same plane of the radio wave transmitting plate 7. The numerical value in parentheses () is a reduction ratio in comparison with the conventional type.

上述したように、観測される信号波形は、直接結合成
分の減少を除いて、従来のアンテナで観測される信号と
同様であり、アンテナの探知能力を損なうことなく、ア
ンテナの小型化を達成できる。
As described above, the observed signal waveform is the same as the signal observed with the conventional antenna except for the reduction of the direct coupling component, and it is possible to achieve the miniaturization of the antenna without impairing the detection capability of the antenna. .

なお、上述した表1,2に示す寸法は決定的なものでは
なく、多少のずれは本発明の効果に影響しないものであ
る。但し、タイプAのアンテナエレメントにおいては、
折れ曲がり距離は開放端長さの3分の1以下であること
が望ましく、タイプBのアンテナエレメントにおいて
は、折れ曲がり長さは軸方向長さの2分の1以下である
ことが望ましい。
It should be noted that the dimensions shown in Tables 1 and 2 are not definitive, and slight deviations do not affect the effects of the present invention. However, in the type A antenna element,
The bending distance is desirably not more than one-third of the length of the open end, and in the type B antenna element, it is desirably that the bending length is not more than one-half of the axial length.

また、上記実施例では、地中に埋設された金属管を探
知する場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば地中の空洞、地層等、土と電気的に異
なる性質を有する流域の探知にも効果がある。更に、地
中に限らず、コンクリート、水のような電磁波透過媒体
の中に存在する物体、例えば鉄筋、空洞、傷等の探知に
も適用できるものである。
Further, in the above embodiment, the case where the metal pipe buried underground is detected has been described.However, the present invention is not limited to this. It is also effective in detecting watersheds. Further, the present invention is not limited to the underground, and can be applied to detection of an object existing in an electromagnetic wave transmitting medium such as concrete or water, for example, a reinforcing bar, a cavity, or a scratch.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、一対の三角形
状の金属板の開放辺の両端に存在する各項点を含む三角
領域を所定角度折り曲げて形成されるアンテナエレメン
トを有し、該アンテナエレメントをそれぞれ有する送信
用および受信用の不可視物体探知用アンテナを並べて不
可視媒体近傍に配設し、送信用の不可視物体探知用アン
テナから放射した電磁波の反射波を受信用の不可視物体
探知用アンテナで受信して不可視物体を探知しているの
で、探知能力を損なうことなく、観測信号のうちの直接
結合成分を減少できるとともに、アンテナの水平方向の
面積を小さくでき、コンパクトで効率的な不可視物体探
知用アンテナを提供することができる。
As described above, according to the present invention, there is provided an antenna element formed by bending a triangular region including each terminating point present at both ends of an open side of a pair of triangular metal plates by a predetermined angle. The transmitting and receiving invisible object detecting antennas each having an element are arranged side by side and disposed near the invisible medium, and the reflected wave of the electromagnetic wave radiated from the transmitting invisible object detecting antenna is received by the receiving invisible object detecting antenna. Because it detects and detects invisible objects, it can reduce the direct coupling component of the observed signal and reduce the horizontal area of the antenna without compromising the detection capability, making compact and efficient invisible object detection possible. Antenna can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係わる不可視物体探知用ア
ンテナに使用するアンテナエレメントを示す図、第2図
は第1図のアンテナエレメントを使用する本発明の一実
施例に係わる不可視物体探知用アンテナを示す図、第3
図は本発明の他の実施例に係わる不可視物体探知用アン
テナに使用するアンテナエレメントを示す図、第4図は
第3図のアンテナエレメントを使用する本発明のための
実施例に係わる不可視物体探知用アンテナを示す図、第
5図は第2図および第4図の不可視物体探知用アンテナ
によって不可視物体を観測した信号を示す図、第6図は
従来のアンテナエレメントを示す図、第7図は第6図の
従来のアンテナエレメントを使用した不可視物体探知用
アンテナを示す図、第8図は不可視物体探知用アンテナ
による不可視物体の測定状況を示す説明図、第9図は第
7図の従来の不可視物体探知用アンテナで不可視物体を
観測した信号を示す図である。 12……金属板、 2……シャーシ、 3……抵抗体、 4,5……電波吸収体、 6……給電回路(受信回路)、 7……電波透過板、 8……電磁波送信用アンテナ、 9……電磁波受信用アンテナ、 110,120……アンテナエレメント。
FIG. 1 is a view showing an antenna element used for an invisible object detection antenna according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an invisible object detection according to one embodiment of the present invention using the antenna element of FIG. FIG.
FIG. 4 shows an antenna element used for an invisible object detecting antenna according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an invisible object detecting apparatus according to an embodiment of the present invention using the antenna element of FIG. FIG. 5 is a diagram showing a signal obtained by observing an invisible object by the invisible object detection antenna of FIGS. 2 and 4, FIG. 6 is a diagram showing a conventional antenna element, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an invisible object detecting antenna using the conventional antenna element of FIG. 6, FIG. 8 is an explanatory diagram showing a measurement state of an invisible object by the invisible object detecting antenna, and FIG. 9 is a conventional diagram of FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a signal obtained by observing an invisible object with the invisible object detection antenna. 12 Metal plate, 2 Chassis, 3 Resistor, 4,5 Radio wave absorber, 6 Feeding circuit (receiving circuit), 7 Radio wave transmitting plate, 8 Antenna for electromagnetic wave transmission , 9 ... an electromagnetic wave receiving antenna, 110, 120 ... ... an antenna element.

フロントページの続き (72)発明者 増田 順一 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−3503(JP,A) 特開 昭59−196607(JP,A) 特開 昭63−303501(JP,A) 実開 昭61−85915(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/03 G01S 13/88 H01Q 1/04Continuation of front page (72) Inventor Junichi Masuda 1-1-6 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-3-3503 (JP, A) JP-A-59-196607 (JP, A) JP-A-63-303501 (JP, A) JP-A-61-85915 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01S 7/03 G01S 13 / 88 H01Q 1/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】1つの頂点を所定距離隔離し、同一平面で
対向して配置された一対の三角形状の金属板から構成さ
れ、各金属板の前記頂点に対向する1つの開放辺の両端
に存在する各頂点から前記開放辺上で所定距離離れた位
置にある2つの点から前記開放辺に対して所定角度を有
する線に沿って各金属板を金属平面に対して所定角度折
り曲げて形成されるアンテナエレメントと、該アンテナ
エレメントに接触することなく、該アンテナエレメント
が配設されている平面に対しアンテナエレメントの折り
曲げられた部分に対向する空間を覆うシャーシと、前記
アンテナエレメントの折り曲げられた2つの頂点と前記
シャーシとを電気的に接続する抵抗体と、前記シャーシ
とアンテナエレメントの間の空間に不要な反射波を吸収
するように配設された電波吸収体と、同一平面内に配設
されているアンテナエレメントを構成する一対の金属板
の向かい合った頂点からなる給電点または受信点に接続
され、給電または受信動作を行う回路手段と、前記アン
テナエレメントが配設されている電波透過板とを有する
ことを特徴とする不可視物体探知用アンテナ。
An apex is separated by a predetermined distance and is constituted by a pair of triangular metal plates arranged opposite to each other on the same plane, and is provided at both ends of one open side opposed to the apex of each metal plate. Each metal plate is formed by bending a predetermined angle with respect to a metal plane along a line having a predetermined angle with respect to the open side from two points located at a predetermined distance on the open side from each existing vertex. An antenna element, a chassis for covering a space opposed to a bent portion of the antenna element with respect to a plane on which the antenna element is disposed without contacting the antenna element, and a bent 2 of the antenna element. A resistor for electrically connecting one of the vertices to the chassis; and a resistor disposed in a space between the chassis and the antenna element to absorb unnecessary reflected waves. A radio wave absorber, circuit means connected to a feeding point or a receiving point consisting of opposing vertices of a pair of metal plates constituting an antenna element disposed in the same plane, and a circuit means for performing a feeding or receiving operation, An antenna for detecting an invisible object, comprising: a radio wave transmitting plate provided with an antenna element.
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