JP3182448B2 - 可変周期相関型探知装置ならびに可変周期相関型信号検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、送信時の約束波形を
用いて相関をとることにより所要の探知信号を得る相関
型探知装置ならびに同様の構成により所要の信号を検出
するに相関型信号検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の探知装置には、反射型探知装置
と透過型探知装置とがあって、反射型探知装置として
は、電磁波の反射波により陸地状況・船舶航行状況・相
対距離状況などを探知する船舶用レーダや地表面下の埋
設物状況・地層変化状況・相対距離状況などを探知する
地中探査用レーダなど、音波または超音波の反射波によ
り水中物状況・空中物状況・相対距離状況などを探知す
る魚群探知機・ソーナなどがあり、透過型探知装置とし
ては、電磁波の透過波（通過波ともいう）により所要地
点間の地中経路における埋設物状況・地層変化状況など
を透過波により探知する送受対向探知レーダ・ボアーホ
ールレーダなど、音波や超音波の透過波により水中物状
況・空中物状況などを探知する送受対向探知ソーナなど
がある。

【０００３】また、この種の探知装置において、探知能
力を増大するために用いる相関機能の構成は、主とし
て、各探知周期に得られる受信信号の複数回分を重ね併
せて相関をとる構成のものが用いられている。

【０００４】しかし、さらに、効果的な相関結果を得る
ために、特定の約束づけをもった波形（この発明におい
て、約束波形という）を送信波形として送波し、反射波
または透過波により得られた受信信号を被相関信号と
し、約束波形を各探知周期ごとに少量時間ずつ遅延させ
た信号を相関信号として、相関をとることにより、混信
干渉や環境雑音による信号を除去し、Ｓ／Ｎの悪い微弱
な受信信号中からＳ／Ｎのよい探知信号を得るように構
成することが考えられ、この構成によれば、送信信号の
電力ピーク値を小さくしても探知距離を増大することが
できる。

【０００５】そして、約束波形としては、振幅変化・周
波数変化・位相変化・パルス数・パルス間隔などに対し
て特定の約束づけをしたものを用いることができ、この
うち、約束づけが簡単なものとしては、階段状振幅形式
・等波形繰返形式などの波形があり、また、約束づけが
複雑なものとしては、階段状周波数変調形式・直線状周
波数変調形式・符号位相変調形式・符号搬送波変調形式
などの波形がある。

【０００６】前者における階段状振幅形式のものは振幅
を階段状に変化させたものであり、等波形繰返形式のも
のは正弦半波状パルスまたは矩形パルスを、正方向のみ
または正負両方向に並べて所定数だけ繰り返すものであ
って、最も簡単な波形としては、図８の（エ）のような
単一の１サイクル（この発明において、モノサイクルと
いう）、図８の（オ）のような単一の１／２サイクルに
当たるユニポーラパルスによるものがある。

【０００７】また、後者のものは、一般に、パルス圧縮
技術に用いられているものであり、階段状周波数変調形
式のものは、図８の波形（ア）のように、小さい単位時
間Ｔａごとに周波数をｆ１・ｆ２・ｆ３・ｆ４・ｆ５の
ように変化させて約束づけるものであり、直線状周波数
変調形式のものは、図８の波形（イ）のように、時間的
に周波数を変化させて約束づけるものであり、符号位相
変調形式のものは、図８の波形（ウ）のように、一定の
周期Ｔｂをもつ各１サイクルの信号を１単位のパルス信
号とし、各１単位のパルス信号において位相が０°位置
から始まるものを「＋」にし、１８０°位置から始まる
ものを「−」にして符号化させて約束づけるものであ
り、さらに、符号搬送波変調形式のものは、図８の波形
（ア）による階段状周波数変調形式のものにおける信号
の周波数ｆ１〜ｆ５を同一周波数の搬送波信号に変え、
各単位時間Ｔａにおける搬送波を、図８の波形（ウ）の
符号位相変調形式のものにおける各１単位のパルスと同
様にして、各単位パルスを符号化して約束づけるもので
あり、こうした約束波形は、昭和５４年６月電子通信学
会発行「電子通信シリーズ・レーダ技術（その２）」な
どにより開示されている。

【０００８】こうした約束波形による相関検出処理機能
を設けた相関型探知装置の例として、最も簡単な１サイ
クルの波形、つまり、モノサイクルの波形を約束波形と
して相関をとる構成を設けた図６のような空中から地中
を探査するための地中探査用レーダの構成を説明する。

【０００９】各部の信号は図７に示してあり、探知周期
回路１は、時間発生回路、例えば、単位時間パルスを所
定量計数して周期信号を得る回路であって、所定の探知
周期Ｔをもつパルス信号を探知周期信号１Ａとして送信
回路２と可変遅延回路１２とに与える。

【００１０】送信回路２は、送信波形発生回路２１で探
知周期信号１Ａをトリガ信号として発生したモノサイク
ルの信号を電力増幅回路２２で所要の電力にした送信信
号２Ａを送信アンテナに与える。つまり、モノサイクル
で時間長ＴＰの波形を約束波形とした送信信号を与え
る。

【００１１】送信アンテナ３は、ダイポールアンテナ、
例えば、扇形ダイポールアンテナであって、調査用航空
機などに搭載されており、送信信号２Ａを送信電磁波４
にして空中から地表面５を通して地中６に送波し、地中
埋設物７Ａ・７Ｂ・７Ｃからの反射電磁波８を受信アン
テナ９で受波する。 受信アンテナ９は、例えば、送信
アンテナと同様の扇形ダイポールアンテナであって、反
射電磁波８にもとづく受波信号９Ａを増幅回路１０に与
える。

【００１２】増幅回路１０は、高周波増幅回路であっ
て、受波信号９Ａを所要の振幅値にして、図７のような
信号による受信信号１０Ａを被相関信号として掛算回路
１１に、一方側の掛算入力として与える。受信信号１０
Ａ中の信号１０ａ・１０ｂ・１０ｃは、それぞれ地中埋
設物７Ａ・７Ｂ・７Ｃからの反射電磁波に対応して得ら
れる受信信号である。

【００１３】可変遅延回路１２は、入力信号が与えられ
る都度、単位量の遅延時間を加算した可変時間量を遅延
量とした遅延パルスを発生する回路で、例えば、計数回
路とクロック回路とを組み合わせたパルス発生回路であ
り、探知周期信号１Ａを計数した計数値を記憶するとと
もに、所定の計数値ＣＭに達したときに計数をリセット
して再度計数を繰り返す計数回路の計数値ｎ分だけ、送
信信号２Ａの時間長ＴＰを１／ｍにした時間長、例え
ば、１／１０にした時間長を単位遅延時間△ｔとするク
ロックを探知周期信号１Ａごとに累計した時間量、つま
り、△ｔ×ｎを遅延量ＴＤとして探知周期信号１Ａから
遅延したパルス信号を遅延信号１２Ａとして相関信号回
路１３に与える。

【００１４】そして、遅延量ＴＤが探知周期Ｔ内の探知
対象とする範囲に対応するようにｎの値の初期値と最終
値とを設定しておき、最終値でリセットされて初期値に
戻るように計数を繰り返すようになっている。

【００１５】相関信号回路１３は、送信回路２と同一の
パルス発生回路であって、遅延信号１２Ａをトリガ信号
として、相関信号１３Ａのような約束波形の信号と同じ
モノサイクルの信号、つまり、探知周期信号１Ａから遅
延量ＴＤだけ遅れた時点のモノサイクル信号を作って、
掛算回路１１の他方側の掛算入力として与える。したが
って、相関信号１３Ａは、探知周期Ｔの位相から見る
と、各探知周期ごとに単位遅延時間△ｔずつ移相された
ものになっている。

【００１６】掛算回路１１は、アナログ掛算回路であっ
て、例えば、ダブルバランスミキサ（ＤＢＭ）による掛
算回路（ダブルバランス形掛算回路ともいう）であり、
一方側の掛算入力の振幅値と他方側の掛算入力の振幅値
とを掛算して、つまり、受信信号１０Ａの振幅値と相関
信号１３Ａの振幅値とをアナログ的に掛算して得られた
掛算振幅値の信号を掛算信号１１Ａとして積分回路１４
に与える。

【００１７】積分回路１４は、時定数型の積分回路であ
って、例えば、相関信号１３Ａの時間長ＴＰ（この時間
長は送信信号２Ａの時間長と同じになる）よりも大きい
時定数をもつ積分回路で、掛算回路における掛算中に順
次に得られる掛算振幅値を積分した値に相当する振幅値
を得るためのものである。

【００１８】サンプル保持回路１５は、アナログ型のサ
ンプルホールド回路であって、積分信号１４Ａの各探知
周期における積分された振幅値の箇所をサンプリング、
例えば、相関信号１３Ａの時間長ＴＰの終了時点でサン
プリングすることによってホールドしたアナログ値を次
回のサンプル時点まで保持することにより、相関検出処
理した信号として、図７の探知信号１５Ａのような信号
を表示回路１６に与える。

【００１９】したがって、探知信号１５Ａは、各探知周
期Ｔにおける相関信号１３Ａごとに掛算した信号の積分
値の振幅によって変化させられながら、探知周期Ｔがｎ
回経過したときに、受信信号１０Ａのうちの計数値ｎに
よって定めた所要範囲の信号部分を相関信号１３Ａによ
り掛算相関して検出した信号ではあるが、時間的には探
知周期をｎ倍した時間長に伸長された信号になってい
る。

【００２０】計数値ｎによる所定範囲の選択を探知周期
Ｔの全部にわたるように設定した場合には、探知周期Ｔ
を単位遅延時間△ｔで除した回数ｋだけ探知を繰り返し
たときに、受信信号１０Ａが全て相関検出し終えた波形
になり、この間の時間長Ｔ×ｋを１／ｋに圧縮して見る
と、図７の探知信号１５Ａ（短縮率１／ｋ）のような信
号が探知信号１５Ａとして出力されていることになるわ
けである。そして、約束波形がパルス圧縮に適用し得る
波形であるときは、探知信号１５Ａとして得られる信号
が一種のパルス圧縮を行った信号になって現れることに
なる。

【００２１】表示回路１６は、探知信号１５Ａを探知信
号として表示するもので、例えば、ラスタ走査による表
示器の１表示画面分だけ探知信号１５Ａを順次にメモリ
に記憶してゆき、この記憶内容をラスタ走査に同期して
読み出しながらＢスコープ状に表示する回路であり、探
知周期Ｔ×ｋにおける探知信号１５Ａを主走査における
輝度変調信号とし、各回の探知信号１５Ａごとに副走査
方向に順次にずらせて表示するものである。

【００２２】また、上記のような反射波による地中探知
に代えて、図５のように、間隔配置した地中の所定地点
に、送信側と受信側を設けて透過波により探知する探知
装置においても、同様の相関検出処理を行って探知信号
を得るように構成する透過波の相関型探知装置が考えら
れる。

【００２３】また、上記の相関型探知装置における約束
波形の相関検出処理機能と同様の機能を設けた装置とし
て、例えば、通信装置または監視装置などから送信され
る通信信号や、施設内における監視信号が多重化された
情報信号が、所要の周期で繰り返す約束波形の信号を含
む信号になっており、この信号を被相関信号とし、その
周期の各回ごとに約束波形をもつ相関信号と相関して所
要の検出信号を得るように構成する相関型信号検出装置
が考えられる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような相関型探
知装置では、送信回路２と相関信号回路１３との２つの
回路で約束波形を作っているため構成が複雑化して装置
が大型化し、また、これら２つの回路で作られる波形が
同一になるように、各回路の動作を調整しなければなら
ないなど製造工数がかかるほか、経年変化により調整ず
れを起こすなどの不都合がある。

【００２５】そこで、△ｔずつ遅延量が増加するｎ本の
遅延路を設けておき、送信回路２で発生した１つの約束
波形をこれらの遅延路に探知周期Ｔごとに順次に切り換
えることにより、相関信号１３Ａを得るように構成する
ことが考えられる。

【００２６】しかし、この構成では、ｎに対応する多数
の遅延路と各遅延路に切り換える切換回路との複雑な構
成が必要になるほか、探知周期Ｔのうちの任意の範囲を
選択して探知信号１５Ａを得るには、その選択数をｍと
すれば、ｎ×ｍ組の遅延路を設ける必要があり、複雑膨
大な構成になるという不都合が生じてしまう。

【００２７】また、上記の相関型信号検出装置の場合に
おいても、同様の不都合が生ずる。このため、こうした
不都合のない簡便かつ調整不要な構成による装置の提供
が期待されているという課題がある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な所要の周期で繰り返すこの周期よりも短い時間長の約
束波形をもつ送信信号を送波して得られる反射波または
透過波にもとづく信号を被相関信号とし、上記の周期の
各回ごとに約束波形をもつ相関信号と相関して所要の探
知信号を得るようにした相関型探知装置であって、上記
の周期を各回ごとに少量時間ずつ順次に伸長または短縮
して可変する周期を可変周期として得る可変周期手段
と、上記の可変周期ごとに約束波形の信号、つまり、約
束波形信号を得る約束波形信号手段と、上記の約束波形
信号にもとづいて相関信号を得る相関信号手段と、上記
の約束波形信号を所定の固定長をもつ１つの遅延路を介
して遅延させた信号にもとづいて送信信号を得る固定遅
延送信信号手段と、上記の被相関信号の振幅と上記の相
関信号の振幅とを掛算して掛算振幅値の信号にもとづい
て前記探知信号を得る掛算手段とを設けることにより、
また、上記の相関型信号検出装置においても、同様の手
段を設けるなどによって、上記の課題を解決し得るよう
にしたものである。

【００２９】

【実施例】以下、図により実施例を説明する。まず、第
１実施例として、各回の探知周期を少量時間ずつ順次に
伸長させる可変周期を用いる構成の実施例を図１によっ
て説明する。

【００３０】図１において、図６における符号と同一の
符号で示す構成部分のものは、図６によって説明したも
のと同様の機能を有する部分である。また、各部の信号
波形は図２に示してある。なお、図２において、時間長
ＴＰＸのモノサイクルの波形が、所要の周期で繰り返す
この周期よりも短い時間長の約束波形になっている。

【００３１】可変周期回路１Ｘは、最初の周期、つま
り、初期周期Ｔに、各回ごとに少量時間△ｔずつ順次に
伸長した可変周期ＴＥをもつパルス信号による可変周期
信号１ＸＡを約束波形回路１３Ｘに与える。

【００３２】可変周期回路１Ｘは、例えば、△ｔのクロ
ック回路と計数回路を組み合わせたパルス発生回路であ
り、Ｔ＝△ｔ×ｎに設定したときは、ｎを固定量とし、
ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３……ｎ＋ｒ、ｎ＋（ｒ＋１）、
ｎ＋（ｒ＋２）……ｎ＋（ｎ−２）、ｎ＋（ｎ−１）、
ｎ＋ｎまで計数して、各回の周期を得ることによりＴ〜
（Ｔ＋△ｔ×ｎ）の期間内で少量時間△ｔずつ順次に伸
長する可変周期のパルス信号を発生させるようにしたも
のであり、△ｔは図６の場合と同様に約束波形、つま
り、送信信号２ＸＡの時間長ＴＰＸの１／ｍ、例えば、
１／１０に選定する。

【００３３】約束波形回路１３Ｘは、図６の場合の相関
信号回路１３・送信波形回路２１と同様の時間長ＴＰＸ
のモノサイクル波形による約束波形の信号を約束波形信
号１３ＸＡとして、掛算回路１１と固定遅延路１２Ｘと
に与える。

【００３４】掛算回路１１に与える約束波形信号１３Ｘ
Ａは一方の掛算入力に当たる相関信号として与えている
ことになり、固定遅延路１２Ｘに与える約束波形信号１
３ＸＡは送信波形信号として与えていることになる。

【００３５】固定遅延路１２Ｘは、約束波形信号１３Ｘ
Ａを所定の固定長をもつ１つの遅延路を介して遅延させ
た信号を固定遅延信号１２ＸＡとして得る回路であり、
例えば、約束波形信号１３ＸＡを電気／光変換素子１２
Ｘ１によって変換した光信号を、最初の固定分の周期Ｔ
以上に長い固定長をもつ光伝送線１２Ｘ２、例えば、光
ファイバーによる遅延路の一端に与え、他端に得られる
光信号を光／電気変換素子１２Ｘ３によって変換するこ
とにより、一定の固定遅延量ＦＤだけ遅延した約束波形
の信号を固定遅延信号１２ＸＡとして得るもので、この
固定遅延信号１２ＸＡを送信回路２Ｘに与える。

【００３６】送信回路２Ｘは、電力増幅回路であり、固
定遅延信号１２ＸＡ、つまり、固定遅延した送信波形信
号を電力増幅した信号を送信信号２ＸＡとして送信アン
テナ３に与える。

【００３７】図２の場合、固定遅延路１２Ｘの固定長
は、初期周期Ｔの１周期分に相当する固定遅延量ＦＤが
得られる長さに設定してある。したがって、送信回路２
Ｘに与えられる固定遅延信号１２ＸＡは、各可変周期Ｔ
Ｅごとに、可変周期信号１ＸＡの時点から、常に、初期
周期Ｔと同じ固定遅延量ＦＤだけ遅延させた約束波形、
つまり、モノサイクルの信号になって現れる。

【００３８】また、掛算回路１１に与えている約束波形
信号１３ＸＡ、つまり、相関信号１３ＸＡは、可変周期
ＴＥごとに約束波形、つまり、モノサイクルの信号にな
って現れる。

【００３９】つまり、送信信号２ＸＡは各回ごとに探知
周期を△ｔずつ順次に伸長しながら初期周期Ｔと同じ固
定遅延量ＦＤだけ遅延させた約束波形の信号を送信アン
テナ３に与えるので、受波信号９ＸＡにより得られる受
信信号１０ＸＡ（雑音信号は省略してある）は、同様
に、各回ごとに△ｔずつ遅れた信号になって現れるが、
相関信号１３Ｘに対しては、常に、初期周期Ｔだけ遅れ
ていることになる。

【００４０】したがって、掛算回路１１の一方の入力側
に与えている約束波形信号１３ＸＡ、つまり、相関信号
１３ＸＡから見ると、他方の掛算入力に被相関信号とし
て与えている受信信号１０ＸＡは、可変周期ＴＥごとに
初期周期Ｔに相当する時間だけ遅れた信号になるので、
可変周期ＴＥの２回目以後の相関信号１３ＸＡが先に遅
れることになり、受信信号１０ＸＡの方が可変周期ＴＥ
の各回ごとに△ｔずつ順次に繰り上げられた時間に受信
されていることになるため、相関信号１３ＸＡの約束波
形に対して、地中埋設物７Ａ・７Ｂ・７Ｃによる信号１
０ａ・１０ｂ・１０ｃは△ｔずつ順次に繰り上げられた
時間に現れることになる。

【００４１】このため、掛算信号１１ＸＡは、受信信号
１０ＸＡに対して相関信号１２ＸＡが可変周期ＴＥ、つ
まり、探知周期ごとに△ｔずつ後方へずらされながら、
各信号の振幅値を掛算した振幅値の信号になって得られ
るので、結局、掛算信号１１ＸＡ・積分信号１４ＸＡ・
探知信号１５ＸＡには、図６の場合における掛算信号１
１Ａ・積分信号１４Ａ・探知信号１５Ａと同様の信号が
得られ、相関検出処理とパルス圧縮信号とを行った探知
信号が得られることになる。

【００４２】そして、可変周期ＴＥが最初の固定周期Ｔ
の２倍の周期になったとき、最初の固定周期Ｔに相当す
る探知距離範囲に対する相関検出処理とパルス圧縮処理
とが完了することになる。

【００４３】図１の実施例では、固定遅延路１２Ｘを約
束波形回路１３Ｘと送信回路２Ｘとの間に設けて固定遅
延するように構成しているが、この固定遅延路１２Ｘを
取り除き、固定遅延路１２Ｘを受信アンテナ９と増幅回
路１０との間、または、増幅回路１０と掛算回路１１と
の間に設けることにより、受波信号９ＸＡまたは受信信
号１０ＸＡを固定遅延するように構成しても、被相関信
号、つまり、掛算回路１１に与える受信信号１０ＸＡと
相関信号１３ＸＡとの時間関係は、図１の実施例の場合
と同一になり、同様の相関検出処理とパルス圧縮処理と
を行った探知信号が得られることになる。

【００４４】また、図５のような透過波により地中探査
を行う探知装置の場合には、送信側回路部５０・制御／
表示回路部７０のいずれかに設けた可変周期回路１Ｘと
約束波形回路１３と固定遅延路１２Ｘとにより約束波形
信号１３ＸＡ（相関信号１３ＸＡ）と固定遅延信号１２
ＸＡを得るようにし、また、受信側回路部６０または制
御／表示部７０に設けた掛算回路１１により掛算信号１
１ＸＡを得るようにした構成により相関検出処理とパル
ス圧縮処理とを行った探知信号１５ＸＡを得るか、もし
くは、同様の構成において、固定遅延路１２Ｘを受信ア
ンテナ９と受信側回路部６０の受信回路１０との間、ま
たは、受信回路１０と受信回路部６０または制御／表示
回路部７０に設けた掛算回路１１との間に移設して構成
することにより、同様の相関検出処理とパルス圧縮処理
とを行った探知信号を得ることができるわけである。

【００４５】さらに、上記の相関型信号検出装置の場合
には、約束波形の信号を含む被相関信号を上記の可変周
期ＴＥをもつ被相関信号にするとともに上記の固定遅延
路１２Ｘに与えて固定遅延した遅延被相関信号と、上記
の可変周期ＴＥをもつ約束波形による相関信号とを上記
の掛算回路１１に与えて掛算信号１１ＸＡに相当する信
号を得ることにより、相関検出処理とパルス圧縮処理と
を行った相関検出信号を得ることができるわけである。

【００４６】次に、上記の第１実施例における可変周期
回路１Ｘの可変周期ＴＥを少量時間△ｔずつ順次に短縮
させるように構成した第２実施例を図３により説明す
る。

【００４７】この第２の実施例の場合、図２における可
変周期信号１ＸＡの初期周期Ｔを、図３のように、Ｔ＋
△ｔ×ｎとし、△ｔ×ｎの部分の変化を、△ｔ×ｎから
始め、ｔ×（ｎ−１）、△ｔ×（ｎ−２）、△ｔ×（ｎ
−３）……のように、可変周期ＴＥを漸減して短縮変化
させるもので、受信信号１０ＸＡと相関信号１３ＸＡと
の相対的な時間関係を図２の場合における時間関係と比
べて見ると、図３の場合には、図２の場合と逆の時間関
係の配列、つまり、逆時系列になっているため、探知信
号１５ＸＡも逆時系列になって現れることになる。

【００４８】したがって、表示回路１６におけるラスタ
走査を逆に走査して正規の時系列に直すか、表示画像の
探知距離方向を図１の場合と逆方向にして読み取るよう
に変更する手段を設けて構成する必要がある。

【００４９】また、この第２実施例と同様の相関検出構
成を、上記の送受対向探知による構成の場合、または、
上記の相関型信号検出装置の場合にも、適用し得ること
は言うまでもない。

【００５０】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することができる。 （１）約束波形を従来技術の項で説明した振幅変化・周
波数変化・位相変化・パルス数・パルス間隔などに対し
て特定の約束づけをした波形、例えば、階段状振幅形式
・等波形繰返形式などの波形、または、階段状周波数変
調形式・直線状周波数変調形式・符号位相変調形式・符
号搬送波変調形式などの波形のうちの任意のものを用い
て構成にする。

【００５１】（２）約束波形の信号を、一般のレーダや
魚群探知機で使用している単一の高周波を矩形状に変調
したパルス波、つまり、図８の（ア）の波形のｆ１部分
のみの波形にして構成する。

【００５２】（３）可変周期ＴＥの初期周期Ｔと固定遅
延路１２Ｘの固定遅延量ＦＤとを複数Ｎ倍のＮ×Ｔにし
て、図１の実施例と同様の相関検出処理とパルス圧縮処
理とを行う構成にする。

【００５３】（４）可変周期ＴＥの初期周期Ｔに代え
て、初期周期ＴにＴ以下の任意の時間量を加えた時間
量、若しくは、０またはＴ以下の任意の時間量を初期周
期とすることにより、いわゆる探知レンジのシフトを行
わせて、目的の探知対象、例えば、地中埋設物７Ｂに対
応する時点から相関検出処理を行わせるようにして、例
えば、地中埋設物７Ｂ・７Ｃに対する探知信号１５ＸＡ
を得るように構成する。

【００５４】（５）固定遅延路１２Ｘの固定遅延量Ｆ
Ｄ、つまり、固定長を、初期周期ＴにＴ以下の任意の時
間量を加えた遅延量または初期周期Ｔ以下の遅延量に相
当する固定長、例えば、図４のように、Ｔ×０．６の遅
延量に相当する固定長に設定することにより、いわゆる
探知レンジのシフトを行わせて、目的の探知対象、例え
ば、地中埋設物７Ｂに対応する時点から相関検出処理を
行わせるようにして、例えば、地中埋設物７Ｂ・７Ｃに
対する探知信号１５ＸＡを得るように構成する。

【００５５】（６）固定遅延路１２Ｘを同軸ケーブル・
圧電変換素子・分布定数回路などによる遅延路を用いて
構成する。

【００５６】（７）掛算回路１１に与える約束波形信号
１３ＸＡ、つまり、相関信号を、約束波形そのものが、
送信回路２・送信アンテナ３・送信電磁波４・地中・反
射電磁波８・受信アンテナ９の経路を経る間に、変形さ
せられるモデルに近い波形にする目的で、約束波形回路
１３Ｘと掛算回路１１との間に、その波形に対応させる
回路、例えば、Ｑの低い共振回路と移相回路の組み合わ
せなどを介在させる。

【００５７】（８）積分回路１４を演算型の積分回路に
するとともに、サンプル保持回路１５のサンプリング時
点を可変周期信号１ＸＡの各時点で行わせる。この場合
には、サンプリング後に演算をリセットさせる必要があ
ることは言うまでもない。

【００５８】（９）上記の（８）の構成において、各サ
ンプリング時点に得られる振幅値をＡ／Ｄ変換したディ
ジタル値を、メモリまたはシフトレジスタなどの記憶回
路に各サンプリング時点ごとにアドレスまたはシフトを
次順に移して記憶させ、この記憶内容を所定の一定速度
のクロックで読み出したディジタル値にもとづいて探知
信号１５Ａを得るように構成することにより、サンプリ
ング時点のずれによる探知信号１５Ａの波形歪みを修正
し得るようにする。また、上記の逆の時系列で探知信号
または検出信号が得られる場合には、記憶内容の読出を
逆順にして正規の時系列による信号を得るようにする。

【００５９】（１０）積分回路１４とサンプル保持回路
１５を無くして、低域通過濾波回路によって掛算信号１
１ＸＡを濾波することにより探知信号１５ＸＡを得る。
この場合、可変周期ＴＥの初期周期Ｔに相当する周波
数、つまり、（１／Ｔ）Ｈｚ程度以下の周波数を通過す
る濾波回路に構成することが望ましい。

【００６０】（１１）少量時間△ｔの量を、他のアナロ
グの形態、例えば、上昇または下降傾斜波のクリップレ
ベル点までの時間を単位クリップレベルの変化で行わせ
るなどによって構成する。

【００６１】（１２）約束波形の形態および少量時間△
ｔの量、もしくは、そのいずれかを、ディジタル形態の
信号、例えば、２進数値を表す直列のパルス信号または
並列のパルスによって構成する。

【００６２】（１３）約束波形の形態および少量時間△
ｔの量、もしくは、そのいずれかを、アナログ形態の信
号にしたものを、ディジタル形態の信号に変換して相関
を行うように構成する。

【００６３】（１４）約束波形の形態および少量時間△
ｔの量、もしくは、そのいずれかを、ディジタル形態の
信号にしたものを、アナログ形態の信号に変換して相関
を行うように構成する。

【００６４】（１５）受信信号１０ＸＡ・相関信号１３
ＸＡをＡ／Ｄ変換してディジタル化するとともに、可変
周期回路１Ｘ・掛算回路１１・積分回路１４・サンプル
保持回路１５などの処理をディジタル・コンピュータ、
例えば、マイクロコンピュータにより処理する。

【００６５】（１６）掛算回路１１に入力される受信信
号１０ＸＡと相関信号１３ＸＡとの両方、または、いず
れか一方の回路に振幅を可変調整して掛算機能を確実に
するための調整回路、例えば、可変減衰回路を設ける。

【００６６】（１７）約束波形信号１３ＸＡが低い周波
数成分の信号の場合、掛算回路１１を演算増幅回路の組
み合わせ、例えば、乗算用ＩＣなどにより構成する。

【００６７】

【発明の効果】この発明によれば、探知装置の場合に
は、探知周期を各回ごとに少量時間ずつ順次に伸長また
は短縮して可変して得られる約束波形を相関信号とし、
同一の約束波形そのものを送信から受信信号を被相関信
号として得る経路の間に所定の固定長をもつ１つの遅延
路を介して固定遅延させた信号を遅延被相関信号とする
構成によって、相関検出処理を行った探知信号を得るこ
とができるので、１つの約束波形の信号を送信波形信号
と相関信号とに用いることができるので、約束波形を作
る複雑な回路が１つで済ませられるため、装置を簡便な
構成にして提供し得る。

【００６８】また、送信信号の約束波形と相関信号の約
束波形とが必然的に同一の波形にもとづく波形にするこ
とができるので、相関検出処理とパルス圧縮処理とを理
想的な処理によって行った精度の高い探知信号または相
関検出信号が得られるなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

図は実施例を示し、各図の内容は次のとおりである。

【図１】この発明の第１実施例のブロック構成図

【図２】この発明の第１実施例の要部動作波形図

【図３】この発明の第２実施例の要部動作波形図

【図４】この発明の変形実施例の要部動作波形図

【図５】従来技術のブロック構成図

【図６】従来技術のブロック構成図

【図７】従来技術の要部信号波形図

【図８】従来技術の信号波形図

【符号の説明】

１ 探知周期回路 １Ａ 探知周期信号 ２ 送信回路 ２１ 送信波形回路 ２２ 電力増幅回路 ２Ａ 送信信号 ３ 送信アンテナ ４ 送信電磁波 ５ 地表面 ６ 地中 ７Ａ・７Ｂ・７Ｃ 地中埋設物 ８ 反射電磁波 ９ 受信アンテナ ９Ａ 受波信号 １０ 増幅回路 １０Ａ 受信信号 １１ 掛算回路 １１Ａ 掛算信号 １２ 可変遅延回路 １２Ａ 遅延信号 １３ 相関信号回路 １３Ａ 相関信号 １４ 積分回路 １４Ａ 積分信号 １５ 低域濾波回路 １５Ａ 探知信号 １６ 表示回路 ５０ 送信側回路部 ６０ 受信側回路部 ７０ 制御／表示回路部 １００ 地中探査用レーダ １Ｘ 可変周期回路 １ＸＡ 可変周期信号 ２ＸＡ 送信信号 ９ＸＡ 受波信号 １０ＸＡ 受信信号 １１ＸＡ 掛算信号 １２Ｘ 固定遅延路 １２Ｘ１ 電気／光変換素子 １２Ｘ２ 光伝送線 １２Ｘ３ 光／電気変換素子 １２ＸＡ 固定遅延信号 １３Ｘ 約束波形回路 １３ＸＡ 約束波形信号（相関信号） １４ＸＡ 積分信号 １５ＸＡ 探知知信号

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−240943（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288844（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−312938（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−165086（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27285（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−142392（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−44277（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−282490（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280279（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−174082（ＪＰ，Ｕ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要の周期で繰り返す前記周期よりも短
   い時間長の約束波形をもつ送信信号を送波して得られる
   反射波または透過波にもとづく信号を被相関信号とし、
   前記周期の各回ごとに前記約束波形をもつ相関信号と相
   関して所要の探知信号を得るようにした相関型探知装置
   であって、 前記周期を各回ごとに少量時間ずつ順次に伸長または短
   縮して可変する周期を可変周期として得る可変周期手段
   と、 前記可変周期ごとに前記約束波形の信号（以下、約束波
   形信号という）を得る約束波形信号手段と、 前記約束波形信号にもとづいて前記相関信号を得る相関
   信号手段と、 前記約束波形信号を所定の固定長をもつ１つの遅延路を
   介して遅延させた信号にもとづいて前記送信信号を得る
   固定遅延送信信号手段と、 前記被相関信号の振幅と前記相関信号の振幅とを掛算し
   て掛算振幅値の信号にもとづいて前記探知信号を得る掛
   算手段とを具備することを特徴とする可変周期相関型探
   知装置。
2. 【請求項２】 所要の周期で繰り返す前記周期よりも短
   い時間長の約束波形をもつ送信信号を送波して得られる
   反射波または透過波にもとづく信号を被相関信号とし、
   前記周期の各回ごとに前記約束波形をもつ相関信号と相
   関して所要の探知信号を得るようにした相関型探知装置
   であって、 前記周期を各回ごとに少量時間ずつ順次に伸長または短
   縮して可変する周期を可変周期として得る可変周期手段
   と、 前記可変周期ごとに前記約束波形の信号（以下、約束波
   形信号という）を得る約束波形信号手段と、 前記約束波形信号にもとづいて前記相関信号を得る相関
   信号手段と、 前記約束波形信号にもとづいて前記送信信号を得る送信
   信号手段と、 前記反射波または透過波により得られた信号を所定の固
   定長をもつ１つの遅延路を介して遅延させた信号にもと
   づいて前記被相関信号を得る遅延被相関信号手段と、 前記被相関信号の振幅と前記相関信号の振幅とを掛算し
   て掛算振幅値の信号にもとづいて前記探知信号を得る掛
   算手段とを具備することを特徴とする可変周期相関型探
   知装置。
3. 【請求項３】 前記遅延路の固定長を、前記可変の最初
   における周期の１周期分（以下、初期周期分という）の
   遅延量に相当する固定長に設定する１周期分固定遅延路
   手段を具備することを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の可変周期相関型探知装置。
4. 【請求項４】 前記遅延路の固定長を、前記初期周期分
   を超える遅延量または前記初期周期に満たない遅延量に
   相当する固定長に設定する中間周期分固定遅延路手段を
   具備することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の可変周期相関型探知装置。
5. 【請求項５】 前記遅延路の固定長を、前記初期周期分
   の遅延量に相当する固定長に設定する１周期分固定遅延
   路手段と、 前記遅延路の固定長を前記初期周期分を超える遅延量ま
   たは前記初期周期分に満たない遅延量に相当する固定長
   に設定する中間周期分固定遅延路手段と、 前記１周期分固定遅延路手段と前記中間周期分固定遅延
   路手段のいずれか一方を選択する相関信号遅延量選択手
   段とを具備することを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の可変周期相関型探知装置。
6. 【請求項６】 所要の周期で繰り返す前記周期よりも短
   い時間長の約束波形をもつ信号を含む信号を被相関信号
   とし、前記周期の各回ごとに前記約束波形をもつ相関信
   号と相関して所要の検出信号を得るようにした相関型信
   号検出装置であって、 前記周期を各回ごとに少量時間ずつ順次に伸長または短
   縮して可変する周期を可変周期として得る可変周期手段
   と、 前記可変周期ごとに前記約束波形の信号にもとづいて前
   記相関信号を得る相関信号手段と、 前記可変周期をもつ前記被相関信号を所定の固定長をも
   つ１つの遅延路を介して遅延させた信号にもとづいて遅
   延被相関信号を得る遅延被相関信号手段と、 前記遅延被相関信号の振幅と前記相関信号の振幅とを掛
   算して掛算振幅値の信号にもとづいて前記検出信号を得
   る掛算手段とを具備することを特徴とする可変周期相関
   型信号検出装置。
7. 【請求項７】 前記遅延路の固定長を前記可変の最初に
   おける前記周期の１周期分（以下、初期周期分という）
   の遅延量に相当する固定長に設定する１周期分固定遅延
   路手段を具備することを特徴とする請求項６記載の可変
   周期相関型信号検出装置。
8. 【請求項８】 前記遅延路の固定長を、前記初期周期分
   を超える遅延量または前記初期周期に満たない遅延量に
   相当する固定長に設定する中間周期分固定遅延路手段を
   具備することを特徴とする請求項６記載の可変周期相関
   型信号検出装置。
9. 【請求項９】 前記遅延路の固定長を、前記初期周期分
   の遅延量に相当する固定長に設定する１周期分固定遅延
   路手段と、 前記遅延路の固定長を前記初期周期分を超える遅延量ま
   たは前記初期周期分に満たない遅延量に相当する固定長
   に設定する中間周期分固定遅延路手段と、 前記１周期分固定遅延路手段と前記中間周期分固定遅延
   路手段のいずれか一方を選択する相関信号遅延量選択手
   段とを具備することを特徴とする請求項６記載の可変周
   期相関型信号検出装置。
10. 【請求項１０】 前記掛算をアナログ値によって行う前
    記掛算手段を具備することを特徴とする請求項１から請
    求項５のいずれかに記載の可変周期相関型探知装置また
    は請求項６から請求項９のいずれかに記載の可変周期相
    関型信号検出装置。
11. 【請求項１１】 前記掛算をディジタル値によって行う
    前記掛算手段を具備することを特微とする請求項１から
    請求項５のいずれかに記載の可変周期相関型探知装置ま
    たは請求項６から請求項９のいずれかに記載の可変周期
    相関型信号検出装置。