JP3182512B2 - 埋積物探査アンテナ - Google Patents
埋積物探査アンテナInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス幅の狭い電
磁波を構造物または大地に放射して構造物または大地中
の埋積物からの反射電磁波を受信することによって埋積
物を探査する埋積物探査装置に用いられる埋積物探査ア
ンテナに関するものである。
磁波を構造物または大地に放射して構造物または大地中
の埋積物からの反射電磁波を受信することによって埋積
物を探査する埋積物探査装置に用いられる埋積物探査ア
ンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通信ケーブルが内部に布設される鋼管等
の埋積物を探査するには、大地または構造物の表面を移
動して埋積物に対して時間幅が数ナノ秒（ｎｓ）程度と
短いパルス状の電磁波を送信アンテナにより放射し、埋
積物からの短時間に挙動する反射電磁波を受信アンテナ
により受信して、この反射電磁波から探査データを得て
いる。
の埋積物を探査するには、大地または構造物の表面を移
動して埋積物に対して時間幅が数ナノ秒（ｎｓ）程度と
短いパルス状の電磁波を送信アンテナにより放射し、埋
積物からの短時間に挙動する反射電磁波を受信アンテナ
により受信して、この反射電磁波から探査データを得て
いる。
【０００３】この探査データを埋積物を探査するための
探査画像とするには、一定周期で発生させた短時間の駆
動パルス毎に埋積物に対して電磁波を放射し各駆動パル
ス毎に順次一定時間ずつ遅らせた各サンプリング時刻毎
のサンプリングにより得たＡ／Ｄ変換データを各サンプ
リング時刻に相当する探査データとし、構造物または大
地の表面の移動距離との関連として画像表示を行ってい
る。
探査画像とするには、一定周期で発生させた短時間の駆
動パルス毎に埋積物に対して電磁波を放射し各駆動パル
ス毎に順次一定時間ずつ遅らせた各サンプリング時刻毎
のサンプリングにより得たＡ／Ｄ変換データを各サンプ
リング時刻に相当する探査データとし、構造物または大
地の表面の移動距離との関連として画像表示を行ってい
る。
【０００４】従来、埋積物探査装置の送信アンテナと受
信アンテナとの設置構成については、図５に示すように
大地または構造物の表面２から駆動パルス発生回路５に
より発生する短時間のパルス状の電磁波を放射する送信
アンテナ（Ｔ）１および埋積物３からの反射電磁波を受
信する受信アンテナ（Ｒ）４はそれぞれ１組の平面アン
テナを互いに近接して設置する構成が採られていた。こ
の受信アンテナ（Ｒ）４に到来し受信される電磁波が探
査受信波としてインピーダンス整合変成器１２を介して
サンプリング・ホールド回路７に入力されていた。
信アンテナとの設置構成については、図５に示すように
大地または構造物の表面２から駆動パルス発生回路５に
より発生する短時間のパルス状の電磁波を放射する送信
アンテナ（Ｔ）１および埋積物３からの反射電磁波を受
信する受信アンテナ（Ｒ）４はそれぞれ１組の平面アン
テナを互いに近接して設置する構成が採られていた。こ
の受信アンテナ（Ｒ）４に到来し受信される電磁波が探
査受信波としてインピーダンス整合変成器１２を介して
サンプリング・ホールド回路７に入力されていた。
【０００５】しかし、受信アンテナ（Ｒ）４で探査波と
して受信される電磁波ｖR は、図６に示すように、送信
アンテナ（Ｔ）１から放射される送信電磁波ｖT が、構
造物または大地の表面で反射したり、表面に沿って漏れ
ることにより、受信アンテナ（Ｒ）４に干渉して生ずる
電磁波ｖC と、埋積物３から反射して得られる反射電磁
波ｖRef とが重畳した電磁波である。埋積物が構造物ま
たは大地の表面２から浅いときには、反射電磁波ｖRef
は電磁波（i)のように反射波が受信アンテナ（Ｒ）４に
到達する時刻は速く、また、その電磁波強度は構造物ま
たは大地での伝搬損失が少ないため大きいが、埋積物が
深いときには反射電磁波ｖRef は電磁波（ii）のように
到達時刻は遅くなり、電磁波強度も減少する。
して受信される電磁波ｖR は、図６に示すように、送信
アンテナ（Ｔ）１から放射される送信電磁波ｖT が、構
造物または大地の表面で反射したり、表面に沿って漏れ
ることにより、受信アンテナ（Ｒ）４に干渉して生ずる
電磁波ｖC と、埋積物３から反射して得られる反射電磁
波ｖRef とが重畳した電磁波である。埋積物が構造物ま
たは大地の表面２から浅いときには、反射電磁波ｖRef
は電磁波（i)のように反射波が受信アンテナ（Ｒ）４に
到達する時刻は速く、また、その電磁波強度は構造物ま
たは大地での伝搬損失が少ないため大きいが、埋積物が
深いときには反射電磁波ｖRef は電磁波（ii）のように
到達時刻は遅くなり、電磁波強度も減少する。
【０００６】一方、小型形状の埋積物の識別には、波長
の短い電磁波を用いる必要があると共にアンテナの寸法
は短縮され、送受信アンテナは近接して設置される。
の短い電磁波を用いる必要があると共にアンテナの寸法
は短縮され、送受信アンテナは近接して設置される。
【０００７】このため、送信アンテナから放射される電
磁波ｖT による干渉電磁波ｖC は大きくなり、本来の埋
積物からの反射電磁波ｖRef は図６の受信アンテナで受
信される電磁波ｖR のように強い干渉電磁波ｖC の影響
が支配的になるため微弱な反射電磁波を精度よく識別す
るのが著しく困難になる欠点があった。
磁波ｖT による干渉電磁波ｖC は大きくなり、本来の埋
積物からの反射電磁波ｖRef は図６の受信アンテナで受
信される電磁波ｖR のように強い干渉電磁波ｖC の影響
が支配的になるため微弱な反射電磁波を精度よく識別す
るのが著しく困難になる欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】構造物または大地中の
小形状埋積物の探査には、波長の短かい電磁波としてパ
ルスの時間幅が１ナノ秒（ｎｓ）程度の電磁波が用いら
れ、電磁波の伝搬媒体中の波長はその誘電率εに関与さ
れるので７〜１０センチメートル（ｃｍ）程度となる。
したがって、このような波長の電磁波の送受信に整合さ
せるアンテナの形状は小型になる。一方、構造物または
大地などの電磁波伝搬媒体による電磁波の伝搬電力損失
やアンテナの指向角などの関連から、構造物または大地
の表面と垂直になるように送受信アンテナが極めて近接
して設置される。
小形状埋積物の探査には、波長の短かい電磁波としてパ
ルスの時間幅が１ナノ秒（ｎｓ）程度の電磁波が用いら
れ、電磁波の伝搬媒体中の波長はその誘電率εに関与さ
れるので７〜１０センチメートル（ｃｍ）程度となる。
したがって、このような波長の電磁波の送受信に整合さ
せるアンテナの形状は小型になる。一方、構造物または
大地などの電磁波伝搬媒体による電磁波の伝搬電力損失
やアンテナの指向角などの関連から、構造物または大地
の表面と垂直になるように送受信アンテナが極めて近接
して設置される。
【０００９】このため、送信アンテナから放射される電
磁波が受信アンテナに直接結合することにより生ずる干
渉電磁波は著しく大きくなり雑音の支配的原因となる。
したがって、埋積物からの反射波を１組の受信アンテナ
により受信して得た受信波を探査波とする従来の技術で
は小形状の埋積物からの微弱な反射波の識別には限界が
あった。
磁波が受信アンテナに直接結合することにより生ずる干
渉電磁波は著しく大きくなり雑音の支配的原因となる。
したがって、埋積物からの反射波を１組の受信アンテナ
により受信して得た受信波を探査波とする従来の技術で
は小形状の埋積物からの微弱な反射波の識別には限界が
あった。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、送信アンテナに対して複数の同一形状の受信アンテ
ナを埋積物から反射して到来する受信波の方向と垂直に
平行に狭空隙を設けるよう設置して、それぞれの受信ア
ンテナが送信アンテナから放射される電磁波により直接
結合する干渉を同相雑音除去チョークを用いることによ
り互いに打ち消しあうように構成し、埋積物からの微弱
な反射波の識別性に優る探査画像の表示ができる埋積物
探査装置の埋積物探査アンテナを提供することを目的と
する。
で、送信アンテナに対して複数の同一形状の受信アンテ
ナを埋積物から反射して到来する受信波の方向と垂直に
平行に狭空隙を設けるよう設置して、それぞれの受信ア
ンテナが送信アンテナから放射される電磁波により直接
結合する干渉を同相雑音除去チョークを用いることによ
り互いに打ち消しあうように構成し、埋積物からの微弱
な反射波の識別性に優る探査画像の表示ができる埋積物
探査装置の埋積物探査アンテナを提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の埋積物探査アンテナは、埋積物に対して非接
触で探査するための電磁波を放射する送信アンテナと、
この送信アンテナに駆動パルスを供給するための駆動パ
ルス発生手段と、前記送信アンテナから放射する電磁波
による埋積物からの反射受信波を探査波として有効に捕
捉するための複数の受信アンテナと、この複数の受信ア
ンテナにより得られる探査波受信信号をサンプリングし
て得られたサンプリング電位を維持するサンプリング・
ホールド手段と、前記サンプリング・ホールド手段によ
り得られるサンプリング電位をディジタル値に変換して
Ａ／Ｄ変換データを得るＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ
変換手段のＡ／Ｄ変換データから得られる探査データを
基に画像処理し表示する探査画像処理表示手段と、前記
駆動パルス発生手段と前記サンプリング・ホールド手段
と前記Ａ／Ｄ変換手段と前記探査画像処理表示手段のそ
れぞれの動作を制御するための主制御手段とを有する埋
積物探査装置において、前記複数の受信アンテナは、複
数の受信アンテナが互いに同一形状を有すると共に受信
アンテナの垂直方向の透過形状が互いに一致するよう狭
空隙を設けて平行な構造とし、送信アンテナに近接し、
送信アンテナからの放射電磁波により受信アンテナに結
合する干渉電磁波が複数の受信アンテナにおいて同相、
同量になるように設置し、前記受信アンテナのそれぞれ
が受信する信号を同相雑音除去チョークを介したのちそ
れら互いの信号の差動成分を出力するよう構成した変成
器により得る差信号を探査受信信号とすることを特徴と
するものである。
に本発明の埋積物探査アンテナは、埋積物に対して非接
触で探査するための電磁波を放射する送信アンテナと、
この送信アンテナに駆動パルスを供給するための駆動パ
ルス発生手段と、前記送信アンテナから放射する電磁波
による埋積物からの反射受信波を探査波として有効に捕
捉するための複数の受信アンテナと、この複数の受信ア
ンテナにより得られる探査波受信信号をサンプリングし
て得られたサンプリング電位を維持するサンプリング・
ホールド手段と、前記サンプリング・ホールド手段によ
り得られるサンプリング電位をディジタル値に変換して
Ａ／Ｄ変換データを得るＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ
変換手段のＡ／Ｄ変換データから得られる探査データを
基に画像処理し表示する探査画像処理表示手段と、前記
駆動パルス発生手段と前記サンプリング・ホールド手段
と前記Ａ／Ｄ変換手段と前記探査画像処理表示手段のそ
れぞれの動作を制御するための主制御手段とを有する埋
積物探査装置において、前記複数の受信アンテナは、複
数の受信アンテナが互いに同一形状を有すると共に受信
アンテナの垂直方向の透過形状が互いに一致するよう狭
空隙を設けて平行な構造とし、送信アンテナに近接し、
送信アンテナからの放射電磁波により受信アンテナに結
合する干渉電磁波が複数の受信アンテナにおいて同相、
同量になるように設置し、前記受信アンテナのそれぞれ
が受信する信号を同相雑音除去チョークを介したのちそ
れら互いの信号の差動成分を出力するよう構成した変成
器により得る差信号を探査受信信号とすることを特徴と
するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を説明するための
埋積物探査装置の一例を示す全体構成説明図である。図
において、１は構造物または大地２中の埋積物３に対し
て非接触で探査するためのパルス幅の狭い電磁波を放射
する送信アンテナ（Ｔ）、４および４′は前記送信アン
テナ（Ｔ）１から放射された電磁波が埋積物３により反
射して得られる反射電磁波を受信するための受信アンテ
ナ（Ｒ1 およびＲ2 ）、５は前記送信アンテナ（Ｔ）１
に駆動パルスを供給するための駆動パルス発生回路、６
は駆動パルス発生回路５の出力インピーダンスと送信ア
ンテナ（Ｔ）１とのインピーダンス整合のための変成
器、７は前記受信アンテナ（Ｒ1 およびＲ2 ）４および
４′からの受信波を変成回路８を通して得られる探査波
受信信号のサンプリング電位を維持するサンプリング・
ホールド回路、８は前記受信アンテナ（Ｒ1および
Ｒ2 ）４および４′とサンプリング・ホールド回路７の
入力との間に設けられた同相雑音除去チョークと変成器
で構成する探査波受信信号変成回路、９は前記サンプリ
ング・ホールド回路７により得られるアナログ値のサン
プリング電位をディジタル値に変換してＡ／Ｄ変換デー
タを得るＡ／Ｄ変換回路、１０は前記Ａ／Ｄ変換回路９
のＡ／Ｄ変換データから得られる探査データを基に画像
処理し表示する探査画像処理表示装置、１１は前記駆動
パルス発生回路５と前記サンプリング・ホールド回路７
と前記Ａ／Ｄ変換回路９および前記探査画像処理表示装
置１０のそれぞれの動作を制御し、かつ前記Ａ／Ｄ変換
回路９のＡ／Ｄ変換データの蓄積、送信処理などを実施
するための主制御回路である。
埋積物探査装置の一例を示す全体構成説明図である。図
において、１は構造物または大地２中の埋積物３に対し
て非接触で探査するためのパルス幅の狭い電磁波を放射
する送信アンテナ（Ｔ）、４および４′は前記送信アン
テナ（Ｔ）１から放射された電磁波が埋積物３により反
射して得られる反射電磁波を受信するための受信アンテ
ナ（Ｒ1 およびＲ2 ）、５は前記送信アンテナ（Ｔ）１
に駆動パルスを供給するための駆動パルス発生回路、６
は駆動パルス発生回路５の出力インピーダンスと送信ア
ンテナ（Ｔ）１とのインピーダンス整合のための変成
器、７は前記受信アンテナ（Ｒ1 およびＲ2 ）４および
４′からの受信波を変成回路８を通して得られる探査波
受信信号のサンプリング電位を維持するサンプリング・
ホールド回路、８は前記受信アンテナ（Ｒ1および
Ｒ2 ）４および４′とサンプリング・ホールド回路７の
入力との間に設けられた同相雑音除去チョークと変成器
で構成する探査波受信信号変成回路、９は前記サンプリ
ング・ホールド回路７により得られるアナログ値のサン
プリング電位をディジタル値に変換してＡ／Ｄ変換デー
タを得るＡ／Ｄ変換回路、１０は前記Ａ／Ｄ変換回路９
のＡ／Ｄ変換データから得られる探査データを基に画像
処理し表示する探査画像処理表示装置、１１は前記駆動
パルス発生回路５と前記サンプリング・ホールド回路７
と前記Ａ／Ｄ変換回路９および前記探査画像処理表示装
置１０のそれぞれの動作を制御し、かつ前記Ａ／Ｄ変換
回路９のＡ／Ｄ変換データの蓄積、送信処理などを実施
するための主制御回路である。
【００１３】即ち、前記駆動パルス発生回路５の駆動パ
ルスは、主制御回路１１から所定の繰り返し周期で発生
されるパルス発生トリガ信号Ｓ1 により発生され、前記
サンプリング・ホールド回路７による探査波受信信号の
サンプリングを前記駆動パルス毎に順次前記駆動パルス
の基準点から予め定めた時間遅延させて発生されるサン
プリングトリガ信号Ｓ3 により実施し、主制御回路１１
により前記駆動パルスの基準点からの時間をサンプリン
グした前記駆動パルス毎に前記Ａ／Ｄ変換回路９のＡ／
Ｄ変換データを探査データＤｉとし、この探査データＤ
ｉを前記探査画像処理表示装置１０に送信データＤＯｉ
として送信することにより探査画像として処理表示させ
て埋積物３を探査するものである。
ルスは、主制御回路１１から所定の繰り返し周期で発生
されるパルス発生トリガ信号Ｓ1 により発生され、前記
サンプリング・ホールド回路７による探査波受信信号の
サンプリングを前記駆動パルス毎に順次前記駆動パルス
の基準点から予め定めた時間遅延させて発生されるサン
プリングトリガ信号Ｓ3 により実施し、主制御回路１１
により前記駆動パルスの基準点からの時間をサンプリン
グした前記駆動パルス毎に前記Ａ／Ｄ変換回路９のＡ／
Ｄ変換データを探査データＤｉとし、この探査データＤ
ｉを前記探査画像処理表示装置１０に送信データＤＯｉ
として送信することにより探査画像として処理表示させ
て埋積物３を探査するものである。
【００１４】図２は１組の送信アンテナＴに対し２組の
受信アンテナＲ1 及びＲ2 を有する探査アンテナ構成に
おけるそれらのアンテナの配置を明示する本発明に係わ
らない実施例を示す。 ２組の受信アンテナＲ1 及びＲ2
のそれぞれの長手方向中心線ｌ′1 およびｌ′2 が送信
アンテナＴの長手方向中心線ｌ0 に対し斜向し、それぞ
れの受信アンテナＲ1 及びＲ2 の配置中心の送信アンテ
ナＴの長手方向中心線ｌ0 との並行線ｌ1 およびｌ2 が
上記中心線ｌ0 と互いに距離Ｌを隔てて上記アンテナＲ
1 およびＲ2 を上記中心線ｌ0 に線対象に設置した埋積
物探査アンテナである。
受信アンテナＲ1 及びＲ2 を有する探査アンテナ構成に
おけるそれらのアンテナの配置を明示する本発明に係わ
らない実施例を示す。 ２組の受信アンテナＲ1 及びＲ2
のそれぞれの長手方向中心線ｌ′1 およびｌ′2 が送信
アンテナＴの長手方向中心線ｌ0 に対し斜向し、それぞ
れの受信アンテナＲ1 及びＲ2 の配置中心の送信アンテ
ナＴの長手方向中心線ｌ0 との並行線ｌ1 およびｌ2 が
上記中心線ｌ0 と互いに距離Ｌを隔てて上記アンテナＲ
1 およびＲ2 を上記中心線ｌ0 に線対象に設置した埋積
物探査アンテナである。
【００１５】図において、Ｐ0 およびＰ1 は送信アンテ
ナＴに対する放射電磁波の給電点であり、Ｐ11，Ｐ12お
よびＰ21，Ｐ22はそれぞれ受信アンテナＲ1 およびＲ2
の受信波の受電点である。
ナＴに対する放射電磁波の給電点であり、Ｐ11，Ｐ12お
よびＰ21，Ｐ22はそれぞれ受信アンテナＲ1 およびＲ2
の受信波の受電点である。
【００１６】このようなアンテナ構成を採ることによ
り、送受アンテナの設置間隔などから受信アンテナＲ 1
及びＲ 2 に直接結合して生ずる干渉電磁波をほぼ同量と
することができると共にこれらのアンテナを構造物また
は大地の表面にほぼ密着して埋積物を探査する際、送信
アンテナＴから放射される電磁波が構造物または大地の
表面で反射したり、それら表面に沿って漏れることによ
る干渉電磁波の受信アンテナＲ1 およびＲ2 で受信する
電磁波をほぼ同量とすることができる。図３は本発明の
実施形態例を示す。送信アンテナＴの近傍に形状を同一
とする受信アンテナＲ 1 及びＲ 2 を埋積物により反射し
て到来する受信波の方向と垂直にし、かつ、受信アンテ
ナＲ 1 及びＲ 2 を互いに並行に狭空隙を設け、受信波の
到来方向への透過形状が一致するよう設置してなる受信
アンテナ構成の埋積物探査アンテナである。なお、図に
おいて、Ｐ 0 およびＰ 1 は送信アンテナＴに対する放射
電磁波の給電点であり、Ｐ 11 ，Ｐ 12 およびＰ 21 ，Ｐ 22 は
それぞれ受信アンテナＲ 1 およびＲ 2 の受信波の受電点
である。また、Ｌ 0 は送信アンテナＴの長手方向中心
線、Ｌ 1 は受信アンテナＲ 1 の長手方向中心線、Ｌ 2 は
受信アンテナＲ 2 の長手方向中心線である。小形状埋積
物の探査を狙いとする小形の送受アンテナを極めて近接
して設置する構造においては、送信アンテナＴから放射
する短時間の電磁波による受信アンテナＲ 1 およびＲ 2
への直接結合する電磁波の干渉は、送受アンテナの設置
間隔の減小に伴ない著しく増加する。この干渉は、２組
の受信アンテナＲ 1 ，Ｒ 2 において同相として結合する
が、受信アンテナＲ 1 、 Ｒ 2 の送信アンテナからの間隔
等が若干相違すると結合係数が異なるため干渉量が異な
る。この干渉を積極的に除去するのを狙いにした本発明
のアンテナの実施形態例は図３のとおりである。図３に
示す受信アンテナ構成により、受信アンテナＲ 1 および
Ｒ 2 の送信アンテナからの間隔等を同一とすることがで
きるので、上記干渉電磁波は受信アンテナＲ 1 およびＲ
2 において同量になる。図４は本発明に係る探査アンテ
ナとして２組の受信アンテナＲ1 およびＲ2 によるそれ
ぞれの受信波をもとに探査受信信号とするための同相雑
音除去チョークと変成器で構成される変成回路８の一例
である。
り、送受アンテナの設置間隔などから受信アンテナＲ 1
及びＲ 2 に直接結合して生ずる干渉電磁波をほぼ同量と
することができると共にこれらのアンテナを構造物また
は大地の表面にほぼ密着して埋積物を探査する際、送信
アンテナＴから放射される電磁波が構造物または大地の
表面で反射したり、それら表面に沿って漏れることによ
る干渉電磁波の受信アンテナＲ1 およびＲ2 で受信する
電磁波をほぼ同量とすることができる。図３は本発明の
実施形態例を示す。送信アンテナＴの近傍に形状を同一
とする受信アンテナＲ 1 及びＲ 2 を埋積物により反射し
て到来する受信波の方向と垂直にし、かつ、受信アンテ
ナＲ 1 及びＲ 2 を互いに並行に狭空隙を設け、受信波の
到来方向への透過形状が一致するよう設置してなる受信
アンテナ構成の埋積物探査アンテナである。なお、図に
おいて、Ｐ 0 およびＰ 1 は送信アンテナＴに対する放射
電磁波の給電点であり、Ｐ 11 ，Ｐ 12 およびＰ 21 ，Ｐ 22 は
それぞれ受信アンテナＲ 1 およびＲ 2 の受信波の受電点
である。また、Ｌ 0 は送信アンテナＴの長手方向中心
線、Ｌ 1 は受信アンテナＲ 1 の長手方向中心線、Ｌ 2 は
受信アンテナＲ 2 の長手方向中心線である。小形状埋積
物の探査を狙いとする小形の送受アンテナを極めて近接
して設置する構造においては、送信アンテナＴから放射
する短時間の電磁波による受信アンテナＲ 1 およびＲ 2
への直接結合する電磁波の干渉は、送受アンテナの設置
間隔の減小に伴ない著しく増加する。この干渉は、２組
の受信アンテナＲ 1 ，Ｒ 2 において同相として結合する
が、受信アンテナＲ 1 、 Ｒ 2 の送信アンテナからの間隔
等が若干相違すると結合係数が異なるため干渉量が異な
る。この干渉を積極的に除去するのを狙いにした本発明
のアンテナの実施形態例は図３のとおりである。図３に
示す受信アンテナ構成により、受信アンテナＲ 1 および
Ｒ 2 の送信アンテナからの間隔等を同一とすることがで
きるので、上記干渉電磁波は受信アンテナＲ 1 およびＲ
2 において同量になる。図４は本発明に係る探査アンテ
ナとして２組の受信アンテナＲ1 およびＲ2 によるそれ
ぞれの受信波をもとに探査受信信号とするための同相雑
音除去チョークと変成器で構成される変成回路８の一例
である。
【００１７】ＣＭＣ1 およびＣＭＣ2 は、受信アンテナ
Ｒ1 およびＲ2 のそれぞれを構成する２つのアンテナエ
レメントに送信アンテナＴから放射される電磁波の一部
等が共通に干渉し印加する同相雑音を除去するためそれ
ぞれ受信アンテナＲ1 およびＲ2 に対応して設けた同相
雑音除去チョークであり、それぞれ受信アンテナＲ1の
受電点Ｐ11，Ｐ12および受信アンテナＲ2 の受電点
Ｐ21，Ｐ22を入力としている。すなわち、同相雑音除去
チョークＣＭＣ1 では、受電点Ｐ11の入力と受電点Ｐ12
の入力の同相雑音を相殺除去し、同相雑音除去チョーク
ＣＭＣ2 では、受電点Ｐ21の入力と受電点Ｐ22の入力の
同相雑音を相殺除去する。なお、各受信アンテナＲ1 お
よびＲ2 を構成するそれぞれの２つのアンテナエレメン
トに差成分として受信・印加される信号は差動信号であ
るので、これらの差動信号は同相雑音除去チョークによ
り除去されることはない。
Ｒ1 およびＲ2 のそれぞれを構成する２つのアンテナエ
レメントに送信アンテナＴから放射される電磁波の一部
等が共通に干渉し印加する同相雑音を除去するためそれ
ぞれ受信アンテナＲ1 およびＲ2 に対応して設けた同相
雑音除去チョークであり、それぞれ受信アンテナＲ1の
受電点Ｐ11，Ｐ12および受信アンテナＲ2 の受電点
Ｐ21，Ｐ22を入力としている。すなわち、同相雑音除去
チョークＣＭＣ1 では、受電点Ｐ11の入力と受電点Ｐ12
の入力の同相雑音を相殺除去し、同相雑音除去チョーク
ＣＭＣ2 では、受電点Ｐ21の入力と受電点Ｐ22の入力の
同相雑音を相殺除去する。なお、各受信アンテナＲ1 お
よびＲ2 を構成するそれぞれの２つのアンテナエレメン
トに差成分として受信・印加される信号は差動信号であ
るので、これらの差動信号は同相雑音除去チョークによ
り除去されることはない。
【００１８】ＣＭＣ0 は、受信アンテナＲ1 およびＲ2
のそれぞれを構成するアンテナエレメントに重畳した同
相雑音をそれぞれ上記同相雑音除去チョークＣＭＣ1 お
よびＣＭＣ2 により除去した信号についても同量の差動
干渉量があるのを除去するために設けた同相雑音除去チ
ョークである。すなわち、受電点Ｐ11の入力と受電点Ｐ
21の入力の同相雑音を相殺除去すると共に受電点Ｐ12の
入力と受電点Ｐ22の入力の同相雑音を相殺除去する。
のそれぞれを構成するアンテナエレメントに重畳した同
相雑音をそれぞれ上記同相雑音除去チョークＣＭＣ1 お
よびＣＭＣ2 により除去した信号についても同量の差動
干渉量があるのを除去するために設けた同相雑音除去チ
ョークである。すなわち、受電点Ｐ11の入力と受電点Ｐ
21の入力の同相雑音を相殺除去すると共に受電点Ｐ12の
入力と受電点Ｐ22の入力の同相雑音を相殺除去する。
【００１９】Ｔ 1 は、同相雑音除去チョークＣＭＣ0 を
介し受信アンテナＲ1 およびＲ2 に共通な干渉雑音を除
去したのちの信号を互いに差動して出力するための差動
変成器である。この結線構成例は図４に示す通りであ
り、その出力は端子Ｑ 1 とＱ 2 間に現れる。 本発明のア
ンテナ構成においては、小形状埋積物の探査を狙いとし
た小形の送受アンテナを極めて近接して設置するのに、
複数の同一形状の受信アンテナを埋積物から反射して到
来する受信波の方向と垂直に狭空隙を有して平行にし、
かつ、受信波の到来方向への透過形状が一致するよう設
置することにより、複数の受信アンテナ相互の送信アン
テナからの位置、間隔等の相違を無くすよう構成するこ
とができる。 このため、設置される送受アンテナの間隔
等により生ずる直接結合による送信 アンテナからの放射
電磁波に伴う支配的干渉雑音波形を複数の受信アンテナ
Ｒ 1 およびＲ 2 とで同一とすることができ、同相雑音除去
チョークにより受信アンテナＲ 1 およびＲ 2 に重畳した
同相の干渉雑音が除去される。 この結果、従来の探査装
置で課題となっていた図６に例示する本来の埋積物から
の反射電磁波ｖ Ｒｅｆ に大きな干渉電磁波ｖ Ｃ が重畳し
た受信電磁波ｖ Ｒ から、干渉電磁波ｖ Ｃ の影響を除去す
ることができ、本来の埋積物からの反射電磁波ｖ Ｒｅｆ
のみを実質的に抽出することができるので、物標からの
微弱な反射電磁波を精度よく識別することができる。本
発明の応用例としては、構造物または大地中の鉄筋、鋼
管、塩化ビニール管、水道管、ガス管、道路等の空洞な
どの非破壊調査がある。
介し受信アンテナＲ1 およびＲ2 に共通な干渉雑音を除
去したのちの信号を互いに差動して出力するための差動
変成器である。この結線構成例は図４に示す通りであ
り、その出力は端子Ｑ 1 とＱ 2 間に現れる。 本発明のア
ンテナ構成においては、小形状埋積物の探査を狙いとし
た小形の送受アンテナを極めて近接して設置するのに、
複数の同一形状の受信アンテナを埋積物から反射して到
来する受信波の方向と垂直に狭空隙を有して平行にし、
かつ、受信波の到来方向への透過形状が一致するよう設
置することにより、複数の受信アンテナ相互の送信アン
テナからの位置、間隔等の相違を無くすよう構成するこ
とができる。 このため、設置される送受アンテナの間隔
等により生ずる直接結合による送信 アンテナからの放射
電磁波に伴う支配的干渉雑音波形を複数の受信アンテナ
Ｒ 1 およびＲ 2 とで同一とすることができ、同相雑音除去
チョークにより受信アンテナＲ 1 およびＲ 2 に重畳した
同相の干渉雑音が除去される。 この結果、従来の探査装
置で課題となっていた図６に例示する本来の埋積物から
の反射電磁波ｖ Ｒｅｆ に大きな干渉電磁波ｖ Ｃ が重畳し
た受信電磁波ｖ Ｒ から、干渉電磁波ｖ Ｃ の影響を除去す
ることができ、本来の埋積物からの反射電磁波ｖ Ｒｅｆ
のみを実質的に抽出することができるので、物標からの
微弱な反射電磁波を精度よく識別することができる。本
発明の応用例としては、構造物または大地中の鉄筋、鋼
管、塩化ビニール管、水道管、ガス管、道路等の空洞な
どの非破壊調査がある。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、送信
アンテナに近接して複数の同一形状を有する平面受信ア
ンテナを埋積物から反射して到来する受信波の方向と垂
直に狭空隙を有して平行に、かつ、受信波の到来方向へ
の透過形状が一致するよう設置することにより、複数の
受信アンテナが送信アンテナからの放射電磁波による直
接結合する干渉波形を同一にするようにし、両受信アン
テナの出力に共通する干渉雑音を同相雑音除去チョーク
を介することにより削除することができる。このため、
小形状の埋積物が構造物や大地などの媒体表面から比較
的深く埋積されていても物標からの微弱な反射波を干渉
雑音の影響を除くことにより精度よく適確に識別でき
る。
アンテナに近接して複数の同一形状を有する平面受信ア
ンテナを埋積物から反射して到来する受信波の方向と垂
直に狭空隙を有して平行に、かつ、受信波の到来方向へ
の透過形状が一致するよう設置することにより、複数の
受信アンテナが送信アンテナからの放射電磁波による直
接結合する干渉波形を同一にするようにし、両受信アン
テナの出力に共通する干渉雑音を同相雑音除去チョーク
を介することにより削除することができる。このため、
小形状の埋積物が構造物や大地などの媒体表面から比較
的深く埋積されていても物標からの微弱な反射波を干渉
雑音の影響を除くことにより精度よく適確に識別でき
る。
【図１】本発明を説明するための埋積物探査装置の一例
を示す全体構成説明図である。
を示す全体構成説明図である。
【図２】本発明に係わらない埋積物探査アンテナの例を
示す構成説明図である。
示す構成説明図である。
【図３】本発明埋積物探査アンテナの実施形態例を示す
構成説明図である。
構成説明図である。
【図４】本発明に係る変成回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
【図５】従来の埋積物探査装置を示す全体構成説明図で
ある。
ある。
【図６】従来の受信電磁波の一例を示す波形図である。
１…送信アンテナ（Ｔ）、４，４′…受信アンテナ（Ｒ
1 およびＲ2 ）、５は駆動パルス発生回路、６…インピ
ーダンス整合のための変成器、７…サンプリング・ホー
ルド回路、８…探査波受信信号変成回路、９…Ａ／Ｄ変
換回路、１０…探査画像処理表示装置、１１…主制御回
路。
1 およびＲ2 ）、５は駆動パルス発生回路、６…インピ
ーダンス整合のための変成器、７…サンプリング・ホー
ルド回路、８…探査波受信信号変成回路、９…Ａ／Ｄ変
換回路、１０…探査画像処理表示装置、１１…主制御回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 3/12 G01S 7/03 G01S 13/88 H01Q 9/28 H01Q 21/06
Claims (1)
- 【請求項１】 埋積物に対して非接触で探査するための
電磁波を放射する送信アンテナと、この送信アンテナに
駆動パルスを供給するための駆動パルス発生手段と、前
記送信アンテナから放射する電磁波による埋積物からの
反射受信波を探査波として有効に捕捉するための複数の
受信アンテナと、この複数の受信アンテナにより得られ
る探査波受信信号をサンプリングして得られたサンプリ
ング電位を維持するサンプリング・ホールド手段と、前
記サンプリング・ホールド手段により得られるサンプリ
ング電位をディジタル値に変換してＡ／Ｄ変換データを
得るＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段のＡ／Ｄ変
換データから得られる探査データを基に画像処理し表示
する探査画像処理表示手段と、前記駆動パルス発生手段
と前記サンプリング・ホールド手段と前記Ａ／Ｄ変換手
段と前記探査画像処理表示手段のそれぞれの動作を制御
するための主制御手段とを有する埋積物探査装置におい
て、前記複数の受信アンテナは、複数の受信アンテナが
互いに同一形状を有すると共に受信アンテナの垂直方向
の透過形状が互いに一致するよう狭空隙を設けて平行な
構造とし、送信アンテナに近接し、送信アンテナからの
放射電磁波により受信アンテナに結合する干渉電磁波が
複数の受信アンテナにおいて同相、同量になるように設
置し、前記受信アンテナのそれぞれが受信する信号を同
相雑音除去チョークを介したのちそれら互いの信号の差
動成分を出力するよう構成した変成器により得る差信号
を探査受信信号とすることを特徴とする埋積物探査アン
テナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33433197A JP3182512B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 埋積物探査アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33433197A JP3182512B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 埋積物探査アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166977A JPH11166977A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3182512B2 true JP3182512B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18276171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33433197A Expired - Fee Related JP3182512B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 埋積物探査アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182512B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4376391B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2009-12-02 | 大阪瓦斯株式会社 | 地中探査レーダ装置 |
| JP2005094437A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Mitsumi Electric Co Ltd | Ｕｗｂ用アンテナ |
| JP3964382B2 (ja) * | 2003-11-11 | 2007-08-22 | ミツミ電機株式会社 | アンテナ装置 |
| JP4613141B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-01-12 | 日本無線株式会社 | 地中探査装置 |
| JP2016224047A (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-28 | 株式会社東芝 | 埋設物探査装置およびその探査方法 |
-
1997
- 1997-12-04 JP JP33433197A patent/JP3182512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11166977A (ja) | 1999-06-22 |
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