JPH0392786A - 地中埋設物探査装置 - Google Patents

地中埋設物探査装置

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JPH0392786A
JPH0392786A JP1229664A JP22966489A JPH0392786A JP H0392786 A JPH0392786 A JP H0392786A JP 1229664 A JP1229664 A JP 1229664A JP 22966489 A JP22966489 A JP 22966489A JP H0392786 A JPH0392786 A JP H0392786A
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JP
Japan
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transmitting
receiving antenna
underground
ground
receiver
Prior art date
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Pending
Application number
JP1229664A
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English (en)
Inventor
Shinji Tonai
東内 信治
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0392786A publication Critical patent/JPH0392786A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業−1の利用分野】 この発明は、パルス電波を地中に放射して裡設物の探査
を行う地中埋設物探査装置、特に、地中の比誘電率を求
めて埋設物の正確な位置を求める地中埋設物探査装置に
関するものである。
【従来の技術】
第3図は例えば昭和63年特許願第115078号に添
付された明細書および図面に示された、従来の地中埋設
物探査装置を示すブロック図である。図において、1は
地中に理設された埋設物であり、2はその地表面である
。3はこの地表面2より地中に向けてパルス電波を放射
する送信アンテナ、4は地中の埋設物1によって反射さ
れた当該パルス電波のエコーを受信する受信アンテナで
ある。5は送信アンテナ3に周期の異なる複数種のモノ
パルスをイ』(給するバル−IJ・であり、6は受信ア
ンテナ4にて受信された微少な観測データを処理するレ
シーバである。7はバルザ5に前記モノパルスの発使タ
イ呉ングを与え、また、レシーバ6からの観測データを
処理して地中の比誘電率ε5を求めるコン1・ローラで
ある。 次に動作について説明する。ここで、この種の地中埋設
物探査装置では、測定精度を上げるために地中の正確な
比誘電率ε5を得ることが重要となる。 そのため、まずパルリ5より、例えば周期10nsec
のモノバI/スを生成して送信アンテナ3に送り、それ
に対応した周波数のパルス電波を送信アンテナ3より放
1;jする。このパルス電波の地表面2におけるエコー
を受信アンテナ4にて受信し、観測データをレシーバ6
にて処理しでコン1・ローラフに送り、当該周波数の電
波の地表面2における反射率Rを測定する。次いで、同
様の測定を周jJ] 2. 5 nsecのモノパルス
についても行い、各周波数fと反射率Rとの関係から地
中の比誘電率ε5を求める。 以下、第4図を用いてこの比誘電率ε5の求め方を詳細
に説明する。地表面2に入射角θ,で入射したパルス電
波はスネルの法則に従って反’l=f角θ,一θ。で反
射される。この時、パルス電波の電界の反射率Rは、下
記の(1)式にて示される。 3 (1) ここで εO  =8.8 5 4 X l. 0−” (F/
m)ω−2π f f:電磁波のI.’il波数(Ilz)(1)式から分
かるように、反射率Rは、入射角θ,周波数f、地中の
比誘電率ε3、地中の導電率σ(S/m)で決まる。金
属のように導電率σが極めて大きい(105 [S/m
)以上)場合には、電磁波は金属表面で完全反射(R=
−1)L、Rは周波数に依存しない。また、プラスチッ
ク等の誘電体の場合には、導電率σが極めて小さく、反
射率Rは周波数に依存しない。一方、土を考えると土の
導電率σが約1 0−2〜J O−5CS/rr+)で
、比誘電率ε5が約4〜50程度である。地中埋設物探
査装置で使用する周波数は100M〜I G H zで
あるから、ε5と(σ/ωε。)は同程度の大4 きさとなる。したがって、反射率Rは周波数によって変
化する。第3図に示す地中埋設物探査装置ではこの点を
考慮して、2種類以上の周波数の電磁波について、各周
波数の地表面反射率Rから(1)式に基づいて土の比誘
導率ε5と導電率σを求めるものである。 ここで、地表面2が舗装されている場合には、空気層と
舗装表面との境界部における反射率Rの他に舗装層と地
表面2との境界部における反射率R2を求める必要があ
る。第5図はそのような場合に受信される電磁波の波形
の一例を示す波形図である。図において、21は送信ア
ンテナ3から受信アンテナ4へ直接入ってくる電磁波(
以下、直接力ソプリングという)であり、22は舗1面
の反射による反射波、23は地表面2の反射による反射
波である。これら両反射波22および23は、図示のよ
うに直接カップリング21に重なって受信されるため、
前記各反射率R,およびR2を求める場合には、それら
を確実に識別する必要がある。
【発明が解決しようとする課B】
従来の地中埋設物探査装置は以上のように構威されてい
るので、地表面2が舗装されている場合、舗装表面およ
び地表面2で反射される反射波22および23は直接カ
ンブリング21に重なって受信され、直接カップリング
2lのレヘルも大きなものであるため、それらの識別は
経験を要する困難な作業となり、さらに、バルザ5およ
びコントローラ7に周期の異なる2種類以上のモノパル
スを発生させる機能を持たせる必要があるなどの問題点
があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、舗装表面および地表面での反射波の識別を行
うことなく、また、一種類のパルスのみによって、地中
の比誘電率を精度よく求めることのできる地中埋設物探
査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この発明に係る地中埋設物探査装置は、バルサの生或す
る所定のパルスに基づくパルス電波を地6 表面より地中に向けて赦射する送信アンテナ、および地
中の理設物によるエコーを受信する受信アンテナより成
り、地表面乙こ沿って移動可能な送受信アンテナ系と、
受信アンテナにて受信した観測したデータを処理するレ
シーハと、レシーハで処理された観測データを画像処理
し、当該観測データ上の2点における送受信アンテナ系
の移動距離とエコーの受信時間差に基づいて地中の比誘
電率を算出する処理手段とを備えたものである。
【作用】
この発明にお番ノる送受信アンテナ系は地表面に沿って
移動しながら、パルサの発生ずる所定のパルスに基づく
パルス電波をその送信アンテナにて地表面より地中に向
けて放射させ、このパルス電波の地中の埋設物によるエ
コーをその受信アンテナで受信してレシーハに送り、処
理手段はレシーバにて処理されたその観測データを画像
処理し、当該画像処理された観測データJ二の2点にお
番ノる送受信アンテナ系の移動距離とエコーの受信時間
差に基づいて地中の比絖電率を求めることにより、7 舗装表面および地表面による反射波を識別する必要がな
く、一種類のパルスのみによって地中の比誘電率を精度
よく算出することのできる地中埋設物探査装置を実現す
る。
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、■は埋設物、2は地表面、3は送信アンテ
ナ、4ぱ受信アンテナ、6{よレシーバであり、第3図
に同一符号を付した従来のそれらと同一、あるいは相当
部分である。 8は前記送信アンテナ3と受信アンテナ4とによって形
威され、両者の間隔が所定の値Yに固定されて地表面2
に沿って移動する送受信アンテナ系である。9は所定の
パルスを生或して送受信アンテナ系8の送信アンテナ3
に供給するパルサであり、例えば周期3 nsecのモ
ノパルス1種だけを生成している点で、第3図に示す従
来のバルサ5とは異なっている。10ば前記レシーバ6
にて処理された観測データの画像処理を行い、当該画像
処理された観測データ上の2点における送受信ア8 ンテナ系8の移動距離とエコーの受信時間差に基づいて
地中の比誘電率ε5を算出する処理手段としての計算機
である。11は計算m10の制御に基づいてパルザ9の
タイ婁ング制御を行うタイミングコントローラであり、
12ば計算機10によって取り込まれた観測データが表
示される表示器である。 次に動作について説明する。ここで、第2図はその測定
原理を説明するための説明図である。 まず、送受信アンテナ系8を地表面2に沿って移動させ
ながら、パルサ9にて例えば周期3 nsecのモノパ
ルスを生戒して送信アンテナ3に供給する。送信アンテ
ナ3はこのモノパルスを受け取ると、それに基づくパル
ス電波を地表面2より地中に放射する。このパルス電波
は埋設物1によって反射され、そのエコーが送受信アン
テナ系8の受信アンテナ4によって受信され、レシーハ
6にて処理される。レシーバ6にて処理された観測デー
タは計算機10に取り込まれ、計算機IOは取り込んだ
観測データを、例えばBモード表示して表9 示器12に表示する。従って、表示器12には埋設物1
からのエコーが、送受信アンテナ系8の移動に伴って第
2図(b)に示すように双liII線状に並ぶ。 一方、計算機10は取り込んだ観測データに、闇値処理
、図形融合処理、細線化処理、線追跡処理等による所定
の画像処理を施して、前記双曲線状に並んだ埋設物1か
らのエコーの中心線(第2図(C)に一点鎖線で示す)
の座標を自動的に読み取る。さらに、読み取った双曲線
の座標より、当該双曲線の頂点Pと双曲線の裾野付近の
点Aとを自動的に選択して、それらの座標(Tp.Xp
)および(Ta,Xa)を読み取る。次いで、このよう
にして読み取った2点における、送受信アンテナ系8の
移動距IEilf(Xa−Xp)とエコーの受信時間の
差(Ta−Tp)に基づいて地中の比誘電率ε5を算出
する。 即ち、前記画像処理によって計算機10が読み取った双
曲線の座標が埋設物1のものであると仮定した時、埋設
物1の埋設深度をR、送受信アンテナ系8の送信アンテ
ナ3と受信アンテナ4の間10 隔をY、 光速をCとした場合、 (C−Tp)/2い−Jp ” + v” ’−y i
’ −(2) (C−Ta)/2い一 (3) の関係が威立する。この(2)式および(3)式を整理
すると比誘電率ε5は、 εs =C2(Tp2−Ta2)/4 (Xp−Xa)
2(4) と求まる。 計算機10はこの(4)式を用いて、前記2点のエコー
の受信時間の差と、送受信アンテナ系8の移動距離から
地中の比誘電率ε5を自動的に算出する。
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、送信アンテナと受信
アンテナより或る送受信アンテナ系を地表面に沿って移
動させながら、送信アンテナよりパルス電波を地中に向
けて放射させ、受信アンテナにて受信した埋設物からの
エコーを画像処理し、当該画像処理された観測データ上
の2点における送受信アンテナ系の移動距離とエコーの
受信時間差に基づいて、地中の比誘電率を算出するよう
に構威したので、舗装表面および地表面での反射波を識
別する必要がなく、一種類のパルスのみによって地中の
比誘電率を精度よく算出することのできる地中埋設物探
査装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による地中埋設物探査装置
を示すブロソク図、第2図はその測定原理を説明するた
めの説明図、第3図は従来の地中埋設物探査装置を示す
ブロック図、第4図はパルス電波の反射屈折を示す説明
図、第5図は従来の地中埋設物探査装置の観測データの
一例を示す波形図である。 1は埋設物、2は地表面、3は送信アンテナ、4は受信
アンテナ、6はレシーバ、8は送受信アンテナ系、 9はバルザ、 1 0は処理手段(計算機)。 なお、 図中、 同一符号は同一、 又は相当部分を 示す。 】 3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 地表面に沿って移動しながら、パルス電波を地表面より
    地中に向けて放射する送信アンテナ、および前記地中の
    埋設物による前記パルス電波のエコーを受信する受信ア
    ンテナにて形成される送受信アンテナ系と、前記送信ア
    ンテナに印加する所定のパルスを発生するパルサと、前
    記受信アンテナにて受信された観測データを処理するレ
    シーバと、前記レシーバからの前記観測データの画像処
    理を行い、当該画像処理された観測データ上の2点にお
    ける前記送受信アンテナ系の移動距離と前記エコーの受
    信時間差に基づいて地中の比誘電率を算出する処理手段
    とを備えた地中埋設物探査装置。
JP1229664A 1989-09-05 1989-09-05 地中埋設物探査装置 Pending JPH0392786A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104820246A (zh) * 2015-04-24 2015-08-05 芜湖航飞科技股份有限公司 一种穿墙雷达人体探测装置
WO2016095208A1 (zh) * 2014-12-19 2016-06-23 中国科学院电子学研究所 采用一发多收雷达探测地外固态星体地质结构的方法与系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63307376A (ja) * 1987-06-08 1988-12-15 Mitsubishi Electric Corp 地中埋設物探査レ−ダ

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