JPH04104588U - 地中埋設管の探査用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 探査用送・受信アンテナを小型化、軽量化す
る。 【構成】 ４本のダイポールアンテナを等角度で交差さ
せたアンテナ１′と、このアンテナ１′の偏波面を回転
させる発信・受信切替器とから成るアンテナ装置。 【効果】 アンテナではなく、偏波面を電気的な手段で
回転させるため、この偏波面の回転制御は電気回路構成
だけですむ。この結果、アンテナを直接回転させる方式
に比較して回転機等がいらなくなるため、アンテナの小
型化、軽量化が可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、地中に埋設された長尺物体例えばガス管、水道管、電話回線、電力 ケーブル等を地上に於いて探査する際に用いられるアンテナ装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

地中に埋設された例えばガス管を発見したり、この深さ、方向等を地上に於い て探査する方法としては、一般にレーダー探査方法等が知られている。

【０００３】 しかし、このレーダー探査方法は地表、地層その他埋設物、石等から反射する 反射波がノイズとして入るため、波形処理等を行ってもガス管からの反射波なの かノイズ波なのかを識別するのは困難なことが多い。

【０００４】 そこで、最近直交した素子の一方を発信用、他方を受信用に構成した所謂クロ スダイポールアンテナを用いてガス管等のような長尺物体の探査を行う方法が提 案されている。このクロスダイポールアンテナを用いる探査方法は長尺物体の長 手方向に対して偏波面が４５°の角度をなすときに受信波形がピークとなって表 れる点に着目したもので、この４５°の角度に対して偏波面が合致すれば効果を 発揮するが、元々長尺物体の位置、方向等が判らないのであるから、予めこの４ ５°の角度に偏波面を設定するということは不可能である。このため、クロスダ イポールアンテナを用いる探査方法も長尺物体の埋設方向等を探査する方法とし ては有効ではない。

【０００５】 そこで、回転機の回転軸にとりつけた回転アーム上にケーブル検知用の検知器 を配置し、トラッキング対象ケーブル上方でこの検知器の配置された回転アーム を海底面と水平な面で繰り返し回転走査するとともに、回転アームの回転軸には 再度検出器を配置し、ケーブル検知器の配置された回転アームを回転している間 に各ケーブル検知器が検知した信号が最大となったときの検知器の位置を角度検 出器により検出し、これらの検出信号を処理することにより、ケーブルの位置と 方向を表示するように構成したケーブルトラッキング方式が公知である（特開昭 ５６−８８６０７）。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記公知例においては、回転アーム及びこの回転アームを回転するた めの回転機を有することから、検出器が大型化すると共に重量が重くなり、実際 の使用に際して移動性、運搬性が悪くなるという問題がある。

【０００７】 本考案は係る点に鑑みて提案されるもので、アンテナ装置の小型、軽量化を図 ることが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

先ず、本考案に係るアンテナ装置の探査原理を説明する。

【０００９】 埋設物体が長尺の場合、地上に於いてクロスダイポールアンテナを直接回転さ せ、偏波面と長尺物体とのなす角度が４５°、９０°、１３５°、１８０°の場 合に、受信波形Ｆ（θ°）は第１図に示すような特性を示すことが知られている 。すなわち、偏波面と長尺物体とのなす角度が４５°、１３５°の場合（第１図 （Ａ）及び（Ｂ）、（Ｅ）及び（Ｆ））に反射信号のピークＰが最大となり、波 形は互いに反転し、９０°、１８０°（第１図（Ｃ）及び（Ｄ）、（Ｇ）及び（ Ｈ））に於いては殆んど波形が認められない。一方、地中の地層状境界面や砕石 層などの均一物体からの反射波の形状は偏波面の角度が変わっても変化しない。

【００１０】 したがって、例えばクロスダイポールアンテナを用い、このアンテナの偏波面 を回転させれば、もし埋設物が長尺物体の場合、この長尺物体上を地上において よぎるとき必ず第１図に示す特性を波形面にとらえることが出来る。

【００１１】 又、アンテナの進行方向に対してどのような角度の偏波面に対して前記特性が 表れたかをとらえれば、長尺物体の方向も同時に知ることができる。

【００１２】 更に、アンテナからのパルスが発信されてから反射波が受信されるまでの時間 を計測することによって長尺物体までの深度を知ることができる（但し、この深 度計測法は公知である）。

【００１３】 本考案は上記原理に基づくもので、次の如き構成を有する。

【００１４】 ４本のダイポールアンテナを等角度で交差させることにより、偏波面が等角度 になるように設定して成る送・受信アンテナと、前記各アンテナの偏波面を回転 するための発信・受信切替器と、から成る地中埋設管の探査用アンテナ装置。

【００１５】

【実施例】

先ず、図２に基づいて、公知のクロスダイポールアンテナを回転させながら探 査する装置の例を説明する。１はクロスダイポールアンテナ、２はアンテナカプ ラー、３はアンテナ回転駆動装置、４は発信器、５は受信器、６はアンテナ回転 駆動制御部及び回転角度検出部、７は波形処理器、８は画像変換器、９は画像表 示器及び記録計である。

【００１６】 次に探査方法を説明すると、クロスダイポールアンテナ１（以下「アンテナ１ 」と称す）をアンテナ駆動装置３により回転し、一定角度ごとにパルス幅が数ｎ ｓｅｃ程度のパルスを回転角度に同期して発信しながら探査方向に対して直進す る。この発信パルスの反射波は受信器５により受信され、アンテナ回転角度信号 と共に波形処理器７に入力される。波形処理器７に於いてはアンテナ１がガス管 （長尺物体）と４５°の角度をなし、ガス管からの反射波ピーク値が最大で、波 形が互いに逆の反射波形（第１図において（Ｂ）（４５°）および（Ｆ）（１３ ５°）をアンテナの回転により検出し、夫々の波形（信号）をメモリーに記憶す る（第３図Ａ、Ｂ）。次にこの波形処理器７において、これらの波形間の差の演 算（（Ｂ）（４５°）−（Ｆ）（１３５°））を第３図Ｃにおいて行うと、波形 が反転していない反射波形（このように波形が反転しないものは長尺物体ではな く、地中の境界面や砕石などである。）は不要反射波形（ノイズ）として消去さ れ、ガス管からの反射波形のみが第３図Ｄに示すように残る。この残った反射波 形は画像変換器８にて画像に変換され、画像表示器及び記録計９に表示及び（又 は）記録される。

【００１７】 探査者は画像表示器及び記録計９の画像により埋設物体がガス管であること、 アンテナ１の進行方向とアンテナ１の角度（偏波面の角度）及び波形からガス管 の埋設方向を知ることができると共にパルスの発信から反射波の受信までの時間 によりガス管の埋設深さを知ることが出来る。

【００１８】 図４は本考案の実施例にして、４本のダイポールアンテナを等角度（４５°） で交差させたアンテナ１′と、電気的に偏波面を回転させて行く発信、受信切替 器１０から成り、前記した探査原理に基づいて探査を行うものである。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は以上のようにアンテナの偏波面を電気的な手段で回転させながら波形 信号を受信し、偏波面と埋設長尺物体とのなす角度により表れる波形の特徴、す なわち正、逆波形により長尺物体と他の埋設物の判定を行うものであるから、そ の判定は確実であると共に偏波面を回転させるために探査進行方向が長尺物体に 対してどのような方向であっても反応し、探査エラーのおそれもない。

【００２０】 又、探査進行方向に対する偏波面の角度及び波形から長尺物体の埋設方向を同 時に知ることができると共にパルスの発信から反射波形の受信までの時間を計測 することにより長尺物体の埋設深度も知ることが出来る。

【００２１】 更に本考案に於いては偏波面を回転させることにより長尺物体からの反射波形 を直ちに捉えることができ、よって探査時間の短縮が図れる。

【００２２】 次に、本考案は偏波面のみを回転させ、従来例のようにアンテナ自体は回転さ せないので、アンテナ装置を小型化、軽量化することができる。よって、地上を 移動したり、運搬したりする際に便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｈ）本考案の探査原理説明図。

【図２】アンテナを機械的な方法により回転して偏波面
の角度を変更し、探査する例の説明図。

【図３】波形処理法の説明図。

【図４】電気的な方法により偏波面を切り換える本考案
の実施例の説明図。

【符号の説明】

１、１′アンテナ ２ アンテナカプラー ３ アンテナ駆動装置 ４ 発信器 ５ 受信器 ６ アンテナ駆動制御部及び回転角度検出部 ７ 波形処理器 ８ 画像変換器 ９ 画像表示器及び記録計 １０ 発信・受信切替器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４本のダイポールアンテナを等角度で交
   差させることにより、偏波面が等角度になるように設定
   して成る送・受信アンテナと、前記各アンテナの偏波面
   を回転するための発信・受信切替器と、から成る地中埋
   設管の探査用アンテナ装置。