JPH06788Y2 - 地中レーダ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は電波パルスにより地中を探知する地中レーダ
に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の地中レーダでは、第１図に示すように例えば水
平垂直走査形表示器の表示面、つまり通常のテレビジョ
ン受像機における受像機と同様な表示面１１に、その線
走査線（水平走査線）に対応した表示線１２を１回の探
知信号ごとに表示し、すなわち表示線１２の例えば上端
は探知パルスを送波した時点であり、これよりその線走
査線（表示線１２）に対する走査が下に進み、反射波が
得られるとその時点にその線走査線（表示線１２）上に
輝点として表示して表示線１２を形成し、探知信号が得
られるごとに表示線を順次ずらして表示する。地面に沿
って探知パルス送受波器を移動されることによって地中
内の反射層の像１３を表示をすることができる。

この場合地中内へ電波を送信し、かつ反射波を受信する
送受波器（アンテナ）を一定速度で地面上を移動させれ
ば表示線１２の配列方向における像１３の位置を見て地
層の深さ（表示線１２の上端からの位置）方向のみなら
ず横方向における位置を知ることができる。しかしアン
テナの移動速度が一定でない場合は表示面上に出た表示
を見てもその表示線配列方向の位置から反射像の横方向
における距離（位置）を知ることはできない。

このため、アンテナを一定距離移動するごとに距離信号
を発生させ、この距離信号によって縦方向の表示線１２
を順次に一定方向にずらせ、表示面１１における横方向
の位置がアンテナの移動距離に比例するように表示する
とともに、設定した基準位置点、つまり、基準地点から
所定単位距離を移動するごとに表示線１１の下方端側に
計数した距離値を示す数字文字を表示することにより、
所要の探知物標の存在地点を容易に把握し得るように構
成したものが、本願出願人による特開昭５７−１１０９
６９などにより、開示されている。

また、ＰＰＩスコープ表示による表示面、つまり、極座
標状の円形表示を行うレーダにおいて、所要の探知物標
の存在地点の位置に重ね合わせるマーカをＸ軸・Ｙ軸カ
ウンタのデータにより直接発生させるとともに、このＸ
軸・Ｙ軸カウンタのデータと、方位カウンタと角度カウ
ンタとを座標変換したデータとの一致をとり、一致時点
の方位カウンタと距離カウンタとのデータをラッチして
方位および距離を表示するように構成したものが、実開
昭５９−３３８３などにより、開示されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記の従来技術のうち、前者の構成によるものでは、基
準地点から計数した距離値を表示するため、基準地点が
画面から外れてしまうと、画面の一端が数字と数字の中
間になり、また、所要の探知対象物地点の表示位置も数
字と数字の中間になってしまうという状態が生ずるため
に、正確な距離値を読み取るには、いちいち、物差しの
ようなスケールを表示画面上に当てて測定しなければな
らないという不都合が生ずるほか、探知信号を表示する
表示画面に距離値の文字を重ねて表示してしまうため、
この文字によって探知されている画像が隠されてしまう
か、この文字を表示する高さの分だけ探知信号の表示面
積を小さくしなければならないなどの不都合ずる。

また、後者の構成によるものでは、Ｘ軸・Ｙ軸カウンタ
４と距離カウンタとを別個に設けてあるため、その分だ
け、構成が複雑になるという不都合があり、また、後者
の場合には、四角形の表示面に対して、ＰＰＩスコープ
表示、つまり、円形状の表示であるため、表示面の四隅
が空いているので、この空き場所に距離値の文字表示を
行っても、探知信号の表示画像が邪魔されることはない
が、前記の構成のように、四角形の表示面に、いわゆる
Ｂスコープ表示を行う場合には、探知信号の表示が四角
形になるため、前者の場合と同様に距離値の文字画像に
よって探知されている画像が隠されてしまう。さもなく
ば、この文字画像を表示する高さの分だけ探知信号の表
示面積を小さくしなければならないなどの不都合があ
る。

このため、こうした不都合がなく、軽便安価な構成によ
るものの提供が望まれているという課題がある。

〔課題を解決するための手段〕

送受波器を移動しながら電波パルスを地中に送受して得
られる反響探知信号を送受波器が所定距離移動するごと
に得られる距離信号にもとづいて主メモリに記憶し、読
出し制御の指定アドレスにより主メモリの記憶を読出し
て得られる信号、つまり、読出信号を反響探知信号を表
示するための表示器、つまり、探査表示器に与えること
により、上記の送波ごとに得られる反響探知信号が探査
表示器の表示面における縦方向の１本の走査線上に表示
され、この走査線が順次に横方向にずらされて表示する
とともに、表示面に表示されている目的とする表示画
像、つまり、目的表示画像に合わせて表示する縦方向の
直線状カーソルを移動するためのカウンタを設け、カウ
ンタの計数内容にもとづいて前記表示器とは別個の距離
値を表示するための表示器、つまり、距離表示器に目的
表示画像の地点の距離値を表示するようにした地中レー
ダ装置であって、 パルスを計数するアップダウンカウンタによって構成し
た上記のカウンタと、 アップダウンカウンタをアップカウントし、または、ダ
ウンカウントするためのスイッチと、 アップダウンカウンタの計数内容を表示することによ
り、前記表示面の一端側に表示されている地点からの距
離値を表示する前記距離表示器と、 アップダウンカウンタの計数内容と上記の読出し制御の
指定アドレスとの一致を検出した出力、つまり、一致検
出出力を得る一致回路と、 一致検出出力にもとづいて上記の直線状カーソルを表示
するためのマーカ信号を発生するマーカ発生回路と、 マーカ信号を上記の読出信号とともに探査表示器に与え
る表示回路と とを設けることにより、上記の課題を解決し得るように
したものである。

〔実施例〕

以下、図により実施例を説明する。

第２図において、送受波器１４は、例えば、送受信用ア
ンテナであり、送受波器１４は探査する地表面に沿って
移動することができるように、台車１５上に取付けてあ
る。基準クロック発生器１６からの基準クロックは分周
回路を含むタイミング発生回路１７で各種タイミングが
発生される。その１つのタイミングが送信トリガパルス
として送信部１８に与えられる。送信部18によって電波
パルスが送受波器１４より送波される。その反射波信号
は受信部１９において受信される。地中レーダにおいて
は一般に受信された反射信号は、サンプリングオツシロ
スコープと同様の原理にもとづく処理によって遅い速度
の信号に変換される。

受信部１９の出力はＡＤ変換器２１に供給される。ＡＤ
変換器２１においては書き込み制御部２２からのクロッ
クによってサンプリングされてそのサンプリング値がデ
ジタル信号に変換され、これと共に書き込み制御部２２
よりのアドレス信号は切替回路２３を通じてバッファメ
モリ２４にアドレスとして与えられる。このバッファメ
モリ２４に与えられたアドレス位置にＡＤ変換器２１の
出力デジタル信号が記憶される。

そして、送受波器１４が所定距離移動するごとに距離信
号が発生される。例えば台車１５の車軸の回転が距離信
号発生部２５に伝えられ、その回転により距離信号発生
部２５内においていわゆるフォトインタラプタが駆動さ
れる。この結果送受波器１４が一定距離移動するごとに
１個のパルスが発生される。

この距離信号の発生ごとにバッファメモリ２４の内容が
１本の表示線として表示されるようにする。この例は表
示を水平垂直走査形表示器２６によって１本の表示線と
して表示するようにした場合である。このためバッファ
メモリ２４に対する反響探知信号の取込みが終ると、そ
のバッファメモリ２４の内容を主メモリ２７に転送す
る。すなわち距離信号発生部２５から距離信号が発生す
ると転送選択回路２８にそのことが記憶され、その状態
において書き込み制御部２２よりバッファメモリ２４に
対する書き込みが終了したことを示す信号が転送選択回
路２８に入力されると転送選択回路２８の出力により転
送制御回路２９が駆動される。転送制御回路２９は転送
制御状態となり、切替回路２３を切替えてバッファメモ
リ２４の読出しアドレスを読書き制御部３１のアドレス
によって読出す。このバッファメモリ２４から読出され
たデータは主メモリ２７に供給され、これは読書き制御
部３１のアドレスによって指定されて書き込まれる。

読書き制御部３１においては第１図について述べたよう
に表示器２６の表示面１１において例えば最新の表示線
が図において最も右側に現われ、これに対し順次古い表
示線程順次左側に表示される。このため主メモリ２７は
読書き制御部３１によってアドレス指定して読出され、
その読出しは表示器２６の表示面１１に対する走査と同
期しており、表示面１１の各表示点に対応したアドレス
で主メモリ２７を読出す。又主メモリ２７に対する書き
込みも先に述べたように表示線が順次ずれるように書き
込むため、主メモリ２７の読出しと表示器２６の走査と
が相対的に例えば１表示線分だけずれるようになされ
る。又この表示器２６に対する読出しに影響することな
く主メモリ２７に対する転送を行えるように表示器２６
の垂直同期のブランキング期間にバッファメモリ２４よ
り主メモリ２７に対する転送を行うなどの制御を転送制
御部２９で行う。

例えば第３図Ａに示すように送信部１８から８０ミリ秒
ごとにトリガパルスが送出され、このトリガパルスの送
出から約２００ナノ秒だけ受信部１９において反射波が
受波され、その反射受信信号は４０ミリ秒の低速度の信
号に拡大され、その出力がＡＤ変換器２１でデジタル信
号に変換され、第３図Ｂに示すように送信トリガごとに
バッファメモリ２４に書き込みが行われる。その書き込
みが終了すると第３図Ｃに示すように終了パルスが書き
込み制御部２２より転送選択部２８に送られる。

一方距離信号発生部２５から送受波器１４が一定距離、
例えば２cm移動するごとにパルスが発生される。このパ
ルスは第３図Ｄのように送受波器１４の移動速度に応じ
た間隔で発生し、この距離信号パルスは転送選択回路２
８に入力されて例えばフリツプフロツプがセットされて
第３図Ｅに示すように立上り、これが保持される。この
距離信号が保持されている間にバッファメモリ２４に対
する書き込みの終了を示す信号が転送選択回路２８に入
力されると前記フリツプフロツプがリセットされてその
出力の立下りにより選択回路２８から転送制御部２９に
転送開始指令が与えられる。その直後の表示器２６の垂
直ブランキング期間に切替信号が第３図Ｆに示すように
発生し、切替回路２３が切替えられてバッファメモリ２
４に対する読出しが開始されると共に主メモリ２７に対
するバッファメモリ２４のデータの書き込みが行われ
る。

このようにしてトリガパルスが発生して反響探知信号が
得られても距離信号が得られない場合はバッファメモリ
２４の内容は主メモリ２７に転送されない。このように
して距離信号が得られるごとに反響探知信号が主メモリ
２７に書き込まれ、それが１本の表示線として表示器２
６に表示される。このようにして得られた表示器２６上
の表示はその表示線の配列方向の距離が地中レーダにお
いては地表上に沿う基準点からの距離と対応したものと
なる。

表示器２６の表示面上の表示位置に例えばカーソルを移
動することによって基準点に対する距離を容易に知るこ
とができる。すなわち例えば第２図に示すようにアップ
ダウンカウンタ３３を設け、スイッチ３４を何れの方
向、図においては上下方向に操作してもスイッチ３４を
通じてパルス発生器３５からのパルスがアップダウンカ
ウンタ３３に供給される。一方スイッチ３４と連動して
スイッチ３６が制御され、スイッチ３４の制御方向に応
じてスイッチ３６は電源端子３７側、或はアース３８側
の何れかに切替接続される。電源端子３７側に接続され
た場合はアップダウンカウンタ３３はアップカウント状
態となり、アース３８側に接続された場合はアップダウ
ンカウンタ３３はダウンカウント状態になるようにされ
ている。

このアップダウンカウンタ３３の計数内容は一致検出回
路３９に供給され、その時の読出し制御部３１よりの主
メモリ２７に対するアドレス指定、つまり表示器２６に
おける表示線の位置を示すアドレスと比較される。両者
が一致するとその出力によってマーカ信号発生器４１が
駆動され、これによりマーカ信号が発生し、マーカ信号
はＯＲ回路４２を通じて表示器２６に表示信号として供
給される。アップダウンカウンタ３３の内容がゼロのと
き例えば表示器２６の表示面のいちばん右側の部分で一
致回路３９より出力が得られるように初期設定してお
く。一致回路３９から出力が得られると、マーカ信号発
生器４１からの信号により、例えば第１図に示すような
破線による縦方向の直線状のカーソル４３を表示線と平
行して表示する。このカーソル４３をスイッチ３４を操
作することによって表示面の左右何れの方向にも移動す
ることができる。カーソル４３を反射像に合せてその時
のアップダウンカウンタ３３の内容を距離表示器４４か
ら読取り、基準点からその反射像と対応する反射体まで
のこの例においては水平距離を知ることができる。

なお主メモリ２７にバッファメモリ２４の内容を転送す
る前に複数回探知信号が得られる場合はそれらの探知信
号のいちばん新しいものを先のように主メモリ２７に転
送する場合に限らず、転送から次の転送までの間に得ら
れた探知信号をその各距離位置に対応する信号を互に平
均して主メモリ２７に転送してもよく、或はこれら複数
探知信号の論理和をとって主メモリ２７へ転送してもよ
いなど、各種の信号処理を施して主メモリ２７へ転送し
てもよい。

なお、この考案における送受波器１４の移動は、以上に
説明したように、送受手段と受波手段とを同時に移動さ
せるほか、送波手段のみを、あるいは、受波手段のみを
移動させて探査する場合にも適用し得るものである。

つまり、この考案において送受波器の移動とは、上記の
いずれの場合をも含むものをいうものである。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、距離値の表示を反響
探知信号を表示する表示面１１とは別の表示器４４に表
示することにより距離値の表示が反響探知信号の表示画
像を隠してしまうなどの不都合ないようにした表示装置
を得るのに、距離値の表示に用いるカウンタを１つのア
ップダウンカウンタ３３のみで済ませ得るように、一致
回路３９により反響探知信号を記憶する主メモリ２７の
読出し制御のアドレス指定との一致をとって得られる出
力にもとづいてマーカ信号を発生する構成を設けている
ため、基準位置点を設定する手段を設けなくとも、表示
面における反響探知信号の表示画像の一端側が自動的に
基準位置点になるため、基準位置点が一端側に表示され
たときの表示器４４の距離値を読み取れば、基準位置点
からの距離値を知ることができるので、従来のものに比
べ、カウンタ部分などの回路を簡略化し、基準位置点の
設定手段を不要とした簡便安価な構成により装置を提供
し得るなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は表示線の配列による表示を示す例図、第２図は
この考案による反響信号表示装置の一例を示すブロック
図、第３図はその動作の説明に供するためのタイムチャ
ートである。 １４：送受波器、１８：送信部、１９：受信部、２１：
ＡＤ変換器、２２：書き込み制御部、２４：バッファメ
モリ、２３：切替回路、２７：主メモリ、２６：水平垂
直走査形表示器、２５：距離信号発生部、２８：転送選
択回路、２９：転送制御回路、３１：読書き制御部。

フロントページの続き (72)考案者 望月 友良 東京都調布市西つつじが丘２の４の１ 東 京電力株式会社技術開発研究所内 (72)考案者 田中 磯一 東京都杉並区本天沼２−40―13 (72)考案者 木下 晃 東京都武蔵野市西久保３−５―17 荒川方 (72)考案者 堀田 富夫 埼玉県川口市根岸160―１ (72)考案者 井原 太一 東京都杉並区下高井戸３丁目39番８号 (56)参考文献 特開 昭57−110969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−46566（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−3383（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送受波器を移動しながら電波パルスを地中
   に送波して得られる反響探知信号を前記送受波器が所定
   距離移動するごとに得られる距離信号にもとづいて主メ
   モリに記憶し、読出し制御の指定アドレスにより前記記
   憶を読出して得られる信号（以下、読出信号という）
   を、前記反響探知信号を表示するための表示器（以下、
   探査表示器という）に与えることにより、前記送波ごと
   に得られる前記反響探知信号が前記探査表示器の表示面
   における縦方向の１本の走査線上に表示され、前記走査
   線が順次に横方向にずらされて表示するとともに、前記
   表示面に表示されている目的とする表示画像（以下、目
   的表示画像という）に合わせて表示する縦方向の直線状
   カーソルを移動するためのカウンタを設け、前記カウン
   タの計数内容にもとづいて、前記表示器とは別個の距離
   値を表示するための表示器（以下、距離表示器という）
   に前記目的表示画像の地点の距離値を表示するようにし
   た地中レーダ装置であって、 ａ．パルスを計数するアップダウンカウンタによって構
   成した前記カウンタと、 ｂ．前記アップダウンカウンタをアップカウントし、ま
   たは、ダウンカウントするためのスイッチと、 ｃ．前記アップダウンカウンタの計数内容を表示するこ
   とにより、前記表示面の一端側に表示されている地点か
   らの距離値を表示する前記距離表示器と、 ｄ．前記アップダウンカウンタの計数内容と前記読出し
   制御の指定アドレスとの一致を検出した出力（以下、一
   致検出出力という）を得る一致回路と、 ｅ．前記一致検出出力にもとづいて前記直線状カーソル
   を表示するためのマーカ信号を発生するマーカ発生回路
   と、 ｆ．前記マーカ信号を前記読出信号とともに前記探査表
   示器に与える表示回路と を具備することを特徴とする地中レーダ装置。