JPH11183635A - Apparatus and method for detecting hidden object in ground - Google Patents

Apparatus and method for detecting hidden object in ground

Info

Publication number
JPH11183635A
JPH11183635A JP9358142A JP35814297A JPH11183635A JP H11183635 A JPH11183635 A JP H11183635A JP 9358142 A JP9358142 A JP 9358142A JP 35814297 A JP35814297 A JP 35814297A JP H11183635 A JPH11183635 A JP H11183635A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
transmission
sampling
pulse
underground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9358142A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3510096B2 (en
Inventor
Hiromasa Nakauchi
啓雅 中内
Masaru Tsunasaki
勝 綱崎
Masaki Kishi
雅樹 岸
Hideki Hayakawa
秀樹 早川
Ikuo Arai
郁男 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP35814297A priority Critical patent/JP3510096B2/en
Publication of JPH11183635A publication Critical patent/JPH11183635A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3510096B2 publication Critical patent/JP3510096B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detecting apparatus that can highly accurately detect a position where a hidden object is buried in the ground. SOLUTION: An apparatus includes a transmitter 52 generating transmission signals of a predetermined frequency, a transmission pulse generator 54 generating transmission pulse signals in relation to the transmission signals, a transmission antenna 56 for transmitting electromagnetic waves based on the transmission pulse signals, a reception antenna 58 for receiving reflecting waves from an underground hidden object, a phase shift means 64 for varying and delaying a phase of the transmission signals as required, a sampling pulse generator 72 generating sampling pulse signals in relation to the delayed transmission signals, a sampling means 62 for sampling signals received at the reception antenna 58 on the basis of the sampling pulse signal, and a signal-processing means 74 for integrating received signals sampled by the sampling means 62, thereby detecting a position of the underground hidden object.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波を利用して
既に地中に存在する隠蔽物を検出する地中隠蔽物の検出
装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground concealed object detecting apparatus and method for detecting a concealed object already existing in the ground using electromagnetic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】地中に存在する隠蔽物を検出する地中隠
蔽物の検出装置が知られている。公知の検出装置は、発
信信号を生成する発信器と、発信器からの信号に基づい
て電磁波を地中隠蔽物に向けて送信する送信アンテナ
と、地中隠蔽物からの反射波を受信する受信アンテナ
と、受信アンテナにて受信された受信信号をサンプリン
グするためのサンプリング手段と、サンプリングした信
号を処理する信号処理手段とを備えている。
2. Description of the Related Art Underground concealed object detecting devices for detecting concealed objects existing in the ground are known. Known detection devices include a transmitter that generates a transmission signal, a transmission antenna that transmits an electromagnetic wave toward an underground concealment object based on a signal from the transmitter, and a reception that receives a reflected wave from the underground concealment object. An antenna, sampling means for sampling a received signal received by the receiving antenna, and signal processing means for processing the sampled signal are provided.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述したサンプラー方
式の検出装置では、通常、送信信号のパスル波高値が3
0〜100V程度必要であるため、送信信号のパルスの
繰返し周波数がたとえば50〜500kHz程と遅く、
このことに起因して地中隠蔽物の位置を高精度に検出す
ることが困難となる。
In the detection apparatus of the sampler system described above, the peak value of the pulse of the transmission signal is usually 3 or more.
Since about 0 to 100 V is required, the repetition frequency of the pulse of the transmission signal is as slow as about 50 to 500 kHz, for example.
This makes it difficult to detect the position of the underground concealment object with high accuracy.

【0004】このような問題を解決するために、本出願
人は、特願平9−65066号において、地中推進工法
における障害物の検出装置を提案した。この提案した検
出装置は、図5に示すとおり、可変周期発信器2、固定
遅延回路4、送信器6および送信アンテナ8とを備えて
いる。可変周期発信器2は、電圧制御発信回路(略称V
CO)を含み、最初の周期に各回毎に少量時間Δtずつ
順次に伸張した可変周期をもつパルス信号を生成し、こ
の可変周期パルス信号を可変周期信号として固定遅延回
路4に送給する。この可変周期信号は、また、後述する
相関信号発生器に送給される。固定遅延回路4は、上記
可変周期信号を所定の固定遅延量だけ遅延させた固定遅
延信号を生成し、この固定遅延信号を送信器6に送給す
る。送信器6は、固定遅延信号に基づいて送信信号を生
成し、この送信信号を送信アンテナ8に送給する。送信
アンテナ8は、送信信号に基づいて電磁波を生成し、こ
の電磁波を地中に存在する障害物、たとえばガス管に向
けて発信する。
[0004] In order to solve such a problem, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 9-65066 an obstacle detection device in the underground propulsion method. As shown in FIG. 5, the proposed detection device includes a variable period oscillator 2, a fixed delay circuit 4, a transmitter 6, and a transmission antenna 8. The variable period transmitter 2 is a voltage controlled transmission circuit (abbreviated as V
CO), and generates a pulse signal having a variable period that is sequentially extended by a small amount of time Δt each time in the first period, and sends the variable period pulse signal to the fixed delay circuit 4 as a variable period signal. This variable period signal is also sent to a correlation signal generator described later. The fixed delay circuit 4 generates a fixed delay signal obtained by delaying the variable period signal by a predetermined fixed delay amount, and sends the fixed delay signal to the transmitter 6. The transmitter 6 generates a transmission signal based on the fixed delay signal, and sends the transmission signal to the transmission antenna 8. The transmission antenna 8 generates an electromagnetic wave based on a transmission signal, and transmits the electromagnetic wave toward an obstacle existing in the ground, for example, a gas pipe.

【0005】検出装置は、また、受信アンテナ10、高
周波増幅器12、相関信号発生器14および信号処理手
段16を含んでいる。受信アンテナ10は、送信アンテ
ナ8から送信された後、障害物にて反射された電磁波を
受信し、受信信号を高周波増幅器12に送給する。高周
波増幅器12は、上記受信信号を増幅する。相関信号発
生器14には、可変周期発生器2からの可変周期信号毎
に所定時間長のモノサイクル波形による約束波形の信号
を相関信号として生成し、この相関信号を信号処理手段
16に送給する。信号処置手段16は掛算回路、積分回
路および増幅回路を含んでいる。掛算回路は、高周波増
幅器40からの受信信号と相関信号発生器14からの相
関信号との各振幅幅を掛算して掛算信号を生成し、また
積分回路は、掛算回路からの掛算信号を積分処理して積
分信号を生成し、また増幅回路は上記積分信号を増幅し
て増幅信号を生成する。信号処理手段16は、さらに、
上記増幅信号に相関検出処理とパルス圧縮処理を施して
探知信号を生成する。この探知信号は、障害物の埋設位
置情報を含んでおり、この探知信号を利用することによ
って表示手段18に障害物の埋設位置を表示することが
できる。
[0005] The detection device also includes a receiving antenna 10, a high-frequency amplifier 12, a correlation signal generator 14, and a signal processing means 16. The reception antenna 10 receives the electromagnetic wave reflected from the obstacle after being transmitted from the transmission antenna 8, and sends a reception signal to the high-frequency amplifier 12. The high-frequency amplifier 12 amplifies the received signal. The correlation signal generator 14 generates, as a correlation signal, a signal having a promised waveform of a monocycle waveform having a predetermined time length for each variable period signal from the variable period generator 2, and sends the correlation signal to the signal processing means 16. I do. The signal processing means 16 includes a multiplication circuit, an integration circuit, and an amplification circuit. The multiplication circuit generates a multiplication signal by multiplying each amplitude width of the reception signal from the high-frequency amplifier 40 and the correlation signal from the correlation signal generator 14, and the integration circuit integrates the multiplication signal from the multiplication circuit. And an amplifier circuit amplifies the integrated signal to generate an amplified signal. The signal processing means 16 further includes:
A correlation detection process and a pulse compression process are performed on the amplified signal to generate a detection signal. The detection signal includes information on the embedment position of the obstacle, and the embedment position of the obstacle can be displayed on the display unit 18 by using the detection signal.

【0006】この検出装置では、送信器6に与えられる
固定遅延信号は、各可変周期毎に、可変周期信号の時点
から固定遅延量だけ遅延された約束波形、すなわちモノ
サイクル信号となる。また、信号処理手段16に与えら
れる相関信号は、可変周期毎の約束波形、すなわちモノ
サイクル波形となる。したがって、送信器6は、各可変
周期毎に探知周期Δtずつ順次に伸張しながら固定遅延
量だけ遅延させた約束波形の送信信号を送信アンテナ8
に送給するので、受信アンテナ10によって受信される
受信信号は、送信信号と同様に、各周期毎にΔtずつ遅
れた受信信号となり、この受信信号は相関信号発生器4
3に対して、常に、固定遅延量遅れた信号となる。それ
故に、信号処理手段16に送給される相関信号から見る
と、受信アンテナ10によって受信された受信信号は、
可変周期の2回目以降の相関信号が先に遅れることとな
り、この受信信号は可変周期毎にΔtずつ順次に繰上げ
られた時間に受信されることになる。このように、可変
周期発生器2からの可変周期信号を、一方においては固
定遅延回路4によって固定遅延信号を生成し、他方にお
いて相関信号発生器14によって相関信号を生成するこ
とによって、上述したとおりにして埋設障害物の位置を
検出することができる。
In this detection device, the fixed delay signal supplied to the transmitter 6 becomes a promised waveform, that is, a monocycle signal, which is delayed by a fixed delay amount from the time of the variable period signal for each variable period. Further, the correlation signal given to the signal processing means 16 is a promised waveform for each variable period, that is, a monocycle waveform. Therefore, the transmitter 6 transmits the transmission signal of the promised waveform delayed by the fixed delay amount while sequentially extending the detection period Δt for each variable period.
, The received signal received by the receiving antenna 10 is a received signal delayed by Δt for each period, like the transmitted signal, and this received signal is
3 is always a signal delayed by a fixed delay amount. Therefore, when viewed from the correlation signal sent to the signal processing means 16, the received signal received by the receiving antenna 10 is
Correlation signals after the second time in the variable period are delayed first, and this received signal is received at a time sequentially raised by Δt in each variable period. As described above, the variable period signal from the variable period generator 2 is generated on the one hand by the fixed delay circuit 4 to generate the fixed delay signal, and on the other hand the correlation signal generator 14 generates the correlation signal, as described above. Then, the position of the buried obstacle can be detected.

【0007】しかし、この提案した障害物の検出装置に
おいても、少量時間Δtずつ順次伸張した可変周期信号
の生成を電圧制御発信回路によるVCO制御により行っ
ているので、その回路構成が複雑になる。また、VCO
制御によって可変周期信号を生成するのにたとえばデジ
タルマルチバイブレータを用いるが、このデジタルマル
チバイブレータを用いた場合、温度変化により地中隠蔽
物を検出するために用いる周波数帯における特性も変化
し、障害物の埋設位置を高精度に検出することが困難と
なる。
However, even in the proposed obstacle detecting device, the generation of the variable period signal which is sequentially extended by the small amount of time Δt is performed by the VCO control by the voltage control transmission circuit, so that the circuit configuration becomes complicated. VCO
For example, a digital multivibrator is used to generate a variable period signal by control.When this digital multivibrator is used, characteristics in a frequency band used to detect an underground obscured object change due to a temperature change, and an obstacle It is difficult to detect the embedded position with high accuracy.

【0008】本発明の目的は、地中隠蔽物の埋設位置を
高精度に検出することができる地中隠蔽物の検出装置お
よび方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for detecting an underground concealed object capable of detecting the buried position of the underground concealed object with high accuracy.

【0009】本発明の他の目的は、比較的小型で、小口
径の推進管内に搭載することができる隠蔽物の検出装置
および方法を提供することである。
It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting a concealed object which is relatively small and can be mounted in a small-diameter propulsion pipe.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、所定周波数の発信信号を生成する発信器と、前記発
信器からの前記発信信号に関連して送信パルス信号を生
成する送信パルス発生器と、前記送信パルス発生器から
の前記送信パルス信号に基づく電磁波を地中隠蔽物に向
けて発信するための送信アンテナと、前記地中隠蔽物か
らの反射波を受信するための受信アンテナと、前記発信
器からの前記発信信号の位相を所要のとおりに可変して
遅延させる移相手段と、前記移相手段によって遅延され
た前記発信信号に関連してサンプリングパルスを生成す
るサンプリングパルス発生器と、前記サンプリングパル
ス発生器により生成されたサンプリングパルスに基づい
て前記受信手段にて受信された前記受信信号をサンプリ
ングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段に
よりサンプリングした前記受信信号を低周波数化処理し
て地中隠蔽物の位置を検出する信号処理手段とを具備す
ることを特徴とする地中隠蔽物の検出装置である。
According to the present invention, there is provided a transmitter for generating a transmission signal having a predetermined frequency, and a transmission pulse for generating a transmission pulse signal in relation to the transmission signal from the transmitter. A generator, a transmission antenna for transmitting an electromagnetic wave based on the transmission pulse signal from the transmission pulse generator toward an underground concealment, and a reception antenna for receiving a reflected wave from the underground concealment Phase shifting means for varying and delaying the phase of the transmission signal from the transmitter as required, and sampling pulse generation for generating a sampling pulse in relation to the transmission signal delayed by the phase shifting means A sampling unit that samples the received signal received by the receiving unit based on a sampling pulse generated by the sampling pulse generator. Means and a detection device in the ground concealing matter, characterized by comprising signal processing means for detecting the position of the underground concealer the received signal sampled by processing the low frequency by the sampling means.

【0011】本発明に従えば、発信器は所定周波数の発
信信号を生成し、送信パルス発生器はこの送信信号に基
づいて送信パルス信号を生成し、送信アンテナは送信パ
ルス信号に基づく電磁波を発信する。したがって、送信
アンテナからの送信信号および受信アンテナによって受
信する受信信号は、発信信号の所定周波数の周期に対応
した信号となる。また、移相手段は、発信手段からの発
信信号の位相を可変にして遅らせ、サンプリングパルス
発生器は、この遅延した発信信号に基づいてサンプリン
グパルスを生成し、サンプリング手段は、このサンプリ
ングパルスに基づいて受信アンテナからの受信信号をサ
ンプリングする。移相手段は、発信信号の位相を遅らせ
るので、サンプリングパルス発生器によって発生される
サンプリング信号は、所定時間遅れのものとなる。この
ようなサンプリングパルスを生成することによって、受
信アンテナからの受信信号を所要のとおりにサンプリン
グすることができ、地中隠蔽物の位置を検出することが
できる。このような検出装置では、発信器としてたとえ
ば水晶発信器を用い、また移相手段としてたとえばバリ
キャップを用いることができ、このように構成すること
によって送信パルスのピーク値を3V程度にすることが
でき、検出装置の回路構成の小型化を図ることができ
る。
According to the present invention, the transmitter generates a transmission signal of a predetermined frequency, the transmission pulse generator generates a transmission pulse signal based on the transmission signal, and the transmission antenna transmits an electromagnetic wave based on the transmission pulse signal. I do. Therefore, the transmission signal from the transmission antenna and the reception signal received by the reception antenna are signals corresponding to the period of the predetermined frequency of the transmission signal. Further, the phase shift means makes the phase of the transmission signal from the transmission means variable and delays, the sampling pulse generator generates a sampling pulse based on the delayed transmission signal, and the sampling means generates a sampling pulse based on the sampling pulse. To sample the received signal from the receiving antenna. Since the phase shifting means delays the phase of the transmitted signal, the sampling signal generated by the sampling pulse generator is delayed by a predetermined time. By generating such a sampling pulse, the signal received from the receiving antenna can be sampled as required, and the position of the underground concealment object can be detected. In such a detection device, for example, a crystal oscillator can be used as the oscillator, and a varicap can be used as the phase shift means. With such a configuration, the peak value of the transmission pulse can be reduced to about 3 V. The size of the circuit configuration of the detection device can be reduced.

【0012】また請求項2記載の本発明は、前記発信器
によって生成される前記発信信号の周波数は1MHz以
上で送給し、前記サンプリング手段によりサンプリング
した受信信号を積分処理することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the frequency of the transmission signal generated by the transmitter is transmitted at 1 MHz or more, and the received signal sampled by the sampling means is integrated. .

【0013】本発明に従えば、発信器による発信信号の
周波数は1MHz以上であるので、送信器にて発生され
る送信信号およびサンプリングパルス発生器にて発生さ
れるサンプリングパルスの周期は非常に短く、このこと
に関連して短時間内に多数回サンプリングすることがで
き、これによって地中隠蔽物の位置を高速にかつ高精度
に検出することができる。
According to the present invention, since the frequency of the signal transmitted by the transmitter is 1 MHz or more, the period of the transmission signal generated by the transmitter and the period of the sampling pulse generated by the sampling pulse generator are very short. In this connection, sampling can be performed many times in a short period of time, whereby the position of the underground concealed object can be detected at high speed and with high accuracy.

【0014】また請求項3記載の本発明は、前記移相手
段による前記発信信号の遅延量は1〜1000nsであ
り、前記発信信号の1サイクルをカバーする範囲である
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the amount of delay of the transmitted signal by the phase shifter is 1 to 1000 ns, which is a range covering one cycle of the transmitted signal.

【0015】本発明に従えば、移相手段による発信信号
の遅延量は発信器による発信信号の1サイクルをカバー
する範囲であるので、発信信号の1サイクルの周期に渡
って受信アンテナの受信信号をサンプリングし、これに
よって、地中隠蔽物の位置を高精度に検出することがで
きる。
According to the present invention, since the amount of delay of the transmitted signal by the phase shift means is in a range covering one cycle of the transmitted signal by the transmitter, the amount of delay of the received signal of the receiving antenna over the period of one cycle of the transmitted signal. Is sampled, whereby the position of the underground concealed object can be detected with high accuracy.

【0016】さらに請求項4記載の本発明は、所定周波
数の発信信号を発信器によって生成し、前記発信信号に
関連して送信パルス発生器によって送信パルス信号を生
成し、前記送信パルス信号に基づく電磁波を送信アンテ
ナから地中隠蔽物に向けて送信し、そして地中隠蔽物か
らの反射波を受信アンテナによって受信し、また前記発
信信号の位相を移相手段によって所要のとおりに遅延さ
せ、この遅延された発信信号に関連してサンプリングパ
ルス発生器によってサンプリングパルスを生成し、前記
サンプリング信号に基づいてサンプリング手段によって
前記受信信号をサンプリングし、しかる後サンプリング
した受信信号を信号処理手段によって積分処理して地中
隠蔽物の位置を検出することを特徴とする地中隠蔽物の
検出方法である。
Further, according to the present invention, a transmission signal of a predetermined frequency is generated by a transmitter, a transmission pulse signal is generated by a transmission pulse generator in relation to the transmission signal, and the transmission pulse signal is generated based on the transmission pulse signal. The electromagnetic wave is transmitted from the transmitting antenna toward the underground concealed object, and the reflected wave from the underground concealed object is received by the receiving antenna, and the phase of the transmitted signal is delayed by a phase shift means as required, and A sampling pulse is generated by a sampling pulse generator in association with the delayed transmission signal, the reception signal is sampled by sampling means based on the sampling signal, and then the sampled reception signal is integrated by signal processing means. And detecting the position of the underground concealed object.

【0017】本発明に従えば、請求項1記載の発明と同
様の構成を有するので、上述したと同様の作用が達成さ
れる。
According to the present invention, since it has the same configuration as the first aspect of the invention, the same operation as described above is achieved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う地中隠蔽物の
検出装置および方法の一実施形態について説明する。図
1は、本発明に従う検出方法を実施する検出装置である
とともに、本発明に従う検出装置の一実施形態を簡略的
に示すブロック図であり、図2は、図1の検出装置にお
いて生成される各種信号を説明するためのタイムチャー
トである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an apparatus and method for detecting an underground concealed object according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of a detection device for implementing a detection method according to the present invention, and FIG. 2 is generated in the detection device of FIG. 5 is a time chart for explaining various signals.

【0019】図1および図2を参照して、図示の地中隠
蔽物の検出装置は、発振器52、送信パルス発生器54
および送信アンテナ56を備えている。発信器52は、
たとえば水晶発振器から構成され、所定周波数の発信信
号P1を生成する。この発振器52からの発信信号P1
は、たとえばサイン波でよい(図2参照)。発振器52
として水晶発振器を用いることによって、温度の影響を
受けずに発信信号の周波数を安定させることができ、ま
た高周波の発信信号のピーク電圧値をたとえば3V程度
でもって容易に得ることができる。地中隠蔽物(図示せ
ず)、たとえば地中に埋設されたガス管等を高速でかつ
高精度で検出するためには、この発信信号P1の周波数
を大きくする、すなわち1Mヘルツ(Hz)以上に設定
するのが望ましく、たとえば一例として20MHzに設
定される。発振器52からの発信信号P1は送信パルス
発振器54に送給され、送信パルス発振器54は、発信
信号P1がゼロ点から立上がって所定値V1になると送
信パルス信号P4を発生する(図2参照)。したがっ
て、送信パルス発生器54によって発生される送信パル
ス信号P4は、上記発信信号の立上がりのゼロ点から時
間T1遅れて発生される。送信パルス信号は送信アンテ
ナ56に送給され、送信アンテナ56はこの送信パルス
信号に基づいて電磁波を地中隠蔽物に向けて発信する。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, an underground concealed object detecting device shown in FIG.
And a transmission antenna 56. The transmitter 52
For example, it is composed of a crystal oscillator and generates a transmission signal P1 having a predetermined frequency. The transmission signal P1 from the oscillator 52
May be, for example, a sine wave (see FIG. 2). Oscillator 52
By using a crystal oscillator as the above, the frequency of the transmission signal can be stabilized without being affected by the temperature, and the peak voltage value of the high-frequency transmission signal can be easily obtained at, for example, about 3 V. In order to detect an underground concealed object (not shown), for example, a gas pipe buried in the ground at high speed and with high accuracy, the frequency of the transmission signal P1 is increased, that is, 1 MHz or more. Is desirably set to, for example, 20 MHz. The transmission signal P1 from the oscillator 52 is sent to the transmission pulse oscillator 54, and the transmission pulse oscillator 54 generates the transmission pulse signal P4 when the transmission signal P1 rises from the zero point and reaches the predetermined value V1 (see FIG. 2). . Therefore, the transmission pulse signal P4 generated by the transmission pulse generator 54 is generated with a time T1 delay from the zero point of the rise of the transmission signal. The transmission pulse signal is transmitted to the transmission antenna 56, and the transmission antenna 56 transmits an electromagnetic wave toward the underground concealed object based on the transmission pulse signal.

【0020】この検出装置は、また、受信アンテナ5
8、高周波増幅器60およびサンプリング手段62を備
えている。受信アンテナ58は、送信アンテナ56から
発信された後地中隠蔽物(図示せず)によって反射され
た電磁波を受信し、受信した受信信号P5を高周波増幅
器58に送給する。この受信アンテナ58は、送信アン
テナ58とともに土壌中を推進する推進管(図示せず)
の先端部に取付けられる。受信アンテナ58の受信信号
P5は、地中隠蔽物から反射された電磁波の受信信号で
あるので、送信パルス信号よりも時間遅れの信号となり
(図2参照)、この時間遅れT2は、送信アンテナ56
および受信アンテナ58と地中隠蔽管との距離が大きい
程長くなる。送信アンテナ56および受信アンテナ58
は、たとえばそれ自体周知のボータイアンテナから構成
することができる。なお、送信アンテナ56および受信
アンテナ58は別個の専用アンテナから構成することも
でき、また一つのアンテナに作動時間を区別することに
よって送信アンテナおよび受信アンテナの双方の機能を
持たせるように構成することもできる。高周波増幅器6
0は、受信アンテナ58からの受信信号を高周波増幅
し、増幅した受信信号をサンプリング手段62に送給す
る。
This detecting device also includes a receiving antenna 5
8, a high frequency amplifier 60 and a sampling means 62 are provided. The receiving antenna 58 receives the electromagnetic wave reflected by the rear underground concealment (not shown) transmitted from the transmitting antenna 56 and sends the received signal P5 to the high-frequency amplifier 58. The receiving antenna 58 is a propulsion pipe (not shown) for propelling in the soil together with the transmitting antenna 58.
Attached to the tip of Since the reception signal P5 of the reception antenna 58 is a reception signal of an electromagnetic wave reflected from an underground concealment object, the reception signal P5 is a signal delayed with respect to the transmission pulse signal (see FIG. 2).
Also, the longer the distance between the receiving antenna 58 and the underground concealment tube is, the longer it becomes. Transmit antenna 56 and receive antenna 58
Can be composed of, for example, a bow-tie antenna known per se. Note that the transmitting antenna 56 and the receiving antenna 58 may be configured as separate dedicated antennas, and may be configured so that one antenna has the functions of both the transmitting antenna and the receiving antenna by distinguishing the operation time. Can also. High frequency amplifier 6
Numeral 0 amplifies the received signal from the receiving antenna 58 at a high frequency and sends the amplified received signal to the sampling means 62.

【0021】発振器52からの発信信号は、移相手段6
4に送給される。図示の移相手段64は移相回路電圧制
御手段66と電圧可変移相回路68とから構成されてい
る。移相回路電圧制御回路から構成される移相回路電圧
制御手段66は、電圧可変移相回路68に供給される電
圧を変化させる。また、電圧可変移相回路68は、移相
回路電圧制御手段66からの制御電圧に基づいて上記発
信信号の移相を可変とする。すなわち、電圧可変移相回
路68は、移相回路電圧制御手段66からの制御電圧が
たとえば大きくなるにしたがって上記発信信号の遅れを
大きくし(換言すると、遅延時間を長くする)、一方移
相回路電圧制御手段66からの制御電圧がたとえば小さ
くなるにしたがって上記発信信号の遅れを小さくする
(換言すると、遅延時間を短くする)。このような電圧
可変移相回路68として、たとえば、30〜200pF
程度のバリキャップを5個程度を組込んだ回路を用いる
ことができ、このような回路において電圧をたとえば0
〜5V変化させることによって上記発信信号P1の位相
をたとえば0〜60×10-9秒(0〜60ns)遅らせ
ることができる。上述したバリキャップを用いた回路
は、回路の温度特性が良好であり、温度が変化してもそ
の特性が安定しており、移相手段64から出力される移
相信号のゼロ点の変動を少なくすることができる。
The signal transmitted from the oscillator 52 is transmitted to the phase shifter 6.
4 The illustrated phase shift means 64 includes a phase shift circuit voltage control means 66 and a variable voltage phase shift circuit 68. A phase shift circuit voltage control means 66 composed of a phase shift circuit voltage control circuit changes the voltage supplied to the voltage variable phase shift circuit 68. Further, the variable voltage phase shift circuit 68 varies the phase of the transmission signal based on the control voltage from the phase shift circuit voltage control means 66. That is, the voltage variable phase shift circuit 68 increases the delay of the transmission signal (in other words, increases the delay time) as the control voltage from the phase shift circuit voltage control means 66 increases, for example, while increasing the phase shift circuit. As the control voltage from the voltage control means 66 decreases, for example, the delay of the transmission signal is reduced (in other words, the delay time is shortened). As such a voltage variable phase shift circuit 68, for example, 30 to 200 pF
A circuit in which about five varicaps are incorporated can be used.
By changing the transmission signal by 55 V, the phase of the transmission signal P1 can be delayed, for example, by 0 to 60 × 10 -9 seconds (0 to 60 ns). The circuit using the above-described varicap has good temperature characteristics of the circuit, and its characteristics are stable even when the temperature changes, and the variation of the zero point of the phase shift signal output from the phase shift unit 64 is suppressed. Can be reduced.

【0022】この移相手段64は、上述したとおりにし
て移相信号P2(図2参照)を生成する。この移相信号
P2は、上記発信信号P1から所定時間T位相が遅れた
信号とであり、電圧可変移相回路68に供給される制御
電圧を変化させることによって発信信号P1との位相遅
れ時間が制御される。このような移相信号P2の遅延量
は、発信信号P1の発信周波数とも関連するが、1〜1
000nsの適宜の範囲に設定するのが望ましい。
The phase shifter 64 generates the phase shift signal P2 (see FIG. 2) as described above. The phase shift signal P2 is a signal delayed by a predetermined time T from the transmission signal P1, and the phase delay time between the transmission signal P1 and the transmission signal P1 is changed by changing the control voltage supplied to the voltage variable phase shift circuit 68. Controlled. The delay amount of the phase shift signal P2 is related to the transmission frequency of the transmission signal P1,
000 ns is desirably set in an appropriate range.

【0023】移相手段64からの移相信号P2はパルス
化回路70に送給され、このパルス化回路70によって
移相信号P2がパルス化される。パルス化された移相信
号は、その後サンプリングパルス発生器72に送給さ
れ、サンプリングパルス発生器72は、送給された移相
信号に基づいて、この実施形態では移相手段64からの
移相信号P2の出力値が所定値V2になるとサンプリン
グパルス信号P3(図2)を生成する。すなわち、サン
プリングパルス発生器72は、図2に示すとおり、移相
信号P2の立上がりのゼロ点から所定値V2になるとサ
ンプリングパルス信号P3を生成し、このサンプリング
パルス信号P3をサンプリング手段62に送給する。サ
ンプリングパルス発生器72にて生成されるサンプリン
グパルス信号P3は非常に短く設定される。
The phase shifting signal P2 from the phase shifting means 64 is sent to a pulse generating circuit 70, which pulsates the phase shifting signal P2. The pulsed phase-shifted signal is then sent to a sampling pulse generator 72, which in this embodiment, based on the sent phase-shifted signal, receives a phase shift from a phase shifting means 64 in this embodiment. When the output value of the signal P2 reaches a predetermined value V2, a sampling pulse signal P3 (FIG. 2) is generated. That is, as shown in FIG. 2, the sampling pulse generator 72 generates the sampling pulse signal P3 when the predetermined value V2 is reached from the zero point of the rising edge of the phase shift signal P2, and sends the sampling pulse signal P3 to the sampling means 62. I do. The sampling pulse signal P3 generated by the sampling pulse generator 72 is set very short.

【0024】サンプリングパルス発生器72からのサン
プリングパルス信号P3はサンプリング手段62のゲー
ト信号として機能し、サンプリング回路から構成される
サンプリング手段62は、サンプリングパルス発生器7
2からのサンプリングパルス信号P3が送給されると、
受信アンテナ58が受信した受信信号を取入れて信号処
理手段74に送給する。
The sampling pulse signal P3 from the sampling pulse generator 72 functions as a gate signal of the sampling means 62.
When the sampling pulse signal P3 from 2 is sent,
The reception signal received by the reception antenna 58 is received and sent to the signal processing unit 74.

【0025】この実施形態では、発信信号P1の周波数
はたとえば20MHzに設定され、その周期は50ns
である。このような場合、たとえば312.5μsに設
定される第1計測期間の間、移相手段64は発信信号P
1から所定時間T位相が遅れた移相信号Pを生成し、か
かる移相信号P2に基づいてサンプリングパルス発生器
72は6250個のサンプリングパルス信号P3を生成
する。したがって、第1計測期間においては、サンプリ
ング手段62は受信アンテナ58の受信信号を上記サン
プリングパルス信号P3に基づいて6250回測定し、
これら測定したサンプリング信号P6(図2)を信号処
理手段74に送給する。信号処理手段74は、積分回路
73およびメモリ75を含んでおり、このような第1計
測期間におけるサンプリング信号P6を積分回路73に
よって積分処理し、積分処理された積分値がメモリ75
に記憶される。このように多数回測定した測定値を積分
処理することによってノイズ成分を低減して高精度な測
定が可能となる。第1計測期間が終了すると、移相回路
電圧制御手段66は電圧可変移相回路68に供給される
電圧をたとえば幾分大きくし、これによって移相手段6
4からの移相信号P2は発信信号P1から時間(T+Δ
T)位相が遅れたものとなる。第1計測期間に続く次の
312.5μsの第2計測期間の間、移相手段64は、
発信信号P1から時間(T+ΔT)位相が遅れた移相信
号Pを生成し、かかる移相信号P2に基づいてサンプリ
ングパルス発生器72は、第1計測期間と同様に625
0個のサンプリングパルス信号P3を生成する。なお、
順次遅らせる時間ΔTは、たとえば0.117nsに設
定される。第2計測期間においても同様に、サンプリン
グ手段62は受信アンテナ58の受信信号を上記サンプ
リングパルス信号P3に基づいて6250回計測し、こ
れら計測したサンプリング信号P6(図2)を信号処理
手段74に送給する。信号処理手段74は、次に、第2
計測期間におけるサンプリング信号P6を積分回路73
によって積分処理し、積分処理された積分値がメモリ7
5に記憶される。
In this embodiment, the frequency of the transmission signal P1 is set to, for example, 20 MHz, and its cycle is 50 ns.
It is. In such a case, for example, during the first measurement period set to 312.5 μs, the phase shifter 64 outputs the transmission signal P
The sampling pulse generator 72 generates a phase shift signal P delayed by a predetermined time T from 1 and the sampling pulse generator 72 generates 6250 sampling pulse signals P3 based on the phase shift signal P2. Therefore, in the first measurement period, the sampling means 62 measures the received signal of the receiving antenna 58 6250 times based on the sampling pulse signal P3,
The measured sampling signal P6 (FIG. 2) is sent to the signal processing means 74. The signal processing means 74 includes an integrating circuit 73 and a memory 75. The integrating circuit 73 integrates the sampling signal P6 in such a first measurement period, and the integrated value obtained by the integrating process is stored in the memory 75.
Is stored. By integrating the measurement values measured many times in this manner, noise components can be reduced and highly accurate measurement can be performed. After the end of the first measurement period, the phase shift circuit voltage control means 66 increases the voltage supplied to the voltage variable phase shift circuit 68, for example, to a certain extent.
4 is a time shift (T + Δ) from the transmission signal P1.
T) The phase is delayed. During the next 312.5 μs second measurement period following the first measurement period, the phase shifter 64
The sampling pulse generator 72 generates a phase-shifted signal P delayed in time (T + ΔT) from the transmission signal P1, and based on the phase-shifted signal P2, the sampling pulse generator 72 operates in the same manner as in the first measurement period.
It generates zero sampling pulse signals P3. In addition,
The time ΔT for sequentially delaying is set to, for example, 0.117 ns. Similarly, in the second measurement period, the sampling means 62 measures the received signal of the receiving antenna 58 6250 times based on the sampling pulse signal P3, and sends the measured sampling signal P6 (FIG. 2) to the signal processing means 74. Pay. Next, the signal processing means 74
The sampling signal P6 during the measurement period is integrated with the integration circuit 73.
And the integrated value obtained by the integration process is stored in the memory 7.
5 is stored.

【0026】この実施形態では、図2に示すとおり、計
測の1サイクルが80msに設定されており、したがっ
て第1計測期間の計測開始から上述した各計測期間の計
測が80msに達するまで遂行され、その間、移相手段
64は発信信号P1から順次ΔTずつ遅れた移相信号を
生成し、各計測期間毎のサンプリング信号P6が積分回
路73によって積分処理され、積分処理された各積分値
がメモリ75にストアされる。なお、計測の1サイクル
の期間および各計測期間は、発信信号P1の周波数等に
応じて適宜設定することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, one cycle of the measurement is set to 80 ms. Therefore, from the start of the measurement in the first measurement period, the measurement in each measurement period described above is performed until the time reaches 80 ms. In the meantime, the phase shifter 64 generates a phase shift signal that is sequentially delayed by ΔT from the transmission signal P1, the sampling signal P6 for each measurement period is integrated by the integration circuit 73, and each integrated value obtained by the integration is stored in the memory 75. Stored in Note that the period of one cycle of measurement and each measurement period can be appropriately set according to the frequency of the transmission signal P1 and the like.

【0027】信号処理手段74は、メモリ75にストア
された1サイクル分の積分値をさらに積分処理し、低周
波数化して探知信号P7(図2)を生成する。このよう
にして得られた探知信号は、液晶表示装置等の表示手段
76に送給され、探知信号に含まれた埋設位置情報が表
示手段76に表示され、かくして検出者は表示手段76
に表示された検出情報を見ることによって隠蔽物の埋設
位置を容易に知ることができる。
The signal processing means 74 further integrates the integrated value for one cycle stored in the memory 75, lowers the frequency, and generates the detection signal P7 (FIG. 2). The detection signal thus obtained is sent to the display means 76 such as a liquid crystal display device, and the embedded position information included in the detection signal is displayed on the display means 76.
By observing the detection information displayed in, the embedment position of the concealed object can be easily known.

【0028】このような検出装置では、発信器52とし
て水晶発振器を用いることができ、これによって発信器
52の発信信号のピーク値をたとえば3Vに設定するこ
とができる。また、サンプリングリングパルス信号の生
成は、一定周波数の発信信号の位相を移相手段64によ
って遅らせることによって行っているので、そのための
回路構成を簡単にすることができる。したがって、検出
装置の回路構成を簡単にかつ小型化することができ、ガ
ス等を輸送する小径導管の敷設のための小口径の推進管
に好都合に適用することができる。
In such a detecting device, a crystal oscillator can be used as the oscillator 52, whereby the peak value of the oscillation signal of the oscillator 52 can be set to, for example, 3V. Further, since the generation of the sampling ring pulse signal is performed by delaying the phase of the transmission signal of a constant frequency by the phase shift means 64, the circuit configuration for that purpose can be simplified. Therefore, the circuit configuration of the detection device can be simply and miniaturized, and can be advantageously applied to a small-diameter propulsion pipe for laying a small-diameter conduit for transporting gas or the like.

【0029】上述した実施形態では、送信アンテナ56
および受信アンテナ58を地中を推進する推進管内に搭
載する例に適用して検出装置の一形態を説明したが、こ
れに限定されることなく、地上を走行する走行車に送信
アンテナ56および受信アンテナ58を装備する例、ま
た受信アンテナ56を推進管に搭載するとともに受信ア
ンテナ58を地上走行車に装備する例にも同様に上記検
出装置を適用することができる。
In the above embodiment, the transmission antenna 56
Although one embodiment of the detecting device has been described by applying the antenna and the receiving antenna 58 to a propulsion pipe for propelling underground, the present invention is not limited to this. The above detection device can be similarly applied to an example in which the antenna 58 is provided, and an example in which the receiving antenna 56 is mounted on a propulsion pipe and the receiving antenna 58 is mounted on a taxiing vehicle.

【0030】(実施例および比較例)実施例として、上
述した構成の検出装置の効果を確認するために、図3に
示すとおりのシミュレーション実験を行った。図3は、
図1に示す構成の検出装置を用いたシステムのシミュレ
ーション実験のにおける回路構成を示し、この回路構成
では、検出装置aは図1に示す検出装置と同様の構成で
あり、この検出装置aの送信アンテナTxに第1のアッ
テネータbを接続し、この第1アッテネータbに分配器
cを接続した。第1のアッテネータbの減衰値を、送信
アンテナTxによる信号減衰、送信アンテナTxと土壌
との境界面の透過減衰等を考慮した一定の値とし、実際
の検出装置による測定では約40デシベル(dB)であ
ったので、このシミュレーション実験では40dBに設
定した。分配器cに第2アッテネータdを接続し、この
第2アッテネータdにケーブルeを接続した。分配器c
には、また、補正ケーブルfを接続し、この補正ケーブ
ルfを検出装置aの受信アンテナRxに接続した。分配
器cは第1アッテネータbからの信号を第2アッテネー
タdおよびケーブルeを介して補正ケーブルfに導くと
ともに、第1アッテネータbからの信号を直接補正ケー
ブルfに導く。第1アッテネータbから第2アッテネー
タdおよびケーブルeを通して補正ケーブルfに導かれ
る信号は、地中隠蔽物によって反射された反射波に相当
し、第1アッテネータbから直接補正ケーブルfに導か
れる信号は、送信アンテナTXから受信アンテナRxに
直接受信される直接波に相当する。第2のアッテネータ
dの減衰値を、電磁波の土壌中の減衰を考慮して設定し
た。また、ケーブルeは、地中における電磁波の隠蔽物
への到達時間に対応する長さに設定した。これら第2ア
ッテネータdの減衰値およびケーブルeの長さは、実施
例では、地中の埋設距離に応じて表1に示すとおりに設
定した。
Example and Comparative Example As an example, a simulation experiment as shown in FIG. 3 was conducted to confirm the effect of the detection device having the above-described configuration. FIG.
1 shows a circuit configuration in a simulation experiment of a system using the detection device having the configuration shown in FIG. 1. In this circuit configuration, the detection device a has the same configuration as the detection device shown in FIG. The first attenuator b was connected to the antenna Tx, and the distributor c was connected to the first attenuator b. The attenuation value of the first attenuator b is set to a constant value in consideration of the signal attenuation by the transmission antenna Tx, the transmission attenuation of the interface between the transmission antenna Tx and the soil, and the like. ) Was set to 40 dB in this simulation experiment. A second attenuator d was connected to the distributor c, and a cable e was connected to the second attenuator d. Distributor c
, A correction cable f was connected, and the correction cable f was connected to the receiving antenna Rx of the detection device a. The distributor c guides the signal from the first attenuator b to the correction cable f via the second attenuator d and the cable e, and also guides the signal from the first attenuator b directly to the correction cable f. A signal guided from the first attenuator b to the correction cable f through the second attenuator d and the cable e corresponds to a reflected wave reflected by the underground concealment object, and a signal guided directly from the first attenuator b to the correction cable f is , Corresponds to a direct wave directly received from the transmitting antenna TX to the receiving antenna Rx. The attenuation value of the second attenuator d was set in consideration of the attenuation of electromagnetic waves in soil. The length of the cable e was set to correspond to the time required for the electromagnetic waves to reach the concealed object in the ground. In the embodiment, the attenuation value of the second attenuator d and the length of the cable e are set as shown in Table 1 according to the burial distance in the ground.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1に示すとおり、たとえば、地中の埋設
距離が0.1mである条件Iの場合、実際の検出装置で
は送信アンテナから送信された電磁波が隠蔽物によって
反射された後受信アンテナに受信されるのに2.8ns
ec要し、この電磁波の到達時間に対応してケーブルe
の長さを0.3mに設定し、また土壌中のこの埋設距離
に対応する電磁波の減衰として実測値に基づいて第2の
アッテネータdの減衰値を5dBに設定した。
As shown in Table 1, for example, under the condition I where the underground burial distance is 0.1 m, in the actual detection device, the electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna is reflected by the concealed object and then transmitted to the receiving antenna. 2.8 ns to be received
ec and the cable e corresponding to the arrival time of this electromagnetic wave
Was set to 0.3 m, and the attenuation of the second attenuator d was set to 5 dB based on the actually measured value as the attenuation of the electromagnetic wave corresponding to this buried distance in the soil.

【0033】補助ケーブルfを、この検出装置aを用い
たシステムに起因する電磁波到達時間を補正するための
ものとし、その到達時間補正量を補正ケーブルfの長さ
として設定し、実施例では補正ケーブルfの長さを10
cmに設定した。
The auxiliary cable f is used to correct the electromagnetic wave arrival time caused by the system using the detecting device a, and the amount of the arrival time correction is set as the length of the correction cable f. Length of cable f is 10
cm.

【0034】実施例では、このような回路構成を用い、
検出装置aの発信器により20MHzの発信信号を生成
し、この発信信号に基づいて送信パルス信号を生成し、
この送信パルス信号に基づいて送信アンテナTxから発
信した後受信アンテナRxに受信される受信信号につい
てS/N比をシミュレーション実験でもって求めた。表
1に示す各条件I〜IVにおけるS/N比は、表2の実
施例の欄に示すとおりであり、たとえば条件Iの場合、
S/N比は31.8dBであった。
In the embodiment, using such a circuit configuration,
A transmitter signal of 20 MHz is generated by the transmitter of the detection device a, and a transmission pulse signal is generated based on the transmitted signal.
The S / N ratio of the reception signal transmitted from the transmission antenna Tx and then received by the reception antenna Rx based on the transmission pulse signal was obtained by a simulation experiment. The S / N ratio under each of the conditions I to IV shown in Table 1 is as shown in the column of Example in Table 2. For example, in the case of the condition I,
The S / N ratio was 31.8 dB.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】なお、このシミュレーション実験の各条件
I〜IVにおけるS/N比は、
The S / N ratio under each of the conditions I to IV of this simulation experiment is as follows:

【0037】[0037]

【数1】 (Equation 1)

【0038】で求めた。[0038]

【0039】比較例として、図4に示すとおりのシミュ
レーション実験を行った。図4は、本出願人が先に提案
した特願平9−65066号の明細書および図面に記載
された検出装置を用いたシステムのシミュレーション実
験における回路構成を示し、この回路構成では、検出装
置a1は特願平9−65066号に開示された検出装置
と同様の構成であった。比較例のシステムにおける回路
構成では、第1アッテネータb1と分配器c1との間に
補正量として長さ8mの第1補正ケーブルg1を介在し
た点、および分配器c1と検出装置a1との間に介在さ
れる第2補正ケーブルf1の長さを8mに設定した点を
除けば上記実施例における回路構成と実質上同一であっ
た。
As a comparative example, a simulation experiment as shown in FIG. 4 was performed. FIG. 4 shows a circuit configuration in a simulation experiment of a system using the detection device described in the specification and drawings of Japanese Patent Application No. 9-65066 previously proposed by the present applicant. a1 has the same configuration as that of the detection device disclosed in Japanese Patent Application No. 9-65066. In the circuit configuration of the system of the comparative example, the point that a first correction cable g1 having a length of 8 m is interposed between the first attenuator b1 and the distributor c1 as a correction amount, and between the distributor c1 and the detector a1 Except that the length of the interposed second correction cable f1 was set to 8 m, the circuit configuration was substantially the same as that of the above embodiment.

【0040】比較例では、図4に示す回路構成を用い、
検出装置a1の発信器により50kHzののこぎり波状
の発信信号を生成し、この発信信号に基づいて送信パル
ス信号を生成し、この送信パルス信号に基づいて送信ア
ンテナTxから発信した後受信アンテナRxに受信され
た受信信号についてS/N比をシミュレーション実験で
もって求めた。表1に示す各条件I〜IVにおけるS/
N比は、表2の比較例の欄に示すとおりであり、たとえ
ば比較例の条件Iの場合、S/N比は22.5dBであ
った。
In the comparative example, the circuit configuration shown in FIG.
The transmitter of the detection device a1 generates a 50 kHz sawtooth transmission signal, generates a transmission pulse signal based on the transmission signal, transmits the transmission pulse signal from the transmission antenna Tx based on the transmission pulse signal, and then receives the transmission pulse signal on the reception antenna Rx. The S / N ratio of the received signal thus obtained was obtained by a simulation experiment. S / in each of the conditions I to IV shown in Table 1
The N ratio was as shown in the column of Comparative Example in Table 2. For example, under the condition I of Comparative Example, the S / N ratio was 22.5 dB.

【0041】上述した実施例および比較例のシミュレー
ション実験から、表2に示すとおり、実施例の条件I〜
IVのS/N比の平均値は25dBであり、比較例の条
件I〜IVのS/N比の平均値は15.1dBであり、
これらのことから実施例による検出装置を用いた場合、
S/N比が平均して10dB向上し、ノイズ成分をを大
きく減少させて地中隠蔽物を高精度に検出できることが
判明した。
From the simulation experiments of the above-described examples and comparative examples, as shown in Table 2, the conditions I to
The average value of the S / N ratio of IV is 25 dB, the average value of the S / N ratio of the conditions I to IV of the comparative example is 15.1 dB,
From these, when using the detection device according to the embodiment,
It was found that the S / N ratio was improved by 10 dB on average, and that the underground concealed object could be detected with high accuracy by greatly reducing the noise component.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の請求項1記載の検出装置によれ
ば、発信器は所定周波数の発信信号を生成し、送信パル
ス発生器はこの送信信号に基づいて送信パルス信号を生
成し、送信アンテナは送信パルス信号に基づく電磁波を
発信する。したがって、送信アンテナからの送信信号お
よび受信アンテナによって受信する受信信号は、発信信
号の所定周波数の周期に対応した信号となる。また、移
相手段は、発信手段からの発信信号の位相を可変にして
遅らせ、サンプリングパルス発生器は、この遅延した発
信信号に基づいてサンプリングパルスを生成し、サンプ
リング手段は、このサンプリングパルスに基づいて受信
アンテナからの受信信号をサンプリングする。移相手段
は、発信信号の位相を遅らせるので、サンプリングパル
ス発生器によって発生されるサンプリング信号は、順次
所定時間遅れのものとなる。このようなサンプリングパ
ルスを生成することによって、受信アンテナからの受信
信号を所要のとおりにサンプリングすることができ、地
中隠蔽物の位置を検出することができる。このような検
出装置では、発信器としてたとえば水晶発信器を用い、
また移相手段としてたとえばバリキャップを用いること
ができ、このように構成することによって送信パルスの
ピーク値を3V程度にすることができ、検出装置の回路
構成の小型化を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the transmitter generates a transmission signal of a predetermined frequency, the transmission pulse generator generates a transmission pulse signal based on the transmission signal, and transmits the signal. The antenna emits an electromagnetic wave based on the transmission pulse signal. Therefore, the transmission signal from the transmission antenna and the reception signal received by the reception antenna are signals corresponding to the period of the predetermined frequency of the transmission signal. Further, the phase shift means makes the phase of the transmission signal from the transmission means variable and delays, the sampling pulse generator generates a sampling pulse based on the delayed transmission signal, and the sampling means generates a sampling pulse based on the sampling pulse. To sample the received signal from the receiving antenna. Since the phase shifting means delays the phase of the transmission signal, the sampling signals generated by the sampling pulse generator are sequentially delayed by a predetermined time. By generating such a sampling pulse, the signal received from the receiving antenna can be sampled as required, and the position of the underground concealment object can be detected. In such a detection device, for example, a crystal oscillator is used as an oscillator,
In addition, for example, a varicap can be used as the phase shifting means. With such a configuration, the peak value of the transmission pulse can be set to about 3 V, and the circuit configuration of the detection device can be reduced in size.

【0043】また本発明の請求項2記載の検出装置によ
れば、発信器による発信信号の周波数は1MHz以上で
あるので、送信器にて発生される送信信号およびサンプ
リングパルス発生器にて発生されるサンプリングパルス
の周期は非常に短く、このことに関連して短時間内に多
数回サンプリングすることができ、これによって地中隠
蔽物の位置を高速にかつ高精度に検出することができ
る。
According to the detecting device of the second aspect of the present invention, since the frequency of the signal transmitted by the transmitter is 1 MHz or more, the signal generated by the transmitter and the signal generated by the sampling pulse generator are generated. The period of the sampling pulse is very short, and in connection with this, sampling can be performed many times within a short time, so that the position of the underground concealment object can be detected at high speed and with high accuracy.

【0044】また本発明の請求項3記載の検出装置によ
れば、移相手段による発信信号の遅延量は発信器による
発信信号の1サイクルをカバーする範囲であるので、発
信信号の1サイクルの周期に渡って受信アンテナの受信
信号をサンプリングし、これによって、地中隠蔽物の位
置を高精度に検出することができる。
According to the detecting device of the third aspect of the present invention, since the amount of delay of the transmitted signal by the phase shift means is in a range covering one cycle of the transmitted signal by the transmitter, the delay amount of one cycle of the transmitted signal. The reception signal of the reception antenna is sampled over a period, and thereby, the position of the underground concealment object can be detected with high accuracy.

【0045】さらに本発明の請求項4記載の検出方法に
よれば、請求項1の検出装置と同様の効果が達成され
る。
Further, according to the detecting method of the fourth aspect of the present invention, the same effect as that of the detecting apparatus of the first aspect is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に従う地中隠蔽物の検出装置の一実施形
態を簡略的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of a device for detecting an underground concealed object according to the present invention.

【図2】図1の検出装置において生成される各種信号を
示すタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart showing various signals generated in the detection device of FIG.

【図3】実施例の検出装置を用いたシステムの回路構成
を簡略的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a circuit configuration of a system using the detection device according to the embodiment.

【図4】比較例の検出装置を用いたシステムの回路構成
を簡略的に示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a circuit configuration of a system using a detection device of a comparative example.

【図5】先に提案した検出装置を簡略的に示すブロック
図である。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the detection device proposed above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

52 発信器 54 送信パルス発信器 56 送信アンテナ 58 受信アンテナ 62 サンプリング手段 64 移相手段 68 電圧可変移相回路 72 サンプリングパルス発生器 74 信号処理手段 52 Transmitter 54 Transmit pulse transmitter 56 Transmit antenna 58 Receive antenna 62 Sampling means 64 Phase shift means 68 Voltage variable phase shift circuit 72 Sampling pulse generator 74 Signal processing means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 秀樹 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 荒井 郁男 東京都世田谷区船橋1−48−31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideki Hayakawa 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Ikuo Arai 1-48-31 Funabashi, Setagaya-ku, Tokyo

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定周波数の発信信号を生成する発信器
と、前記発信器からの前記発信信号に関連して送信パル
ス信号を生成する送信パルス発生器と、前記送信パルス
発生器からの前記送信パルス信号に基づく電磁波を地中
隠蔽物に向けて発信するための送信アンテナと、前記地
中隠蔽物からの反射波を受信するための受信アンテナ
と、前記発信器からの前記発信信号の位相を所要のとお
りに可変して遅延させる移相手段と、前記移相手段によ
って遅延された前記発信信号に関連してサンプリングパ
ルスを生成するサンプリングパルス発生器と、前記サン
プリングパルス発生器により生成されたサンプリングパ
ルスに基づいて前記受信手段にて受信された前記受信信
号をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプ
リング手段によりサンプリングした前記受信信号を低周
波数化処理して地中隠蔽物の位置を検出する信号処理手
段とを具備することを特徴とする地中隠蔽物の検出装
置。
A transmitter for generating a transmission signal of a predetermined frequency; a transmission pulse generator for generating a transmission pulse signal in relation to the transmission signal from the transmitter; and the transmission from the transmission pulse generator. A transmitting antenna for transmitting an electromagnetic wave based on a pulse signal toward an underground concealed object, a receiving antenna for receiving a reflected wave from the underground concealed object, and a phase of the transmitted signal from the transmitter. Phase shifting means for variably delaying as required, a sampling pulse generator for generating a sampling pulse in relation to the transmission signal delayed by the phase shifting means, and a sampling generated by the sampling pulse generator Sampling means for sampling the received signal received by the receiving means based on the pulse; and sampling by the sampling means. An underground concealed object detection device, comprising: signal processing means for lowering the frequency of the coupled received signal to detect the position of the underground concealed object.
【請求項2】 前記発信器によって生成される前記発信
信号の周波数は1MHz以上で送給し、前記サンプリン
グ手段によりサンプリングした受信信号を積分処理する
ことを特徴とする請求項1記載の地中隠蔽物の検出装
置。
2. The underground concealment according to claim 1, wherein the transmission signal generated by the transmitter is transmitted at a frequency of 1 MHz or more, and the received signal sampled by the sampling means is integrated. Object detection device.
【請求項3】 前記移相手段による前記発信信号の遅延
量は1〜1000nsであり、前記発信信号の1サイク
ルをカバーする範囲であることを特徴とする請求項2記
載の地中隠蔽物の検出装置。
3. The underground concealed object according to claim 2, wherein a delay amount of the transmission signal by the phase shifting means is 1 to 1000 ns, and is in a range covering one cycle of the transmission signal. Detection device.
【請求項4】 所定周波数の発信信号を発信器によって
生成し、前記発信信号に関連して送信パルス発生器によ
って送信パルス信号を生成し、前記送信パルス信号に基
づく電磁波を送信アンテナから地中隠蔽物に向けて送信
し、そして地中隠蔽物からの反射波を受信アンテナによ
って受信し、また前記発信信号の位相を移相手段によっ
て所要のとおりに遅延させ、この遅延された発信信号に
関連してサンプリングパルス発生器によってサンプリン
グパルスを生成し、前記サンプリング信号に基づいてサ
ンプリング手段によって前記受信信号をサンプリング
し、しかる後サンプリングした受信信号を信号処理手段
によって積分処理して地中隠蔽物の位置を検出すること
を特徴とする地中隠蔽物の検出方法。
4. A transmission signal having a predetermined frequency is generated by a transmitter, a transmission pulse signal is generated by a transmission pulse generator in relation to the transmission signal, and an electromagnetic wave based on the transmission pulse signal is concealed from a transmission antenna underground. Transmitted to the object, and the reflected wave from the underground concealment object is received by a receiving antenna, and the phase of the transmitted signal is delayed as required by phase shifting means, and the phase of the transmitted signal is related to the delayed transmitted signal. Then, a sampling pulse is generated by a sampling pulse generator, the received signal is sampled by sampling means based on the sampling signal, and then the received signal sampled is integrated by signal processing means to determine the position of the underground concealed object. A method for detecting an underground concealed object, wherein the method comprises detecting.
JP35814297A 1997-12-25 1997-12-25 Underground concealed object detection apparatus and method Expired - Lifetime JP3510096B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35814297A JP3510096B2 (en) 1997-12-25 1997-12-25 Underground concealed object detection apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35814297A JP3510096B2 (en) 1997-12-25 1997-12-25 Underground concealed object detection apparatus and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11183635A true JPH11183635A (en) 1999-07-09
JP3510096B2 JP3510096B2 (en) 2004-03-22

Family

ID=18457766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35814297A Expired - Lifetime JP3510096B2 (en) 1997-12-25 1997-12-25 Underground concealed object detection apparatus and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3510096B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001124851A (en) * 1999-10-26 2001-05-11 Osaka Gas Co Ltd Object detector
JP2010071728A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Fuji Heavy Ind Ltd Distance measuring system
JP2021012168A (en) * 2019-07-09 2021-02-04 オムロン株式会社 Buried object detection device and buried object detection method
JP2021012154A (en) * 2019-07-09 2021-02-04 オムロン株式会社 Buried object detection device and buried object detection method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001124851A (en) * 1999-10-26 2001-05-11 Osaka Gas Co Ltd Object detector
JP2010071728A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Fuji Heavy Ind Ltd Distance measuring system
JP2021012168A (en) * 2019-07-09 2021-02-04 オムロン株式会社 Buried object detection device and buried object detection method
JP2021012154A (en) * 2019-07-09 2021-02-04 オムロン株式会社 Buried object detection device and buried object detection method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3510096B2 (en) 2004-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3217749B2 (en) Distance measuring method and distance measuring device using electromagnetic wave by pulse transit time method
JP2008145236A (en) Equivalent-time sampling type radar
US7633434B2 (en) Pulse radar system with a signal integration device having a sample and hold circuit
JPH11183635A (en) Apparatus and method for detecting hidden object in ground
JP6071332B2 (en) Pulse compression radar equipment
JP2010190831A (en) Wideband radar device
JP2520042B2 (en) Underground radar tomography device
JP4609742B2 (en) Subsurface radar exploration device and exploration data collection method
JP3788876B2 (en) Object detection device
JP4052910B2 (en) Object detection device
JP3438409B2 (en) Radar equipment
JP3784555B2 (en) Object detection device
JP3243052B2 (en) Sampling receiver
JP3558492B2 (en) Apparatus and method for measuring dry density of soil
JPS63120271A (en) Radar-type underground investigation apparatus
JP2000121722A (en) Object detecting apparatus
JPH0471190B2 (en)
JP3980227B2 (en) Object detection device
JP4072842B2 (en) Underground radar system
JPH11183613A (en) Radar apparatus for vehicle
JP2001116825A (en) Body detector
JP2584482B2 (en) Speed measuring device built into data transmission equipment
JPH10318941A (en) Apparatus and method for transmitting, receiving pulse signal
JP2001124851A (en) Object detector
JP2000171556A (en) Radar apparatus for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031224

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term