JPH1164510A - Radar type underground probe device - Google Patents

Radar type underground probe device

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Publication number
JPH1164510A
JPH1164510A JP9229608A JP22960897A JPH1164510A JP H1164510 A JPH1164510 A JP H1164510A JP 9229608 A JP9229608 A JP 9229608A JP 22960897 A JP22960897 A JP 22960897A JP H1164510 A JPH1164510 A JP H1164510A
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JP
Japan
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signal
pulse
reception
time
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9229608A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Tsunasaki
勝 綱崎
Takashi Kikuta
隆 菊田
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1164510A publication Critical patent/JPH1164510A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the weight and size by making a transmitter-receiver part for transmitting a pulse wave into the ground and receiving the reflected wave into an integrated form, and providing an interrupting part for the reflected signal of the transmitter-receiver part in a processing part for processing the reflected wave. SOLUTION: This device is formed of a transmitter-receiver unit 10, an amplifier part 20 and the like, and provided with an interrupting means 50 for controlling the flow of signal, between the transmitter-receiver part 10 and the amplifier part 20 between the both. A pulse generated by a first pulse generator 12 is emitted into the ground from a transmitting and receiving antenna 13c, and the reflected wave is also received by the transmitting and receiving antenna 13c, and transmitted to the lower side through a directional coupler 13a. In the interrupting means 50, a control pulse generated by a second pulse generator 52 is transmitted to a high frequency switch 51 with a delay of a prescribed time from the buildup of a transmitted trigger pulse, and the initial output from the transmitting and receiving part 13 is interrupted and removed by its opening and closing. Thus, signals are not saturated even if the amplifier 22 performs the amplification to the amplification ratio of the highest level, and a desired signal can be satisfactorily extracted.

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、地中埋設ガス導管
等の地中埋設物体を探査するレーダ型地中探査装置に関
する。このようなレーダ型地中探査装置は、所定の繰り
返し周期で発生されるパルス波を地中へ放射するととも
に、地中より戻ってきた反射波を受信する送受信部を備
え、送受信部で受信された反射波を受信信号処理部へ送
り、受信信号処理部において増幅処理を伴って有用な地
中情報信号を得る構成とされている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar type underground exploration apparatus for exploring an underground object such as an underground gas conduit. Such a radar-type underground exploration device includes a transmitting / receiving unit that radiates a pulse wave generated at a predetermined repetition period into the ground and receives a reflected wave returned from the ground, and is received by the transmitting / receiving unit. The received reflected wave is sent to the reception signal processing unit, and the reception signal processing unit obtains a useful underground information signal with an amplification process.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような構成のレーダ型地中探査装置
の先行技術としては、特開平5−45444「隠蔽場所
の断面画像形成方法及び装置」に開示されるもの、特開
昭48−79101「地質サーベイ方式」に開示される
ものがある。前者の技術は、送受信部に送信用のアンテ
ナと受信用のアンテナとを別個に備え、パルス波の送信
と受信波の受信とを別個のアンテナによっておこなうも
のであり、この構成が現行の一般的な手法である。一
方、後者のものは、送受一体型の構成が採られており、
送受信部に所謂方向性結合器、アンテナ等を備えて、こ
の部位を構成する。
2. Description of the Related Art As a prior art of such a radar type underground exploration apparatus having such a configuration, one disclosed in JP-A-5-45444, "Method and Apparatus for Forming a Sectional Image of a Concealed Location" is disclosed in JP-A-48-79101. Some are disclosed in “Geological Survey Method”. In the former technique, a transmitting antenna and a receiving antenna are separately provided in a transmitting and receiving unit, and transmission of a pulse wave and reception of a received wave are performed by separate antennas. It is an effective method. On the other hand, the latter has an integrated transmission and reception configuration,
The transmitting / receiving unit is provided with a so-called directional coupler, an antenna, and the like, and constitutes this part.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
送信、受信を別個のアンテナを使用しておこなうものに
あっては、装置が大きくなり、スペースの限られた現場
では操作が難しい。また、通常アンテナからの電磁漏洩
を防ぐために、アンテナ筐体の内部全体にフェライト板
を貼付するが、このフェライト板が重いため地中レーダ
全体の重量が60〜80kgになり、一人で持ち運びす
ることが困難である。さらに、探査深度を改善するには
アンテナの大型化が有効であるが、上記課題に加えアン
テナ部の面積が大きくなると、現場で探査できないスペ
ース(デッドゾーン)が広がるといった問題があった。
従って、単一のアンテナを送受両方に兼用するほうが好
ましい。このような構成を提案しているのが、先に示し
た後者の技術であるが、この技術にあっても以下の問題
がある。即ち、送受信部を一体としたものにあっては、
振幅の大きい信号パルスがアンテンナの入口で一部反射
して、受信信号処理部に直接入ってしまい、受信用の増
幅器が飽和して埋設管からの微弱な反応信号を適切に増
幅できない問題があり、いまだ実用に供された例はな
い。図2(ハ)、図3(イ)に、このような送受一体型
の構成を採用する場合における受信信号処理部に送られ
る信号の状態を示す。この例にあって周期的に発生され
るパルス波は図2(ロ)に示すものである。図示するよ
うに、図2(ハ)にあって、この信号は、パルス波の発
生時点に近い時間域にある比較的大きな振幅を有する信
号Aと、上記発生時点から比較的離れた時間域にある比
較的小さな振幅を有する信号Bとから構成される。ここ
で、Aで示す信号が問題となる送受信部から直接反射し
て帰ってくる波である。一方、送受別体のアンテナ構成
を採用する場合は、図3(ロ)に示す様に、(イ)に示
すA内でその初期の大きな信号は認められない。この点
からは、送受別体型が好ましい。
However, when the former transmission and reception are performed using separate antennas, the size of the apparatus becomes large, and it is difficult to operate the apparatus in a place where space is limited. Usually, a ferrite plate is attached to the entire inside of the antenna housing to prevent electromagnetic leakage from the antenna, but since the ferrite plate is heavy, the entire underground radar weighs 60 to 80 kg and must be carried alone. Is difficult. Further, to increase the depth of search, it is effective to increase the size of the antenna. However, in addition to the above-mentioned problems, there is a problem that if the area of the antenna section is increased, a space (dead zone) that cannot be searched on site increases.
Therefore, it is preferable to use a single antenna for both transmission and reception. Such a configuration is proposed by the latter technique described above, but this technique has the following problems. That is, in the case where the transmitting and receiving unit is integrated,
There is a problem that the signal pulse with a large amplitude is partially reflected at the entrance of the antenna and directly enters the reception signal processing unit, and the reception amplifier is saturated, and the weak reaction signal from the buried pipe cannot be properly amplified. There is no practical example yet. FIGS. 2 (c) and 3 (a) show states of signals transmitted to the reception signal processing section when such a transmission / reception integrated configuration is employed. In this example, the periodically generated pulse wave is as shown in FIG. As shown in FIG. 2C, in FIG. 2C, this signal is divided into a signal A having a relatively large amplitude in a time region close to the point of occurrence of the pulse wave and a signal region having a relatively large amplitude from the point of occurrence of the pulse wave. And a signal B having a relatively small amplitude. Here, the signal indicated by A is a wave directly reflected and returned from the transmission / reception unit in question. On the other hand, when the antenna structure of the transmitter and receiver is adopted, as shown in FIG. 3B, no large initial signal is recognized in A shown in FIG. In this respect, the separate transmission / reception type is preferred.

【0004】本発明の目的は、送受信部の重量、大きさ
等が大きくなることを避けることができる送受一体型の
構造を採用することができ、さらに、受信信号処理部で
増幅を伴った信号処理をおこなう場合に、飽和を発生し
ない良好な信号処理をおこなうことができるレーダ型地
中探査装置を提供することである。
[0004] An object of the present invention is to adopt a transmission / reception integrated structure that can avoid an increase in the weight and size of the transmission / reception unit, and furthermore, a signal with amplification in a reception signal processing unit. An object of the present invention is to provide a radar-type underground exploration apparatus capable of performing good signal processing without causing saturation when performing processing.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明による、所定の繰り返し周期で発生するパルス
発生器を備え、このパルス発生器からのパルス波を受け
入れて地中へ放射するとともに、地中より戻ってきた反
射波を受信する送受一体型の送受信部を備え、送受信部
で受信された反射波を受信信号処理部へ送り、受信信号
処理部において増幅処理を伴って有用な地中情報信号を
得るレーダ型地中探査装置の第1の特徴構成は、受信信
号処理部に、パルス波による送受信部自体からの反射信
号である送受信部反射信号が入るのを遮断する遮断手段
を備えることにある。この構成にあっては、遮断手段に
よって、送受信部反射信号が受信信号処理部に入るのが
遮断され、例え、受信信号処理部で増幅を伴った処理を
行う場合にあっても、振幅が大きく不必要な情報である
送受信部反射信号が除去されているため、飽和等の問題
を発生することなく、必要な地中からの反射波を抽出し
て、良好な処理を行える。
According to the present invention, there is provided a pulse generator which generates a pulse at a predetermined repetition period, receives a pulse wave from the pulse generator and radiates the pulse wave into the ground. A transmission / reception integrated transmission / reception unit for receiving the reflected wave returned from the ground, transmitting the reflected wave received by the transmission / reception unit to the reception signal processing unit, and amplifying the reception signal by the reception signal processing unit. A first characteristic configuration of the radar type underground exploration device that obtains a medium information signal is that a receiving signal processing unit includes a blocking unit that blocks a transmission / reception unit reflection signal, which is a reflection signal from the transmission / reception unit itself due to a pulse wave, from entering. Be prepared. In this configuration, the blocking unit blocks the transmission / reception unit reflection signal from entering the reception signal processing unit. Even when the reception signal processing unit performs processing with amplification, the amplitude is large. Since the transmission / reception unit reflection signal, which is unnecessary information, is removed, a necessary reflected wave from the ground can be extracted and satisfactory processing can be performed without causing a problem such as saturation.

【0006】次に、本願の第2の特徴構成は、上記、前
提部の構成にあって、送受信部と受信信号処理部との間
に高周波スイッチを備え、当該高周波スイッチによりパ
ルス発生器に於けるパルス波の発生時点から、所定の時
間域において、受信信号処理部へ信号が入るのを遮断す
る遮断手段が備えられていることにある。本願において
問題となるのは、送受信部からの直接の反射信号であ
り、例えば、送受信部が、方向性結合器、バラン、アン
テナ等を備えて構成されている場合は、これらの機器か
らの直接反射信号が問題となる。さらに、地中にある物
体の探査を行いたい場合、地表面からの反射は当然除去
されるべきである。ここで、このような反射波は、遮断
を伴わない場合、地中にあるものより早い時点(時間的
にパルス波の発生時点から比較的時間が経過していない
時間域)で、受信信号処理部へ入る。従って、送受信部
と受信信号処理部との間に高周波スイッチを備え、当該
高周波スイッチによりパルス発生器に於けるパルス波の
発生時点から、所定の時間域において、受信信号処理部
へ信号が入るのを遮断する遮断手段を備えておくと、遮
断終了時を、上記の方向性結合器、バラン、アンテナ、
さらには地表面反射を遮断・除去することとでき、たと
え、受信信号処理部で増幅を伴った処理を行う場合にあ
っても、振幅が大きく不必要な情報である送受信部反射
信号が除去されているため、飽和等の問題を発生するこ
となく、必要な地中からの反射波を抽出して、良好な処
理を行える。
A second characteristic configuration of the present application is the configuration of the above-described prerequisite, wherein a high-frequency switch is provided between the transmission / reception unit and the reception signal processing unit, and the high-frequency switch is used in the pulse generator. The present invention is provided with a blocking means for blocking a signal from entering the received signal processing unit in a predetermined time range from the point in time when the pulse wave is generated. The problem in the present application is a direct reflected signal from the transmitting / receiving unit. For example, when the transmitting / receiving unit is configured to include a directional coupler, a balun, an antenna, and the like, the direct signal from these devices is used. The reflected signal becomes a problem. Further, when it is desired to search for an object underground, the reflection from the ground surface should be removed. Here, when such a reflected wave is not interrupted, the received signal processing is performed at a point earlier than that in the ground (a time zone where a relatively short time has not elapsed from the point in time when the pulse wave is generated). Enter the department. Therefore, a high-frequency switch is provided between the transmission / reception unit and the reception signal processing unit, and a signal enters the reception signal processing unit within a predetermined time period from the point in time when the pulse wave is generated in the pulse generator by the high-frequency switch. If the shut-off means for shutting off is provided, when the shut-off is completed, the above-described directional coupler, balun, antenna,
Furthermore, ground surface reflection can be cut off and removed, and even if a process involving amplification is performed in the reception signal processing unit, the transmission / reception unit reflection signal which is unnecessary information having a large amplitude is removed. Therefore, it is possible to extract a necessary reflected wave from underground without causing a problem such as saturation and perform a good process.

【0007】ここで、前記遮断手段による遮断操作が行
われる前記時間域が、パルス発生器に於ける前記パルス
波の発生時点から、当該パルス波に起因する送受信部に
備えられるアンテナ自体からの反射信号であるアンテナ
反射信号が、高周波スイッチに到達する時点までの時間
域であることが好ましい。本願において、送受信部から
の直接反射波で、最も遅く受信信号処理部へ向かうもの
は、アンテナからの反射波(主にはアンテナ端からの直
接反射波と考えられる)である。従って、この波までの
時間域の信号を遮断・除去することで、主要な問題とな
る信号を除去し、処理を進めることができる。
Here, the time range in which the shut-off operation is performed by the shut-off means is defined as a time period from when the pulse wave is generated in the pulse generator to a time when the reflection from the antenna itself provided in the transmitting / receiving unit due to the pulse wave. It is preferable that the signal is in a time range until the antenna reflected signal, which is a signal, reaches the high-frequency switch. In this application, the direct reflected wave from the transmission / reception unit which travels to the received signal processing unit at the latest is a reflected wave from the antenna (mainly a direct reflected wave from the antenna end). Therefore, by blocking and removing the signal in the time domain up to this wave, a signal that is a major problem can be removed and the processing can be advanced.

【0008】さらに、このような構成にあって、遮断手
段による遮断操作が行われる時間域が、パルス発生器に
於けるパルス波の発生時点を遮断操作開始時点として、
遮断操作終了時点を可変に構成されていることが好まし
い。送受信部からの直接反射信号の受信信号処理部への
到達時点以後にあっても、その残存波が残っていたり、
地表面波を除去したい場合が発生する、従って、遮断操
作終了時点を可変に構成しておくと、この遮断操作終了
時点を状況に応じて適切に設定して、必要な信号のみを
取り出して良好な信号処理をおこなうことができる。
Further, in such a configuration, the time zone in which the shut-off operation is performed by the shut-off means is defined as the time when the pulse wave is generated in the pulse generator as the start time of the shut-off operation.
It is preferable that the end time of the shutoff operation is variable. Even after the point at which the directly reflected signal from the transmission / reception unit reaches the reception signal processing unit, the residual wave remains,
There is a case where it is desired to remove the ground surface wave.Therefore, if the shut-off operation end time is configured to be variable, the shut-off operation end time is appropriately set according to the situation, and only necessary signals are taken out. Signal processing can be performed.

【0009】本発明のその他の特徴及び利点は、以下図
面を用いた発明の実施の形態の説明とともに明らかにな
るだろう。
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the drawings.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明によるレーダ型地
中探査装置の1つの実施形態における概略的な機能ブロ
ック図である。このレーダ型地中探査装置1の主要構成
要素は、マイクロ波領域のパルス状の電波を地表2に向
けて所定の繰り返し周波数で放射するとともに、地中に
存在する埋設物等の反射物体3によって反射されて、戻
ってきた反射波を受信する送受信ユニット10と、受信
した反射波を増幅する増幅部20と、順次受信され増幅
された反射波をサンプリングポイントをずらせながらサ
ンプリングするサンプリング部30と、サンプリングさ
れた信号を合成して反射波を復元するとともに復元され
た反射波を評価・表示する信号評価部40とから構成さ
れている。ここで、増幅部20、サンプリング部30及
び信号評価部40とを合わせて、受信信号処理部200
と呼ぶ。さらに、送受信ユニット10と増幅部20との
間には、その間に於ける信号の流れを制御する遮断手段
50が備えられている。
FIG. 1 is a schematic functional block diagram of one embodiment of a radar-type underground exploration apparatus according to the present invention. The main components of the radar-type underground exploration device 1 radiate a pulse-like radio wave in the microwave region toward the ground surface 2 at a predetermined repetition frequency, and use a reflecting object 3 such as a buried object existing in the ground. A transmitting / receiving unit 10 for receiving the reflected wave that has been reflected back, an amplifying unit 20 for amplifying the received reflected wave, a sampling unit 30 for sampling the sequentially received and amplified reflected wave while shifting the sampling point, And a signal evaluation unit 40 that combines the sampled signals to restore the reflected wave, and evaluates and displays the restored reflected wave. Here, the amplifying unit 20, the sampling unit 30, and the signal evaluation unit 40 are combined to form a reception signal processing unit 200
Call. Further, between the transmission / reception unit 10 and the amplifying unit 20, there is provided a blocking unit 50 for controlling the flow of a signal therebetween.

【0011】送受信ユニット10には、設定された繰り
返し周波数に応じて送信トリガーパルスを生成する送信
トリガー発生部11と、送信トリガーパルスに応答して
パルス状の電波を発生する第1パルス発生器12が備え
られるとともに、この第1パルス発生器12によって発
生されたパルス波を受けいれて、地中に放射するととも
に、地中の反射物体3で反射して戻ってきた反射波を受
ける送受信部13とが備えられている。この送受信部1
3は、前記第1パルス発生器12側から、同図に示すよ
うに、方向性結合器13a、バラン13b、送受信アン
テナ13cを、記載順に備えて構成されており、この方
向性結合器13aのパルス波入力端がパルス発生器12
に、反射波出力端が、以降の回路である遮断手段50を
介して増幅部20に接続されている。
The transmission / reception unit 10 includes a transmission trigger generator 11 for generating a transmission trigger pulse in accordance with a set repetition frequency, and a first pulse generator 12 for generating a pulsed radio wave in response to the transmission trigger pulse. A transmission / reception unit 13 that receives the pulse wave generated by the first pulse generator 12 and radiates it into the ground, and receives the reflected wave reflected back from the underground reflective object 3 and Is provided. This transmitting / receiving unit 1
3, the directional coupler 13a includes a directional coupler 13a, a balun 13b, and a transmission / reception antenna 13c from the first pulse generator 12 side in the stated order. The pulse wave input terminal is a pulse generator 12
In addition, the reflected wave output terminal is connected to the amplification unit 20 via the cutoff means 50 which is a subsequent circuit.

【0012】増幅部20はSTC(Sensitivity Time C
ontol :感度時間制御)信号生成部21と増幅器22と
を備えており、STC信号生成部21は送信トリガーパ
ルスの周期毎に増加するSTC信号を生成し、このST
C信号により増幅器22はその増幅率を増加させてい
く。例えば、フルレンジで100dBの増幅率を1000
段階に分けて、送信トリガーパルスの周期毎に増加させ
ていく。この場合、1000回の送信トリガーパルスを
受けると、再び増幅率を最低レベルに戻し、同様な増幅
率の増加を始めていく。このような増幅器22の自動ゲ
イン制御が送信トリガーパルスの周期毎に変化するST
C信号によって行われる。よって、このSTC信号を調
節することにより、任意の時間的に変化する増幅率を作
り出すことができる。
The amplifying section 20 has an STC (Sensitivity Time C).
ontol: Sensitivity time control) A signal generation unit 21 and an amplifier 22 are provided, and the STC signal generation unit 21 generates an STC signal that increases in each cycle of a transmission trigger pulse.
The amplifier 22 increases the amplification factor by the C signal. For example, a full-range 100 dB amplification factor of 1000
It is increased step by step in each cycle of the transmission trigger pulse. In this case, when receiving 1000 transmission trigger pulses, the amplification factor is returned to the lowest level again, and a similar increase in the amplification factor is started. In such automatic gain control of the amplifier 22, the ST changes in every cycle of the transmission trigger pulse.
This is performed by the C signal. Therefore, by adjusting the STC signal, an arbitrary time-varying amplification factor can be created.

【0013】サンプリング部30は、送信トリガーパル
スに応答してサンプリングのタイミングを決定するサン
プラー駆動部31と、サンプラー駆動部31からの命令
により増幅された反射波を所定の時間ポイントでサンプ
リングするサンプラー32を備えている。このサンプリ
ング部30では、前記繰り返し周期で増幅部20から送
られてくる各反射波に対して、順次時間軸上でのサンプ
リングポイントをずらしたサンプリングゲートを用いて
サンプリングを行う。つまり、最初の送信波で受け取っ
た反射波からは1つのサンプリングポイントでサンプリ
ングし、次の送信波で受け取った反射波からは少し時間
を遅らせたサンプリングポイントでサンプリングし、こ
れを繰り返して、例えば1000回行うことで所望の時
間領域での反射波全体のサンプリングが完了する。つま
り、順次受信した1000個の反射波から1個の反射波
全体のサンプリング信号が得られる。
The sampling section 30 includes a sampler driving section 31 for determining a sampling timing in response to a transmission trigger pulse, and a sampler 32 for sampling a reflected wave amplified by a command from the sampler driving section 31 at a predetermined time point. It has. The sampling unit 30 samples each reflected wave sent from the amplifying unit 20 in the repetition cycle using a sampling gate whose sampling point is sequentially shifted on the time axis. That is, sampling is performed at one sampling point from the reflected wave received by the first transmitted wave, and is sampled at a sampling point slightly delayed from the reflected wave received by the next transmitted wave. By performing this operation twice, sampling of the entire reflected wave in a desired time region is completed. That is, a sampling signal of one entire reflected wave is obtained from the 1000 reflected waves sequentially received.

【0014】信号評価部40は、サンプリング部30で
サンプリングされた信号から反射波を復元して地中探査
の評価を行う信号処理部41や復元された反射波を表示
する表示部42を備えている。
The signal evaluation section 40 includes a signal processing section 41 for restoring a reflected wave from the signal sampled by the sampling section 30 to evaluate the underground exploration and a display section 42 for displaying the restored reflected wave. I have.

【0015】遮断手段50は、送受信部13と増幅部2
0との間の信号線に介装された高周波スイッチ51と、
送信トリガーパルスと同期して高周波スイッチ51のた
めの所望のパルス幅をもった制御パルスを生成する第2
パルス発生器52と、この第2パルス発生器52に発生
したパルス波を成形する波形成形器53と、生成された
制御パルスの時間軸上での遅延を行って反射波のカット
すべき時間軸の位置を決定する遅延回路54とを備えて
いる。ここで、この遅延回路54は、その遅延時間のボ
リーム設定により、その遅延時間を適宜変更設定可能に
構成されている。遮断手段50は、パルス発生器12、
52に於けるパルス波の発生時点から、所定の時間域
(15ns程度)において、受信信号処理部200へ信
号が入るのを遮断するものであり、基本的には、受信信
号処理部200に、パルス波による送受信部13自体か
らの反射信号である送受信部反射信号が入るのを遮断す
る。従って、少なくとも、パルス発生器12、52に於
けるパルス波の発生時点から、当該パルス波に起因する
送受信部13に備えられるアンテナ13c自体からの反
射信号であるアンテナ反射信号が高周波スイッチ51に
到達する時点までの時間域において、遮断が行われる構
成が採用されている。必要な場合は、ボリーム調整によ
り、この遮断時間域を、地表面反射波をカバーする時間
まで伸ばすことも可能である。
The cut-off means 50 includes the transmitting / receiving unit 13 and the amplifying unit 2
A high-frequency switch 51 interposed in a signal line between 0 and 0;
A second control pulse having a desired pulse width for the high-frequency switch 51 is generated in synchronization with the transmission trigger pulse.
A pulse generator 52, a waveform shaper 53 for shaping a pulse wave generated by the second pulse generator 52, and a time axis for delaying the generated control pulse on the time axis to cut the reflected wave And a delay circuit 54 for determining the position of Here, the delay circuit 54 is configured such that the delay time can be changed and set as appropriate by setting the volume of the delay time. The shut-off means 50 includes the pulse generator 12,
In the predetermined time range (about 15 ns) from the point in time when the pulse wave is generated in 52, the signal is blocked from entering the reception signal processing unit 200. Basically, the reception signal processing unit 200 It blocks the transmission / reception unit reflection signal which is a reflection signal from the transmission / reception unit 13 itself due to the pulse wave. Therefore, at least from the time when the pulse wave is generated in the pulse generators 12 and 52, the antenna reflection signal, which is the reflection signal from the antenna 13 c provided in the transmission / reception unit 13 due to the pulse wave, reaches the high-frequency switch 51. In the time domain up to the point in time, the shutoff is performed. If necessary, the cutoff time range can be extended to a time for covering the ground surface reflected wave by volume adjustment.

【0016】上述した構成のレーダ型地中探査装置1の
動作を図2のタイムチャートを用いて説明する。送信ト
リガー発生部11で,図2(イ)に示すように、1μs
の周期で送信トリガーパルスが生成される。従って、こ
の送信トリガーパルスに応答して、第1パルス発生器1
2から図2(ロ)に示すようにパルス波が発生され、方
向性結合器13aを介して送受信アンテナ13cから地
中へ放射される。送受信アンテナ13cから放射される
送信電波の繰り返し周波数は1Mz となる。地中での電波
の伝播速度は地質によって異なるが、例えば10cm/ns
とすれば、5mの深さからの反射波が戻るまでの時間は
100nsとなる。通常、ガス導管等の探査領域は地下5
m程度なので、1Mz の繰り返し周波数で十分である。こ
のようにして送られた波の地中からの反射波も、上記の
送受信アンテナ13cによって受信され、方向性結合器
13aを介して下手側へ送られる。この状態にあって、
常時、方向性結合器13aからの出力は継続的に行われ
ており、この出力には、上記パルス波により発生される
方向性結合器13aからの直線反射信号、バラン13b
からの直接反射信号、さらにはアンテナ13cからの直
接反射信号も出力される。このような信号を、図2
(ハ)に示した。同図に示すように、信号は、初期の比
較的振幅の大きな信号Aと、比較的遅く到達し、比較的
振幅の小さい信号Bとを含んでいる。信号Aは先に示し
た送受信部13を構成する機器からの直接反射波および
地表面の反射波からなっている。一方、信号部Bは地中
の例えばガス管等からの信号である。
The operation of the radar type underground exploration apparatus 1 having the above-described configuration will be described with reference to the time chart of FIG. As shown in FIG. 2A, the transmission trigger generator 11 generates 1 μs
A transmission trigger pulse is generated at a period of. Accordingly, in response to the transmission trigger pulse, the first pulse generator 1
2 to 2 (b), a pulse wave is generated and radiated from the transmitting / receiving antenna 13c into the ground via the directional coupler 13a. The repetition frequency of the transmission radio wave radiated from the transmission / reception antenna 13c is 1 Mz. The propagation speed of radio waves in the ground depends on the geology, for example, 10 cm / ns
Then, the time required for the reflected wave from the depth of 5 m to return is 100 ns. Normally, the exploration area such as gas pipeline is underground 5
m, a repetition frequency of 1 Mz is sufficient. The reflected wave from the ground of the wave transmitted in this way is also received by the transmission / reception antenna 13c and transmitted to the lower side via the directional coupler 13a. In this state,
At all times, the output from the directional coupler 13a is continuously output. The output includes a linear reflection signal from the directional coupler 13a generated by the pulse wave, a balun 13b.
, And a direct reflection signal from the antenna 13c. FIG. 2 shows such a signal.
(C). As shown in the figure, the signal includes an initial signal A having a relatively large amplitude and a signal B arriving relatively late and having a relatively small amplitude. The signal A is composed of a direct reflected wave from the device constituting the transmitting and receiving unit 13 and a reflected wave on the ground surface. On the other hand, the signal section B is a signal from the underground, for example, from a gas pipe.

【0017】遮断部遮断にあっては、送信トリガーパル
スに応答して第2パルス発生器52で生成された制御パ
ルスが波形成形器53により成形され、遅延回路54に
よって送信トリガーパルスの立ち上がりから所定時間の
遅れをもって高周波スイッチ51に送られる。そして、
送受信部13と受信信号処理部200との間に於ける信
号の、所定の遮断時間域に於ける遮断操作が行われる。
即ち、図2(ニ)に示すような、高周波スイッチ駆動ト
リガが形成され、これが高周波スイッチ51に送られて
図2(ホ)に示すような状態で高周波スイッチ51の開
閉操作が行われる。従って、受信信号処理部200に
は、図2(ハ)に示すように状態となっている送受信部
13からの出力のうち、その比較的初期の信号に対して
遮断・除去が完了した図2(へ)に示す状態の信号のみ
が送られる。
In the interruption of the interruption section, the control pulse generated by the second pulse generator 52 in response to the transmission trigger pulse is shaped by the waveform shaper 53, and the delay circuit 54 sets a predetermined time from the rise of the transmission trigger pulse. The signal is sent to the high-frequency switch 51 with a time delay. And
An interruption operation of a signal between the transmission / reception unit 13 and the reception signal processing unit 200 in a predetermined interruption time range is performed.
That is, a high-frequency switch drive trigger is formed as shown in FIG. 2D, and is sent to the high-frequency switch 51 to open and close the high-frequency switch 51 in a state as shown in FIG. Accordingly, the reception signal processing unit 200 outputs the relatively initial signal of the output from the transmission / reception unit 13 in the state shown in FIG. Only signals in the state shown in (f) are sent.

【0018】受信信号処理部200内に備えられる、図
2(ト)に示すSTC信号は、送信トリガーパルスのカ
ウントとともに段階的に増加する信号であり、この実施
形態では送信トリガーパルス1000回のカウントで最
低レベルの戻る。このSTC信号の信号レベルに対応し
て増幅器22の増幅率が変化するので、この増幅器22
は1msの周期で最低レベルの増幅率から最高レベルの増
幅率までを繰り返すことになる。この段階にあっては、
図2(ハ)に示す信号部位にあって、その振幅の大きな
部分に関しては、その信号が除去されているため、最高
レベルの増幅率まで増幅をおこなっても、信号が飽和す
ることはない。従って、本願のように、送受一体型の送
受信部を備えた構成を採用しても、所望の信号を良好に
抽出するとともに、地中にある減衰の大きな情報を適宜
増幅して、有用な地中情報を得ることができる。
The STC signal shown in FIG. 2G provided in the reception signal processing unit 200 is a signal that increases stepwise with the count of the transmission trigger pulse. In this embodiment, the number of transmission trigger pulses is counted 1000 times. At the lowest level back. Since the amplification factor of the amplifier 22 changes in accordance with the signal level of the STC signal,
Repeats from the lowest level amplification rate to the highest level amplification rate in a cycle of 1 ms. At this stage,
In the signal portion shown in FIG. 2 (c), since the signal is removed from the portion where the amplitude is large, the signal does not saturate even if amplification is performed up to the highest level of amplification factor. Therefore, even when a configuration including a transmission / reception integrated transmission / reception unit is employed as in the present application, a desired signal is satisfactorily extracted, and information having a large attenuation in the ground is appropriately amplified to obtain a useful ground. Inside information can be obtained.

【0019】サンプリングは、1μs の繰り返し周期で
受信されてくる反射波の受信信号1つに対して1つのサ
ンプリングゲートで行われる。最初のサンプリングゲー
トの時間位置は地表2に相当する時間軸の位置に設定さ
れており、以後送信電波の繰り返し周期毎に0.1nsず
つ遅れたポイントでサンプリングされる。つまり、n回
目のサンプリングはn−1回目のサンプリングから1μ
s +0.1ns 後に行われる。このサンプリングは1000
回行われる毎に再び最初のサンプリングポイントに戻
る。1000回のサンプリングで100nsの時間領域を
サンプリングしたことになり、これは地表2から5mの
深さの領域に対応し、ガス導管等の探査領域として十分
な領域である。また、サンプリング間隔が0.1nsであ
れば、マイクロは領域の反射波の波形を良好に復元する
ことができる。このように操作することにより、100
0個の反射波から1カ所づつサンプリングした信号を合
成して復元された反射波が形成できるが、この反射波の
表示周期は1μs *1000=1msであり、時間軸は1
000倍に引き延ばされる。このようにしておくと、低
分解能の表示部42で表示可能である。この構成では、
地表2近くの反射体から反射された反射波も、地表2か
ら離れた反射体から反射された反射波も、電波の地中で
の大きな減衰率にもかかわらず、STC信号による時間
に依存した増幅率の変更により、ほぼ等しいレベルで表
示され、探査評価を容易にしている。
Sampling is performed by one sampling gate for one reflected wave reception signal received at a repetition period of 1 μs. The time position of the first sampling gate is set at the position on the time axis corresponding to the ground surface 2, and thereafter sampling is performed at a point delayed by 0.1 ns every repetition cycle of the transmission radio wave. That is, the n-th sampling is 1 μm from the (n−1) -th sampling.
Performed after s + 0.1ns. This sampling is 1000
Return to the first sampling point again each time. This means that a time region of 100 ns was sampled by sampling 1000 times, which corresponds to a region having a depth of 5 m from the ground surface 2 and is a sufficient region for exploring a gas conduit or the like. If the sampling interval is 0.1 ns, the micro can satisfactorily restore the waveform of the reflected wave in the region. By operating in this manner, 100
The restored reflected wave can be formed by synthesizing the signals sampled one by one from the 0 reflected waves. The display cycle of the reflected wave is 1 μs * 1000 = 1 ms, and the time axis is 1
It is stretched 000 times. By doing so, the image can be displayed on the display unit 42 having a low resolution. In this configuration,
Both the reflected wave from the reflector near the ground surface 2 and the reflected wave from the reflector away from the ground surface 2 depended on the time by the STC signal despite the large attenuation rate of the radio wave in the ground. By changing the amplification factor, it is displayed at almost the same level, facilitating exploration evaluation.

【0020】これまでの説明において用いられた繰り返
し周波数やサンプリング間隔などの値に本発明は限定し
ているわけではなく、必要に応じて種々の値で実施可能
であることはいうまでもない。先に示した実施の形態で
は、増幅部50に於ける増幅率に係わらず、常に、初期
の信号を遮断する構成としたが、増幅部50に於ける増
幅率がある程度以上とあった場合にのみ、本願の遮断手
段を働かせる構成としてもよい。この場合にあっては、
増幅部50からの増幅率信号と受け、この増幅率信号が
所定の値より高い場合のみ、先に示した遅延回路54か
ら高周波スイッチ51への信号入力を許す構成としてお
けばよい。この構成の場合は高周波スイッチ51の負荷
を下げられる。
The present invention is not limited to the values such as the repetition frequency and the sampling interval used in the above description, and it goes without saying that the present invention can be implemented with various values as needed. In the above-described embodiment, the configuration is such that the initial signal is always cut off regardless of the amplification factor in the amplification unit 50. However, when the amplification factor in the amplification unit 50 is a certain level or more, Only the configuration may be such that the blocking means of the present application works. In this case,
The configuration may be such that a signal is received from the amplifying section 50 and the signal input from the delay circuit 54 to the high-frequency switch 51 is permitted only when the gain signal is higher than a predetermined value. With this configuration, the load on the high-frequency switch 51 can be reduced.

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

【図1】本発明によるレーダ型地中探査装置の一例を示
す機能ブロック図
FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a radar type underground exploration device according to the present invention.

【図2】図1によるレーダ型地中探査装置の動作を示す
タイムチャート図
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the radar type underground survey device shown in FIG. 1;

【図3】送受一体型の送受信部を備えた場合の出力
(イ)と、送受別体型の送受信部を備えた場合の出力
(ロ)との比較図
FIG. 3 is a diagram illustrating a comparison between an output (a) when a transmitting / receiving integrated transmitting / receiving section is provided and an output (b) when a separate transmitting / receiving type transmitting / receiving section is provided.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 送受信部 13c 送受信アンテナ 20 増幅部 50 遮断手段 51 高周波スイッチ Reference Signs List 13 transmitting / receiving section 13c transmitting / receiving antenna 20 amplifying section 50 blocking means 51 high-frequency switch

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の繰り返し周期でパルス波を発生す
るパルス発生器を備え、前記パルス発生器からのパルス
波を受け入れて地中へ放射するとともに、地中より戻っ
てきた反射波を受信する送受一体型の送受信部を備え、
前記送受信部で受信された前記反射波を受信信号処理部
へ送り、前記受信信号処理部において増幅処理を伴って
有用な地中情報信号を得るレーダ型地中探査装置であっ
て、 前記受信信号処理部に、前記パルス波による前記送受信
部自体からの反射信号である送受信部反射信号が入るの
を遮断する遮断手段が備えられているレーダ型地中探査
装置。
A pulse generator for generating a pulse wave at a predetermined repetition period; receiving a pulse wave from the pulse generator and radiating the pulse wave into the ground; and receiving a reflected wave returned from the ground. Equipped with an integrated transmission and reception unit,
A radar-type underground exploration device that sends the reflected wave received by the transmission / reception unit to a reception signal processing unit and obtains a useful underground information signal with an amplification process in the reception signal processing unit, wherein the reception signal A radar type underground exploration apparatus, wherein the processing unit is provided with a blocking unit that blocks a transmission / reception unit reflection signal which is a reflection signal from the transmission / reception unit itself due to the pulse wave.
【請求項2】 所定の繰り返し周期でパルス波を発生す
るパルス発生器を備え、前記パルス発生器からのパルス
波を受け入れて地中へ放射するとともに、地中より戻っ
てきた反射波を受信する送受一体型の送受信部を備え、
前記送受信部で受信された前記反射波を受信信号処理部
へ送り、前記受信信号処理部において増幅処理を伴って
有用な地中情報信号を得るレーダ型地中探査装置であっ
て、 前記送受信部と前記受信信号処理部との間に高周波スイ
ッチを備え、当該高周波スイッチにより前記パルス発生
器に於ける前記パルス波の発生時点から、所定の時間経
過する遮断時間域において、前記受信信号処理部へ信号
が入るのを遮断する遮断手段が備えられているレーダ型
地中探査装置。
2. A pulse generator for generating a pulse wave at a predetermined repetition period, receiving a pulse wave from the pulse generator and radiating the pulse wave into the ground, and receiving a reflected wave returned from the ground. Equipped with an integrated transmission and reception unit,
A radar-type underground exploration device that sends the reflected wave received by the transmission / reception unit to a reception signal processing unit and obtains a useful underground information signal with amplification processing in the reception signal processing unit, And a high-frequency switch between the reception signal processing unit and the reception signal processing unit in a cutoff time range in which a predetermined time has elapsed from a point in time when the pulse wave is generated in the pulse generator by the high-frequency switch. A radar type underground exploration device equipped with a blocking means for blocking a signal from entering.
【請求項3】 前記遮断手段による遮断操作が行われる
前記遮断時間域が、前記パルス発生器に於ける前記パル
ス波の発生時点から、当該パルス波に起因する前記送受
信部に備えられるアンテナ自体からの反射信号であるア
ンテナ反射信号が、前記高周波スイッチに到達する時点
までの時間域である請求項2記載のレーダ型地中探査装
置。
3. The cutoff time range in which the cutoff operation is performed by the cutoff means starts from the point in time when the pulse wave is generated in the pulse generator, and starts from the antenna itself provided in the transmitting and receiving unit due to the pulse wave. 3. The radar type underground exploration apparatus according to claim 2, wherein the antenna reflection signal, which is a reflection signal of the radar, is in a time range up to a time point when the antenna reflection signal reaches the high-frequency switch.
【請求項4】 前記遮断手段による遮断操作が行われる
前記遮断時間域が、前記パルス発生器に於ける前記パル
ス波の発生時点を遮断開始時点とし、遮断終了時点を可
変に構成されている請求項2記載のレーダ型地中探査装
置。
4. The shut-off time range in which the shut-off operation is performed by the shut-off means is configured such that the time at which the pulse wave is generated in the pulse generator is set as a cut-off start time and the cut-off end time is variable. Item 3. A radar type underground exploration device according to item 2.
【請求項5】 前記遮断手段による遮断操作が、前記増
幅器に於ける増幅率が所定の値より大きい場合にのみ行
われる請求項1〜4のいずれか1項記載のレーダ型地中
探査装置。
5. The radar type underground exploration apparatus according to claim 1, wherein the cutoff operation by the cutoff means is performed only when an amplification factor of the amplifier is larger than a predetermined value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010249715A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Japan Radio Co Ltd Probe radar antenna
CN102439487A (en) * 2009-05-16 2012-05-02 辛西娅·布尔多 Object locating system

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