JPS58135476A - 地下探査装置 - Google Patents
地下探査装置Info
- Publication number
- JPS58135476A JPS58135476A JP57016690A JP1669082A JPS58135476A JP S58135476 A JPS58135476 A JP S58135476A JP 57016690 A JP57016690 A JP 57016690A JP 1669082 A JP1669082 A JP 1669082A JP S58135476 A JPS58135476 A JP S58135476A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- antenna
- reflected
- underground
- variable gain
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は地中埋設物体を探査する地下探査装置に関す
るもでのある。
るもでのある。
置来、地中の物体を探査する手帳とし１、導電性の管に
交番電流を通じ、地上に生じる。誘導磁場の大会さｔ検
出器で検出して管の探査を行うものがある。とξろが、
このような手法は、管に交番電流を流す必要があり、そ
のため管に電線１＊続しな暴すればならず、管が導電体
であるとともに少くとも−Ｓが地表に露出している必要
があり、絶縁体の場合や全く地表に露出していない場合
にはその物体の探査は不可能であった。
交番電流を通じ、地上に生じる。誘導磁場の大会さｔ検
出器で検出して管の探査を行うものがある。とξろが、
このような手法は、管に交番電流を流す必要があり、そ
のため管に電線１＊続しな暴すればならず、管が導電体
であるとともに少くとも−Ｓが地表に露出している必要
があり、絶縁体の場合や全く地表に露出していない場合
にはその物体の探査は不可能であった。
一方、上記交番電流を流す手法とは別に、第１ＦｊＡ（
４）に示すようなパルス状の電波を地表から地中へ崗け
て発射し、地中から地表へ反射してくる電波の波形によ
り地中の物体を識別する手法、すなわち、パルス奮発射
してからもどってくるまての反射時間によりｌｆ！事を
知り、反射の強度により物体の大壷喜を知る手法がある
が、パルス電波を使用するため、パルス電波の特質とし
て単−周波数のみでなく第１図＜Ｂｌに示すように広ｉ
＃ｌ波数の範８にわたるスペクトラムを有し、増幅器お
よびアンテナが広帯域の特性ｔもっ必要がある。まえ、
地中における電波の減衰がかなり大きいので、深さが大
会くなると、反射波の強度が著しく低くなるので、反射
波の時間経過とともに深度が大きくなり、反射波も強度
が低くなるからその短時間の関に増幅器の感度を自動的
に変える必要があるもどのように高速て感度を変えるこ
とは回路構成上容易ではなかった。特に、１ンテナとし
てはスロット型あるいはタ１ｇスダイポール型等の数十
国平方程度の大きさのものを必要とし、アンテナが大型
化するという問題がある。また、アンテナが広帯域で大
型であるため、アンテナ自体の指向性も悪くなり、目標
以外の物体の影響が大きいという問題がある。
４）に示すようなパルス状の電波を地表から地中へ崗け
て発射し、地中から地表へ反射してくる電波の波形によ
り地中の物体を識別する手法、すなわち、パルス奮発射
してからもどってくるまての反射時間によりｌｆ！事を
知り、反射の強度により物体の大壷喜を知る手法がある
が、パルス電波を使用するため、パルス電波の特質とし
て単−周波数のみでなく第１図＜Ｂｌに示すように広ｉ
＃ｌ波数の範８にわたるスペクトラムを有し、増幅器お
よびアンテナが広帯域の特性ｔもっ必要がある。まえ、
地中における電波の減衰がかなり大きいので、深さが大
会くなると、反射波の強度が著しく低くなるので、反射
波の時間経過とともに深度が大きくなり、反射波も強度
が低くなるからその短時間の関に増幅器の感度を自動的
に変える必要があるもどのように高速て感度を変えるこ
とは回路構成上容易ではなかった。特に、１ンテナとし
てはスロット型あるいはタ１ｇスダイポール型等の数十
国平方程度の大きさのものを必要とし、アンテナが大型
化するという問題がある。また、アンテナが広帯域で大
型であるため、アンテナ自体の指向性も悪くなり、目標
以外の物体の影響が大きいという問題がある。
したがって、この発明の目的は、絶縁性の物体や全く地
表に露出していない物体をも探査することかで壷、かつ
アンテナを小型化で會るとともに指向性【良＜シ、シか
も回路構成上容易く物体を探査することができる地下探
査装置を提供する仁とである。
表に露出していない物体をも探査することかで壷、かつ
アンテナを小型化で會るとともに指向性【良＜シ、シか
も回路構成上容易く物体を探査することができる地下探
査装置を提供する仁とである。
この発明の一実施例の地下探査装置を図面に基づいて説
明する。すなわち、この地下探査装置は、第２図に示す
ように、例えば５００ＭＨｚ（周期２ ｎ５ｅｃ ）の
高周波発生Ｉｌｌと、高周波発生Ｉ！ｌより供給さ祭６
嫌送ａｔ入力される信号ｔ”ｅＦＭＦＭ変調“変調ｌＩ
２と、このＦＭ変調ＩＩ２より出力される被変調＃Ｌ會
増幅１１３に介して地表４から地中５へ向って放射する
送信アンテナ６と、前記地中５ｔｌＣｆＩｉＩｎた物体
７に反射専れて地表４□にもどってきた前記被変ｆＩＡ
波の反Ｉｔ波を受信する受信アンテナ８と、この受信ア
レテナ８で受信された前記被変調門の反射＃Ｌｆ：増幅
器９を介してＦＭ復調するＦＭ復調１１１９と、このｒ 輻する可変利得増幅１１１１と、この町変利得増′幅ｍ
１ｌｌの出ｍｔ直流変換し変換直流電圧に応じて前記可
変利得増幅ｍ１１１の利得を１制御し前記可変利得増幅
ｌ１１１の出力振幅を一定にする検波＠１２と、前記可
変利得増幅ｓｌｌの出力のうちの所定局波歇威分を通過
させて前記ＦＭ変調器２に前記−９証として入力するこ
とにより前記所定周波数における帰還ループ會形成する
電圧制御パンドパルタ１３に制御電圧として第３図（Ａ
）Ｋ示すような周期１ｍ５ｅｃの鋸歯状波電圧を印加す
ることにより前記電圧１１ＪＩＩバンドパスフイルタ１
３の通過周波数を第３！！！１（Ｂ）および第４図に示
すよ？′一定周期毎ＫＩＩｌｔｈ返し変化させる鋸肯状
波電圧発生１４１４とを備え、前記帰還ループに発振が
生じ友と赤の前記電圧１１１ｊ御パンドバスフイｋｆｉ
１３の通過周波数値、すなわち、前記電圧制−パンド
パスフィルタ１３に印加される制御電圧で前記物体７の
埋設深度を検出するとともに１前記□可変利得増幅１ｕ
ｌｌの利得、すなわち前記検波！！１２の出力電圧で１
結物体７の大きさを検出するようにしている。この場合
、送信アンテナ６から電波が放射され、物体７で反射し
て受信アンテナ８で捕えられ、増幅！！９゜ＦＭ復ｉｌ
ｌ＠１０．可変利得増幅＠１１．電圧劃−バンドパスフ
ィルタｌ ３ 、 ＦＭ変調器２，１１１ｍ器３と帰還
ループを一巡するのに要する時間と、電圧制御バンドパ
スフィルタ１３ｖｒ通過する周波数より決まる周期とか
ほぼ一飲すると、上記帰還ループで発振が生じ、送信ア
ンテナ６から出る電波が帰還ループ内で発生した発振周
波数で変調を受けることになる。
明する。すなわち、この地下探査装置は、第２図に示す
ように、例えば５００ＭＨｚ（周期２ ｎ５ｅｃ ）の
高周波発生Ｉｌｌと、高周波発生Ｉ！ｌより供給さ祭６
嫌送ａｔ入力される信号ｔ”ｅＦＭＦＭ変調“変調ｌＩ
２と、このＦＭ変調ＩＩ２より出力される被変調＃Ｌ會
増幅１１３に介して地表４から地中５へ向って放射する
送信アンテナ６と、前記地中５ｔｌＣｆＩｉＩｎた物体
７に反射専れて地表４□にもどってきた前記被変ｆＩＡ
波の反Ｉｔ波を受信する受信アンテナ８と、この受信ア
レテナ８で受信された前記被変調門の反射＃Ｌｆ：増幅
器９を介してＦＭ復調するＦＭ復調１１１９と、このｒ 輻する可変利得増幅１１１１と、この町変利得増′幅ｍ
１ｌｌの出ｍｔ直流変換し変換直流電圧に応じて前記可
変利得増幅ｍ１１１の利得を１制御し前記可変利得増幅
ｌ１１１の出力振幅を一定にする検波＠１２と、前記可
変利得増幅ｓｌｌの出力のうちの所定局波歇威分を通過
させて前記ＦＭ変調器２に前記−９証として入力するこ
とにより前記所定周波数における帰還ループ會形成する
電圧制御パンドパルタ１３に制御電圧として第３図（Ａ
）Ｋ示すような周期１ｍ５ｅｃの鋸歯状波電圧を印加す
ることにより前記電圧１１ＪＩＩバンドパスフイルタ１
３の通過周波数を第３！！！１（Ｂ）および第４図に示
すよ？′一定周期毎ＫＩＩｌｔｈ返し変化させる鋸肯状
波電圧発生１４１４とを備え、前記帰還ループに発振が
生じ友と赤の前記電圧１１１ｊ御パンドバスフイｋｆｉ
１３の通過周波数値、すなわち、前記電圧制−パンド
パスフィルタ１３に印加される制御電圧で前記物体７の
埋設深度を検出するとともに１前記□可変利得増幅１ｕ
ｌｌの利得、すなわち前記検波！！１２の出力電圧で１
結物体７の大きさを検出するようにしている。この場合
、送信アンテナ６から電波が放射され、物体７で反射し
て受信アンテナ８で捕えられ、増幅！！９゜ＦＭ復ｉｌ
ｌ＠１０．可変利得増幅＠１１．電圧劃−バンドパスフ
ィルタｌ ３ 、 ＦＭ変調器２，１１１ｍ器３と帰還
ループを一巡するのに要する時間と、電圧制御バンドパ
スフィルタ１３ｖｒ通過する周波数より決まる周期とか
ほぼ一飲すると、上記帰還ループで発振が生じ、送信ア
ンテナ６から出る電波が帰還ループ内で発生した発振周
波数で変調を受けることになる。
このと會のｉ＆振周周波がわかれは、物体７の深度を推
定することがで會る。これは、帰還ループを一巡するの
Ｋｌｌする時間が送信アンテナ６から出て受信アンテナ
８に入る家での時間と電気回路内での時間との和であり
、−後者は一定であり、前者は一体１の深度に比例する
からである。
定することがで會る。これは、帰還ループを一巡するの
Ｋｌｌする時間が送信アンテナ６から出て受信アンテナ
８に入る家での時間と電気回路内での時間との和であり
、−後者は一定であり、前者は一体１の深度に比例する
からである。
また、そのと會の可変利得増幅＠１１の利得を知れば物
体フの大きさがほぼ推定できる。すなわち、利得が小さ
いと会は物体７が大きく、利得が大会いと壷は物体７が
小さいと判断できるＯこれは、物体７が大きい程反射量
が多く、可変利得増幅ｌ１ｌｉ１１の出力レベルを一定
レベルにもちあげるのに必要な利得を小さくできるから
である。
体フの大きさがほぼ推定できる。すなわち、利得が小さ
いと会は物体７が大きく、利得が大会いと壷は物体７が
小さいと判断できるＯこれは、物体７が大きい程反射量
が多く、可変利得増幅ｌ１ｌｉ１１の出力レベルを一定
レベルにもちあげるのに必要な利得を小さくできるから
である。
なお、一体７が存在しないときは、反射が生じず、帰還
ループに発振が生じず、可変利得増幅器１１の利得も最
大となる。
ループに発振が生じず、可変利得増幅器１１の利得も最
大となる。
この状況を示し友のが第６図であり、同図ｃＡ）Ｆｉ物
体７＾、７Ｂ、７Ｃの埋設例を示し、同図（８）が各物
体に対応゛して得られる信号波形で、縦軸は物体７Ａ、
７Ｂ、７ＣのＳ殴深度を示し、横軸は各物体７Ａ、７Ｂ
、７Ｃの大きさｔ示している。この第Ｓ図俤）の波形を
得るＫは、前記検波器１２の出力電圧および前記鋸歯状
波電圧発生器１４の出力電圧ｔｃＲ７１５に横軸入力お
よび縦軸入力として加えれによい。
体７＾、７Ｂ、７Ｃの埋設例を示し、同図（８）が各物
体に対応゛して得られる信号波形で、縦軸は物体７Ａ、
７Ｂ、７ＣのＳ殴深度を示し、横軸は各物体７Ａ、７Ｂ
、７Ｃの大きさｔ示している。この第Ｓ図俤）の波形を
得るＫは、前記検波器１２の出力電圧および前記鋸歯状
波電圧発生器１４の出力電圧ｔｃＲ７１５に横軸入力お
よび縦軸入力として加えれによい。
地中における電波の伝播速度は、土壌の導電率および誘
電率によって興なり、空中の場合の数分１１
１ の１であり、−〜−とされているが、弁子である７ と仮定し、物体７の深さをＲａｍ、回路内での時間ｔ
Ｔ０ｎ５ｃとすると、発振周波数ｆＦｉとなる。Ｔｏｔ
５０ｎｓｃとすると、発振周波数ｆＦｉ深さＲＫ対して
次表のようになる。
電率によって興なり、空中の場合の数分１１
１ の１であり、−〜−とされているが、弁子である７ と仮定し、物体７の深さをＲａｍ、回路内での時間ｔ
Ｔ０ｎ５ｃとすると、発振周波数ｆＦｉとなる。Ｔｏｔ
５０ｎｓｃとすると、発振周波数ｆＦｉ深さＲＫ対して
次表のようになる。
さて、電圧制御パントノ（スフ４ ｉｒ ｌ ｌ ３の
通過周波数を間期鈎に鍋歯状変化害せ１士いうことは、
地中ｓｔｅｍ方向に走査することであり、地中ＳＫ物体
１があると反射によりその深度に対応する周波数で発振
が生じて物体７を検知で會ることＫなる。すなわち、Ｔ
Ｏが５Ｏ１１ｓＩＣで、通過周波数がｆｌ（＝ ２０Ｍ
１ｉｓ を同期！！ Ｏａｍ ）のと壷は、第３ｗＡ（
Ｃ）の−〇、帰還ループで発振が生じ、通過周波数’４
１５ ｆ ２（＝ｌ＆７ＭＨｚ！周期＠ ｏ ａｕｇ
）のときは第３図（Ｃ）の実線Ａ２で示すように地中５
の５０ｃｍの深さに物体７ｂがあってアンテナとの間で
電波が往復すれは（往復時間ｓ ＝１ ’ ａ累）、発
振が生じ、通過周波数が１３ （＝ １４．３ ＭＨｓ
：周期７０ｍ旗）のときは、第３ｔ＠Ｉ（Ｃ）の実線
Ａ３で示すように地中５の１００６１１の深さに物体７
Ｃがあってアンテナとの間で電波が往復すれ＃ｆ＜往復
時間” ＝ ２０ ＊ｗｃ ） 、発振が生じる。
通過周波数を間期鈎に鍋歯状変化害せ１士いうことは、
地中ｓｔｅｍ方向に走査することであり、地中ＳＫ物体
１があると反射によりその深度に対応する周波数で発振
が生じて物体７を検知で會ることＫなる。すなわち、Ｔ
Ｏが５Ｏ１１ｓＩＣで、通過周波数がｆｌ（＝ ２０Ｍ
１ｉｓ を同期！！ Ｏａｍ ）のと壷は、第３ｗＡ（
Ｃ）の−〇、帰還ループで発振が生じ、通過周波数’４
１５ ｆ ２（＝ｌ＆７ＭＨｚ！周期＠ ｏ ａｕｇ
）のときは第３図（Ｃ）の実線Ａ２で示すように地中５
の５０ｃｍの深さに物体７ｂがあってアンテナとの間で
電波が往復すれは（往復時間ｓ ＝１ ’ ａ累）、発
振が生じ、通過周波数が１３ （＝ １４．３ ＭＨｓ
：周期７０ｍ旗）のときは、第３ｔ＠Ｉ（Ｃ）の実線
Ａ３で示すように地中５の１００６１１の深さに物体７
Ｃがあってアンテナとの間で電波が往復すれ＃ｆ＜往復
時間” ＝ ２０ ＊ｗｃ ） 、発振が生じる。
なお、アンテナから地表型での距離Ｆｉ図では大会いが
、夷＠ＫＦｉかなり小さり、ノンテナから地表までの伝
播時間は無視できる。
、夷＠ＫＦｉかなり小さり、ノンテナから地表までの伝
播時間は無視できる。
このようＫＩｌｌｖＬシｔｔ−果、あらゆる深度にある
物体７を自動的に探査することがで會る。また、搬送波
の周波数ｔ５００ＭＨ１と非常に高くしたたへ帯域も狭
くてよく、送信アンテナ６および受信アンテナ８を小型
圧して指向性を良くすることかで童、目標以外の物体の
影響を少くできる。送信アンテナ６および受信アンテナ
８としては、通常の指向性會もつ十波長のダブレットア
ンテナ等を用いることができる。
物体７を自動的に探査することがで會る。また、搬送波
の周波数ｔ５００ＭＨ１と非常に高くしたたへ帯域も狭
くてよく、送信アンテナ６および受信アンテナ８を小型
圧して指向性を良くすることかで童、目標以外の物体の
影響を少くできる。送信アンテナ６および受信アンテナ
８としては、通常の指向性會もつ十波長のダブレットア
ンテナ等を用いることができる。
また、Ｉｖ変利得増幅＠１１の利得は従来のように短時
間内に変化させる必要はなく、回路構成も容易である。
間内に変化させる必要はなく、回路構成も容易である。
なお、実施例では、電圧制御バンドパスフイルタ１３の
遥遥同波歇を周期１ｍｍｇで鋸歯・状に変化さ曽て地中
５Ｖｒｉｌ！宴方向く走査し、地中ＳＫ物体７が存在す
れｄその反射により対応する周波数で発振を生じるよう
に構成していたが、電圧制御バンドパスフィルタ１３の
遥遥同波数ｔｍ定することＫより深度を指定して物体７
の探査を行うこともで會る。
遥遥同波歇を周期１ｍｍｇで鋸歯・状に変化さ曽て地中
５Ｖｒｉｌ！宴方向く走査し、地中ＳＫ物体７が存在す
れｄその反射により対応する周波数で発振を生じるよう
に構成していたが、電圧制御バンドパスフィルタ１３の
遥遥同波数ｔｍ定することＫより深度を指定して物体７
の探査を行うこともで會る。
以上のように、この発明によれば、絶縁性の物体や全く
地表に露出していない物体をも探査することかで会、か
つアンテナを小空化できるとと−に指向性を良クシ、シ
かも回路構成上客８に物体を探査することかで會るとい
う効果がある。
地表に露出していない物体をも探査することかで会、か
つアンテナを小空化できるとと−に指向性を良クシ、シ
かも回路構成上客８に物体を探査することかで會るとい
う効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （、）高周波−＊ｓａ、ｍ□７．−０供□れる縁送波を
入力される信号波でＦＭ変−す１ｔ＊ｇｓｓと、このＦ
Ｍ変調ｌより出力される被変調□ 、
′ａｔ亀表から地中へ向って款
討する送信アンテナと、前記地中に埋設した物体に反射
されて地表にもどって會た前記被変調腹の反射波管受信
する一信アンテナと、−の受信アンテナで受信された１
記被変調波の反射ｔｔＦＭ復調するＦＭ復調器と、この
ＦＭ復調器の復調ｔｔ−増幅する可変利得増幅１１ 器と、このｓｉ［利得増幅器の出力を直流変換し変換直
流−圧ＫＥじて前記可変利得増幅器の利得を制御し前記
可変利得増幅器の出力振幅【一定にする検波器と、前記
可変利得増幅器の出力のうちの所定周波歇威分を通過さ
せて前記ＦＭ変調ＩＩＫ前配信号波として入力すること
Ｋより前記所定周波数における帰還ループを形成するバ
ンドパスフィルタさせるフィルタ通過周波数可変手段と
ｔ備え、前艷帰道ループに発振が生じたど會の前記バン
ドパスフィルタの通過周波数値で前記物体の埋−深度を
検出するとともに前記検波器の出力電圧で前記物体の大
１′さを検出するようｋした地下探査装置。 パスフィルタであって、前記フィルタ通過１１ｍ歇可変
参段ｄ前配電圧制御バンドパスフィルタに制−電圧とし
て鍋歯状波電ＥＥｔ印加することにより前記電圧−御パ
ンドパスフィルタの通過周波数を一定同期毎に繰返し変
化させる餓歯状波電圧発生器である特許請求の範囲第（
１）項記載の地下探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57016690A JPS58135476A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 地下探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57016690A JPS58135476A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 地下探査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135476A true JPS58135476A (ja) | 1983-08-12 |
Family
ID=11923295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57016690A Pending JPS58135476A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 地下探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135476A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6073485A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Koden Electronics Co Ltd | 地中探査装置 |
| JPH0423534A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Sekiyu Kodan | Ｍｗｄ用伝送方式 |
-
1982
- 1982-02-03 JP JP57016690A patent/JPS58135476A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6073485A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Koden Electronics Co Ltd | 地中探査装置 |
| JPH0347474B2 (ja) * | 1983-09-30 | 1991-07-19 | Koden Electronics Co Ltd | |
| JPH0423534A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Sekiyu Kodan | Ｍｗｄ用伝送方式 |
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