JPS6175607A - 埋設物探査用分離平行型アンテナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ・産業上の利用分野 本発明は、電波を利用して地上から非破壊で地中に埋設
されたガス管、水道管等の探査や舗装検査等を行なう際
に使用される埋設物探査用分離平行型アンテナに関する
ものである。

・従来例の構成とその問題点 地中探査レーダーのアンテナには、最も単純な構成とし
て、送、受分離の平行型アンテナが用いられている。

ところで、地中の電波の減衰は非常に大きく、また地上
のアンテナと大地（舗装等を含めて）とのマツチング（
整合）が悪いため、受信アンテナで受信される地中の探
査物標からの反射エコーは非常に小さい。それに反して
、送信アンテナから放射され、直接或いは地表面で反射
して受信アンテナで受信される信号（地表波と呼ぶ）は
、地中物標からの反射エコーに比較して第３図に示すよ
うに非常に大きい。

このため、地表波と物標からの反射エコーとを判別でき
ないか、しにくい場合があり、その改善が要望されてい
る。

・本発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を改善すべく提案されるも
ので、大きな地表波を軽減するために、送・受画アンテ
ナの側方利得（送・受画アンテナの方向利得）を下げ、
指向特性を改善して、物標からの反射エコーを明瞭にす
ることが目的である。

・本発明の構成 本発明は、上記目的を達成するために、送信用広帯域ア
ンテナ１及び受信用広帯域アンテナ２のアンテナ端ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ（７）うち、ｃ−ｄ聞及び
ｅ−ｆ間を抵抗線・Ｒ−１及びＲ−２で夫々電気的に接
続し、又は更に加えてａ−す聞及びｇ−ｈ間に抵抗線Ｒ
−３、Ｒ−４にて接続し、更には送・受画アンテナのア
ンテナ素子上にフェライト等の電波吸収材を装着或いは
塗布した分離平行型アンテナを提案する。

上記のように１分離子行型アンテナにおいて、ｃ−ｄ間
及びｅ−ｆ間を抵抗線Ｒ−１及びＲ−２で電気的に接続
すると、送信アンテナｌから受信アンテナ？へ向う電波
の一部は、抵抗線Ｒ−１、Ｒ−２に吸収されると共にこ
の吸収されたエネルギーの一部は抵抗で消費される。そ
して、消費されなかった残りのエネルギーは、抵抗線Ｒ
−１、Ｒ−２から再放射され、この再放射された電波は
、入射電波に対して干渉作用を生じて、受信アンテナ２
方向に陰を生じる。

この結果、送信アンテナ１は、受信アンテナ２方向に利
得を有しなくなり、一方墳中方向への利得は殆んど変化
しないので、指向特性が大巾に改善される。第４図は上
記本発明を実施した場合の受信波形を示し、第３図に示
す地表波は殆んど消滅し、物標からの反射エコーが明瞭
になっている。

又、フェライト等の電波吸収材３は、その電波吸収特性
により、送信アンテナ１から上方に放射される電波の一
部を吸収し、受信アンテナ２に上方から入る電波の一部
を吸収する。

この結果、上方利得が下がり、側方指向性がその影響で
小さくなる。

以上、抵抗線Ｒ−１、Ｒ−２（及びＲ−３，Ｒ−４）及
び電波吸収材３の作用により側方指向利得が軽減され（
送信アンテナｌから受信アンテナ２方向、受信アンテナ
２から送信アンテナ１方向の両側方への指向性が小さく
なる）、一方墳中物標方向への利得は殆んど変化を受け
ない。

これにより、送信アンテナ１から受信アンテナ２方向へ
伝わる地表波が軽減され、地中方向へ放射され、地中か
ら反射してぐる物標反射信号のレベルは殆んど変化せず
に受信できるようになる。

・実施例 第１．２図は上記本発明の実施例を示し、ｌは全長５０
ｃｍ、端辺２０ｃｓ＋の三角グイポール型送信アンテナ
にして、給電インピーダンスは２００Ωで、素子間隔は
２５ｃｍである。

なお、受信アンテナ２の構成も上記送信アンテナｌと同
じである。

Ｒ−１は、送信アンテナ１のアンテナ端ｃ−ｃｔ間に接
続された抵抗線にして、この抵抗線Ｒ−１は、リード線
５に１００Ωの金属皮膜抵抗体４を３個取り付け、端子
間抵抗を３０００に設定したものである。

Ｒ−２は、受信アンテナ２のアンテナ端子ｅ−ｆ間に接
続された抵抗線にして、送信アンテナ１゛　側と同じよ
うに端子間抵抗を３００Ωに設定しである。

なお、Ｒ−３及びＲ−４は上記抵抗線Ｒ−１及びＲ−２
と同じ条件でアンテナ端子ａ−ｂ聞及びｇ−ｈ間に接続
した抵抗線であるが、この抵抗線Ｒ−３、Ｒ−４は必ず
しも接続する必要はなｌ、％が、接続した方がより効果
的である。

３は、送φ受信アンテナ１．２のアンテナ素子上に装着
したフェライトにして、このフェライトはＬＯＯＸ１０
０ＸＩＯａ＋ｍεから成る焼結板にして、軽蚤化のため
に給電部６に近い位置にのみ装着されている。

次に、上記実施例についてその作用及び効果を理論式に
より説明する。

送信アンテナ１と抵抗線Ｒ−１は同一平面内に置かれて
いる。

そして、右方向に受信アンテナ２が置かれている。

送信アンテナ１の自己インピーダンス　ＺＨ抵抗線の自
己インピーダンス　　　　　Ｚｕ送信アンテナ１、抵抗
線Ｒ−１相互 インピーダンス　　　　　　　　　　　　Ｚ１□を用い
て回路関係式は。

抵抗線Ｒ−１における電流は以下のように算出でよって
受信アンテナ２方向で観測される電界は次（３）式から
れかる通り受信アンテナ？方向の電界は送信アンテナｌ
の出力（１１に関する量）と抵抗線Ｒ−１の自己インピ
ーダンスＺ２２と送信アンテナｌと抵抗線Ｒ−１の相互
インピーダンスによって決まり、受信アンテナ１方向に
シールド効果を持つためには、Ｚ１□と２２２がほぼ同
程度の大きさを持つこと（符号を含めて）が必要である
。

２１２′！′Ｚ２２ が受信アンテナ２方向の利得を下げる条件であるから、
これらの計算に基づいて抵抗１Ｒ−１の抵抗値等を決定
することとなる。

次に本発明の構造を持つ平行型アンテナを用いた抵抗線
の抵抗値の変化に対する表面波軽減の効果の関係を実験
した結果を第５図に示す。

この結果から。

（１）装着する抵抗線の抵抗値は、２００Ω〜３００Ω
程度が適していることがわかる。

（２）またフェライト板の装着による表面波軽減の効果
は、抵抗値の変化によらず一定の割合であられれている
。フェライト板の装着効果が大きいことがわかる。

（３）パイプ反射エコーは抵抗値の変化、フェライト板
の有無によってほとんど変化していない。これは地中方
向への特性が変化していないことを示している。

本発明の効果　　　　　　　　　　　　　　　　　４゜
本発明は以上のように、送信アンテナ１及び受信アンテ
ナ２のアンテナ端子ｃ−ｄ聞及びｅ−ｆ間に抵抗線Ｒ−
１及びＲ−２を接続したので、この抵抗線Ｒ−１及びＲ
−２が送信アンテナｌから受信アンテナ２へ向う電波の
一部を吸収して消費し、更に消費されなかった電波は抵
抗線Ｒ−１、Ｒ−２から夫々放射され、この再放射され
た電波は入射電波に対して干渉を行ない、この作用によ
り受信アンテナ２方向に陰を作る。

この結果、送信アンテナ１は受信アンテナ２方向に利得
を生じなくなり、一方墳中方向への利得は殆んど変化し
ないので、指向特性が改善される。よって、目標物標か
らの反射エコーが明瞭となる。

又、送・受信アンテナｌ、２のアンテナ素子上に電波吸
収材３を装着することにより、送信アンテナｌから上方
に放射される電波と受信アンテナ２に対して上方から入
る電波を吸収して、上方利得を下げ、更に指向性を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分離平行型アンテナの実施例を示
す平面図、第２図は第１図のアンテナに電波吸収材を装
着した状態の平面図、第３図は従来の探査波形図、第４
図は本発明による探査波形図、第５図は抵抗線及びフェ
ライト装着の信号レベルを示すグラフである。 ｌ・・・・・・送信アンテナ、２・・・・・・受信アン
テナ、３・・・・・・フェライト、４・・・・・・抵抗
、５・・・・・・リード線、Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３、
Ｒ−４・・・・・・抵抗線。 第１図 第２図 地表波 第４図 地表波 −物標からの反射エコー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信用広帯域アンテナ１及び受信用広帯域アンテナ
   ２のアンテナ端ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈのうち
   、ｃ−ｄ間及びｅ−ｆ間を抵抗線Ｒ−１及びＲ−２にて
   夫々電気的に接続して成る埋設物探査用分離平行型アン
   テナ。 ２、抵抗線Ｒ−３、Ｒ−４をａ−ｂ間及びｇ−ｈ間に接
   続して成る特許請求の範囲第１項記載の埋設物探査用分
   離平行型アンテナ。 ３、送信用広帯域アンテナ１及び受信用広帯域アンテナ
   ２のアンテナ素子上に電波吸収材３を装着又は塗布して
   成る特許請求の範囲第１項記載の埋設物探査用分離平行
   型アンテナ。