JPS6190072A

JPS6190072A - 地中物体の画像化装置

Info

Publication number: JPS6190072A
Application number: JP59212377A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Ueno; 圭一上野; Noriyoshi Osumi; 規由大隅
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-10-09
Filing date: 1984-10-09
Publication date: 1986-05-08

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、電波を用いて地中物体の画像化を行う装置に
関するものである。更に詳細には、２つの直交する偏波
成分を有する電波を地中に送信し、埋設物体によって反
射された信号の、互いに直交な関係にある偏波成分を多
重検出し、これを用いＴ地中物体の画像化を行う画像化
装置に関するものである。

〔従来技術〕

電波を用′いて、地中物体からの反射信号を収集し、地
中物体を画像化する装置としては従来第１０図に示ずも
のが提案されている。これは、空中で各種の用途に用い
られるパルスレーダの原理に基づくものであるが、埋設
物までの距離が一般に近いので距離測定における分解能
をあげるため、空中のレーダよりはるかに幅の狭い、高
々数ナノ秒のパルス幅をもつインパルス状の信号が用い
られている。インパルス信号は、周知のように極めて広
い周波数帯域をもっており、周波数帯域幅に、比例した
距離分解能が期待できることは良く知られている。また
、従来の装置で用いられているアンテナは、同一のアン
テナを送信と受信とを切替えて用いる構成としたり、あ
るいは送信用と受信用のアンテナを分離する構成にした
りしているが、いずれにしても、送信アンテブから直線
偏波した信号を送信し、これと平行な直線偏波特性をも
つ受信アンテナで、送信された直線偏波と偏波面の平行
な唯一の偏波成分を収集してパルスエコー像を描くよう
に構成されていた。

偏波信号の利用形態の面からみると、送受を同！　　　
　　−とした場合も分離する場合も本質的差異はないの
で、以下送受に同一のアンテナを用いた例について従来
技術を説明し、問題点を明らかにする。

第１０図（田において、パルス送信機１で発生したイン
パルス状の電気信号が、送信状態と受信状態を切替える
は能を有するＴ／Ｒスイッチ２を通り、直線漏波特性を
有する広帯域アンテナ３に給電され、アンテナ３は地中
に向けてインパルス状の電波信号４を放射する。電波信
号４は、第１０図（ｂ＋に示ずよ゛うにアンテナ３を構
成する導体３ａによって定まる偏波面をもつ直線偏波と
して地中を進行し、地中の物体５で反射され、反射信号
４ａとして再びアンテナ３に至り、ここで導体３ａと平
行な直線偏波成分のみが検出されて電気信号に変換され
、受信状態に切替えられたＴ／Ｒスイッチ２を通って受
信線８に達し、増幅等を施されて波形データとなり、デ
ータ記録部９に記録される。さらに必要に応じてグラフ
ィックレコーダ等の画像表示器１０に表示される。この
ような構成でアンテナ３を移動手段７によって移動しつ
つ、一定間隔毎に反射波形を測定し、これを順次表示し
てゆけば、波形群を国き並べた形式のパルスエ」−像が
得られることになる。

ところが、上記の従来の装置では、以下の問題が生ずる
ことは明らかである。たとえば、地中において探知した
い標的の代表的なものと考えられる埋設管を想定すると
、埋設管の方位が観測に用いる直線偏波面と直交してい
ると反射が著しく小さくなり検出できなくなる。さらに
、たまたま検出可能な方位で物体が存在したとしても、
埋設管以外たとえば地層６からの反射信号４ｂ、あるい
は目的物以外からの不要な反射信号が多数重畳してくる
ので、必要な信号のみを抽出することは困難となる。

一方、探知したい対象を埋設管に限定し、地層６や地表
などからの不要な反射の重畳という問題を軽減するため
第１０図（Ｃ）に示すように、１つの送信用のダイポー
ルアンテナ３ｂと、１つの受信用のダイポールアンテナ
３Ｃとを直交配置したいわゆるクロスダイポールアンテ
ナ３′を用いる方法が、たとえば八、Ｃ，［：ｂｅｒｌ
ｃらによって、ＴｒａｎＳｐＯｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅ
ａｒｃｈ　Ｒｅｃｏｒｄ、４６３１．ｐｐ４７−５２．
１９７７（ＵＳへ）に示されている。上記文献に記載さ
れた装置は、一定の偏波面をもつ唯一の直線偏波を送信
波として用い、これと直交する唯一の偏波成分のみを選
択的に検出するように構成され、直交偏波成分を生じな
い平面的な反射体、たとえば地表面や地層面などから発
生する不要信号を低減することをねらいとしたものであ
り、埋設管５の方位に対して偏波面が、第１０図（Ｃ）
に示すように４５°の向きとなるとき直交偏波成分が最
も大ぎくなることを利用している。しかしながら、もと
もと埋設物体５の位置や方位が未知の物体について探査
を行うわけであるから、予め４５°の方向に偏波面を設
定して探査を行うことは不可能であるとともに、埋設管
の方位が送信あるいは受信アンテナの偏波面と直交して
いる場合には、信号の検出が原理的に不可能になるとい
う欠点がある。さらに、広帯域信号を用いたとき信号の
全帯域にわたって、除去したい平行偏波成分を十分低い
レベルに押えることは惨めで困難であり、十分な効果が
発揮しえなかった。また線状の埋設管すなわち直交偏波
成分を強く発生しうる物体を探査するときのみ、−定の
効果が期待できるものであるが、土木工事などに際して
探査が必要とされる物体の中には、比較的曲率の大きい
管路や、平面に近く直交漏波成分を顕茗には生じない対
象もあり、これらを探知できないアンテナとなっていた
点は大きな問題であるといわざるを得ない。

埋設管のような異方向の強い物体に対する探査性能上の
問題点に対処すべく、クロスダイポールアンテナをは械
的に回転させたり、２組のクロスダイポールアンテナを
４５°ずらして放射状に組合せ、電気的に直線偏波の偏
波面を４５°毎に回転させて各測定点毎に受信アンテナ
からの出力が最大となる方位を見つけながら信号の収集
を行うという方法は、当業者なら容易に考えうる所であ
り、また実際、前出のＥｂｅｒｌｃ氏の論文あるいは特
願昭５８−１５８７６号においても記述されている所で
ある。

しかし、これらの方法に則して装置を構成すると、改械
的回転方式では、アンテナを回転駆動するため装置の構
成が複雑となったり、１測定点毎にアンテナを回転させ
つつ情報収集を行うため能率的な探査が行えず、とくに
多数の測定点での波形を収集し、地中を少なくとも２次
元の分布をもつ画像として把握するのには問題がある。

一方、クロスダイポールを？！２数放射状に構成する方
式では、近接して多数のアンテナ素子を配置しなければ
ならないため導体形状を細かくしなければならず、アン
テナの広帯域性が間なわれ、また素子の相互作用のため
の特性劣化が大きくなるなどの問題がある。

また一方、埋設管のような異方性の強い物体に対する探
査能力の低下に対処する他の方法として、偏波面が時間
とともに連続的に回転する楕円藺波、なかでも好適と考
えられる円偏波を用いた装置が占えられる。しかしなが
ら、円偏波アンテナを分解能の良い広帯域信号で駆動す
ると、アンテナの分散特性のため放射された電波は著し
く歪みかつ延伸され分解能が低下するので、従来この種
の偏波を分解能の良い探査・画像化に用いることは利点
がないとされていた。これについては、信号検出後の信
号処理によって拡がったパルスを圧縮することにより分
解能を高め、異方性物体の方位によらず、分解能良く探
知できる装置を、発叫者らの先願（特願昭５９−７５６
１８）において提案したが、ぞこでもやはり唯一の偏波
成分しか利用できないアンテナを用いていたため、埋設
管のような線状１′ｌＡ体からの信号とそれ以外からの
不要な反射とが見分けにくいという問題がまだ残されて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、従来の装置においては、次のような問
題があった。

（１）　埋設管の方位と、送信信号の直線（１波面とが
直交していると反射が著しく小さくなり、埋設管の検出
ができなくなる。

（２）　目的物（埋設管）以外からの不要な反射信号、
例えば地表や地層からの反射信号が小嵜され、必要な信
号の抽出が内勤となる。

（３）　アンテナを回転する方式のものでは、各測定点
で回転するので検査能率が悪くなる。

この発明は、主にこれらの問題点を解決しようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためにこの発明は、Ｕに直交する
２つの偏波成分を含む送信信号を放射覆る送信アンテナ
と、地中からの反射信号の中から互に直交する２つの偏
波成分を各々独立に検出する受信アンテナと、これらの
偏波成分間に波形処理を施す手段とを有することを特徴
とする。

〔作用〕

上記手段によれば、埋設管の方位がどのようであっても
確実に検出することができるとともに、埋設管のような
異方性の物体と地層のような等方性物体とを識別するた
めの情報を得ることができ、信頼性と効率の高い地中物
体の検出ならびに画像化が可能となる。

以下、これらについて詳述する。

一般に、地中の反射物体を大別すると、地層のように平
面的なものや曲率半径がきわめて大ぎく方向性が弱いし
の、すなわち等方性の物体と、細いパイプのような方向
性の強いもの、すなわら異方性の物体とに分けられる。

そして物体の形状に応じて、偏波の反射特性に明瞭な差
異の生じることがよく知られている。

例えば、送信アンテナからＩ！ｌ射される、互に直交す
る偏波信号（送信信号）をＴＩ、Ｔ２とし、受信アンチ
で受信され、前記信号Ｔ１．Ｔ２とそれぞれ平行な偏波
面を有する信号（受信信号）をＲ１，Ｒ２、反射物体と
アンテナの移動方向のなす角をφどすると、等方性の反
射体ではその向きによらず、反射前後の偏波面が保存さ
れ（変化せｆ）、送信信号ＴＩ　（Ｔ２＞として放射さ
れ受信信号Ｒ１（Ｒ２）として受信される平行偏波成分
子１→Ｒ１（Ｔ２→Ｒ２）のみが生じ、送信信号ＴＩ　
（Ｔ２）として放射され受信信号Ｒ２（Ｒ１）として受
信される直交偏波成分子１→Ｒ２（Ｔ２→Ｒ１）はほと
んど生じない。ただし、使用され！　　　　ている信号
が広帯域なため、低周波成分が不要な変動成分となって
信号を妨害するが、これらは受信信号Ｒ１，Ｒ２中に同
じ極性で現われる。

一方、異方性の強い反射体では物体と偏波のなす方位に
よって反射波の性質が大きく変化するが、この変化は一
定の規則に従う。すなわら、上述した平行偏波成分子１
→Ｒ１はｃｏｓ　’ψに、Ｔ２→Ｒ２は５ｉｎ２ψに各
々比例し、直交偏波成分子１→Ｒ２，Ｔ２→Ｒ１はｃｏ
ｓ（Ｊ）ｓｉｎψに比例し、互に逆極性となる。ただし
、各成分信号の…竹はアンテナへの信号の与え方によっ
て正にもΩにもすることができる。上述したところをま
とめると第１表のようになる。

第　　１　　表この表から分かるように、平行偏波成分に注目した場合
、Ｒ１−Ｒ２の演算によって等方性の物体からの信号を
除去し、異方性の物体からの信号のみを抽出して画像化
することが可能となる。

一方、直交偏波成分に注目した場合にも、Ｒ１−Ｒ２の
演算によって等方性の物体からの信号を除去Ｊ゛ること
ができ、異方性の物体からの信号のみを抽出することが
できる。

また、信号Ｔ１−Ｒ１どＴ１→Ｒ２あるいはＴ２→Ｒ１
とＴ２→Ｒ２を組合ゼて処理するか、あるいは２種類の
平行成分の差出力画像と、２種類の直交成分の差出力画
像を比較することにより、検出上問題の起こる若干の場
合にも対処することができる。たとえば、ｃｏｓ　’ψ
−５ｉｎ−２ψ−０のときには、２　ｓｉｎψＣＯＳψ
≠０であり、とららかの結果には必ず異方性物体の像が
含まれることになる。従って両画像を構成している測定
点毎の波形データ間で論理演算を行い、とららかに応答
があれば物体布として適ＶＪな結果を１写ることができ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は、本発明による地中物体の画像化装動の構成を示すブ
ロック図である。

この図において、送受信制御部２１からの制りＤ信号に
より、送信例２２から広帯域な電気信号が発生され、信
号の送受信径路の設定を行うスイッチ２３を通って、ア
ンテナ２４を構成する２つの偏波状態の異なるアンテナ
素子２４ａ、２４ｂに交ｎに印加される。すなわら、ま
ずアンテナ素子２４ａに広帯域電気信号が印加され、一
定の偏波状態の送信信号Ｔ１が放射され、地中を進行し
、地中の物体２７で反射され、反射信号２８となって、
受信アンテナ素子２４Ｃまたは２Ｉｌｌｄで受信信号Ｒ
１またはＲ２として検出される。このとき、たとえば地
層２５などによる不要反射信号２Ｇも同時に受信される
。次に、アンテナ素子２４ｂに広帯域電気信号が印加さ
れ、送信信号Ｔ１と直交する偏波状態の送信信号Ｔ２を
発生する。この信号Ｔ２も上と同様に反射され、受信ア
ンテナ素子２４ｄ、２４ｃに受信信号Ｒ２，Ｒ１として
検出される。ここで、受信アンテナ素子２４ｃ、２４ｄ
は互いに直交する偏波成分を独立に検出できるようにな
っている。

検出された独立な２つの偏波成分からなる信号Ｒ１およ
びＲ２は、受信１１１１３０に導かれ、増幅などの処理
を施される。受信機３０は、高速広帯域な信号を受信す
るため、通常はいわゆるサンプリング受信を行い、信号
波形を低周波帯の相似な波形に変換する。こののち、各
信号は、測定点位置を示す位置信号と対応づけられて、
波形演算部３１に送られる。

波形演算部３１は第２図（ａ）または山）に示す構成を
有し、信号Ｒ１，Ｒ２から得られた波形データに正規化
処理および加ｎ・減算等の波形処理を行うものである。

さらに説明すると、第２図（ωに示す波形演算部３１は
、信号Ｒ１，Ｒ２から得られた波形データに苅し、まず
正規化処理部３７において時間軸上の位置の正規化を施
し、相互に位置合せされた信号を加算処理部３８、減算
処理部３９にそれぞれ入力して結果を出力する構成とな
っている。一方、第２図中）に示す波形処理部３１では
、更にパルス圧縮処理部４０を加え、とくに受信した波
形に顕著な歪みが生じ、そのままでは分解能の低下が大
きい場合に対処できる構成とした。

波形歪みによる分解能低下は、偏波送受信アンテノの構
成、あるいは信号が伝播する地中媒質の特性によって生
じる場合があり、これらの場合に一層効果的な装置を提
供することになる。このパルス圧縮処理部４０は、発明
者らの先Ｍ（特願昭５６−１３．６０６０）に記載した
方法等の公知の技術によって構成が可能であるので詳細
は省略する。

なお、上記構成要素３８および３つと４０との関係を入
れかえ、正規化処理部を行ったのら、まずそれぞれ信号
をパルス圧縮し、そののちに加算・減算処理を行う構成
も可能である。

また、正規化処理部３７において、時間軸上の正規化の
みならず、２つの信号の振幅も正規化し、たとえば送信
アンテナから送出された２つの送信信号ＴＩ、Ｔ２に振
幅のばらつきがある場合これを補正する機能を持たせ、
それぞれの信号の利得調整を行わせることもできる。

再び第１図に戻り、アンテナ２４は、アンテナ系の移動
機構２９によって地表上を移動でき、適当な測定間隔毎
に波形データを収集する。この際、移動機構２９に内蔵
された測定点位置を示す指標信号が、各測定波形の識別
の目印として波形演算部３１に同■に送られる。波形演
粋結宋は、画像表示部３２に送られ、位置信号に基づい
て順次表示され、地中の分布を２次元的な画像として表
示する。収集した波形データ、あるいは演算結果は、デ
ータ記憶装置３３に蓄積され、さらに詳細な解析に供す
ることができる。

以上が本実施例の構成であり、その動作はすでに作用の
欄で述べたとおりである。

次に、上記アンテナ２４についてさらに説明する。第３
図は、互いに直交する偏波信号を送受するアンテナ２４
の偏波面の向きを示す概念図である。アンテナ２４を構
成する送信アンテナ２４Ｔは、互いに直交する偏波面４
１ａ　、４１ｂを有する２種類の送信信号Ｔ１．Ｔ２を
放射し、受信アンテナ２４Ｒは偏波面４１８．４１ｂに
各々平行な漏波面４１ｃ　、４１ｄを有する受信信号Ｒ
１，Ｒ２を受信する。

第４図は第３図に示すアンテナの構成を示す図である。

この図において、送信アンテナ２４Ｔは２つのダイポー
ルアンテナを組み合わせたもので、直交する導体２４ａ
、’２４ｂからなり、電界が図の対角線方向に振動する
直線偏波Ｔｌ、Ｔ２を放射する。また、受信アンテナ２
４Ｒも同様に導体２４ｃ　、２４ｄから構成され、直Ｆ
Ａ隔波Ｒ１，Ｒ２を受信する。そして、第１図に示すス
イッチ２３によって、まｆ４体２４ａへの電気信号供給
経路が確立され、送信信号Ｔ１として放射され、物体２
７等で反射され、送信信号Ｔ１と平行な偏波成分が受信
信号Ｒ１として検出され、直交する偏波成分が受信信号
Ｒ２として検出される。次に、導体２４ｂへの供給経路
がスイッチ２３で確立され、送信信号Ｔ２が放射され、
上と同様にして受信信号Ｒ１，Ｒ２が検出される。

本実施例によれば、互いに直交する関係にある２つの受
信信号Ｒ１，Ｒ２を両方とも検出できるため、物体２７
はその方位にかかわらず受信信号Ｒ１またはＲ２によっ
て必ず検出されることとなる。従って、アンテナの向き
を固定したまま操作測定を行っても見落しがおこらｆ、
従来のようにいらいらアンテナを回転させて最大の応答
の得られる方向を探すという能率の悪い測定を行う必要
がなくなる。

次に、第５図によって本発明の第２実施例を説明する。

本実施例は、アンチｆ　Ｔ、了２４ｃ、２４（１で２つ
の隔液信号Ｒ１，Ｒ２を受信する所までは、第１図に示
す実施例と同様であるが、こののら各信号は、Ａ／Ｄ変
換器３４によってディジタル化され、測定点位置を示す
位動信号と対応づけて、メモリ３５に蓄積される。蓄え
られた波形データは、制御装置３６の制御のもとに、波
形演Ｑ部３１に送られて処理され、画像表示部３２に表
示される。波形データあるいは演り結果は、制御装置３
６に含まれるフロッピディスク等のマスメモリ媒体に蓄
積され、さらに詳細な解析を行うべく、他の計篩ハシス
テム等へ渡すことができる。

この第２実施例は、ディジタルに信号を処理できるよう
構成しているため、第１図の第１実施例よりも高精度で
柔軟性に富んだ装置を提供するものである。

第７図は、上記実施例の一部を変更した第３実施例を示
すもので、送信アンテナ４５ａが円（１波信号（送信信
号）■を放射し、受信アンチノー４５ｂ、４５ｃが互い
に直交する偏波特性を持つ受信信ＱＲＩ、Ｒ２を受信す
るようにしたものである。

上記円偏波信号は、経時的に電気ベクトルの方向を回転
されるものであるから、第１図または第５図に示した装
置とは異なり、２つの互いに直交する送信用アンテナを
使わなくとも、互いに直交する２つの偏波成分を含んだ
送信信号となっている。

従ってこの実施例では、スイッチ２３は必ずしも使用し
なくとも良い。また、円偏波信号は、等方性物体に対し
ては勿論、異方性物体に対しても方位に依存せずに反射
信号を発生することができる。

第７図は、上記実施例のアンテナ４５の偏波特性を示す
概念図である。この図において、送信アンテナ４６Ｔは
、円偏波４６ａを放射するように構成され、受信アンチ
−）　４６　Ｒ＋、を互いに直交する２つの偏波面、た
どえば４６ｂと４６Ｃの方向に直線偏波特性を有する信
号を受信するように構成されている。具体的には、たと
えば第８図に示すように、円偏波素子であるスパイラル
アンテナ４５ａと、Ｕいに直交した２つの直線偏波素子
４５ｂ、４５ｃの配置として実現できる。

このスパイラルアンテナ４５ａに広帯域信号を印加する
と、放射される波形は、アンテナのｂつ強い分散特性の
ためにリンギングの多い旧間軸り向に拡がったものにな
る。これを受信用の直線（１波アンテナ４５ｂと、これ
と直交する直線−波アンテナ４５ｃとによって、直交す
る２つの方向の漏波成分に着目して検出し、信号Ｔ−１
８１とＴ−）Ｒ２をとりだすと、観測される波形も大ぎ
な歪みをともなうとともに、両者は受信アンテナの角が
相互に９０°異なっているため、電気ベクトルが９０°
回転するに要する分だ１ノ時間的なずれをで１じる。従
って、この実施例における波形演算部３１は、第２図（
ｂ）で示すパルス圧縮を含んだ構成とすることが必要で
ある。送信する円隔波は、右旋性のものであっても左旋
性のものであっても、受信信号Ｒ１からの信号とＲ２か
らの信号の位置の正規化の正規化量が異なるのみでどら
らでも使用できる。

次に、第９図は、送受双方のアンテナを円−波木工で構
成したアンテナ４７を示すものである。

このアンテナ４７（ま、円偏波特性を有する送信アンテ
ナ４７ａの両側に、送信アンテナ／１７ａど偏波の回転
方向の等しい円偏波素子４７ｂと、直交する円偏波特性
をもつ４７ｃとを配した構成をもち、等方体と異方体の
円隔波に対する反則特性の差異を利用して、２つの信号
間の演粋処理結果から、異方性の埋設管２７からの信号
を抽出して画像化することが可能となる。

なお、以上述べた各実施例において、信号を時間的に切
替えて送信アンテナに印加する場合に、ｉンブナを移動
しながら測定を行うわけであるから測定点のズレがおき
ることになるが、アンテナの移動速度に比べ各地点での
波形データの収集動作は十分速くすることが可能なので
問題とならない。

また、２つの互いに直交した偏波成分を一回の操作測定
で収束せず、たとえば往路操作においである偏波成分の
波形群を収集してメモリに蓄えておき、復路の操作にお
いて、これと９０°異なる偏波成分を検出しうる構成の
７ンラナに置きかえるか、または、電気的に特性を９０
°切替えＵｆｆ路と対応する測定点毎に波形群を収集し
、結果的に２つの直交する偏波成分波形間の処理を行う
よう構成された装置も本発明の基本思想の範囲をでるも
のではないことは容易に理解されよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、互いに直交する偏波成
分を有する扁波信号を送信するとともに、互いに直交す
る２つの偏波成分を反射信号の中から独立に検出し、こ
れらの検出された信号間の波形演粋処理を行った後、地
中物体の画像を得るように構成したものであるから、方
位や形状が未知の地中の物体からの反射信号を収集する
にあたって、予め応答が最大となるような方向をさがし
たりすることなしに、能率的に信号を収集することがで
き、効率のよい地中物体の画像化を可能にする。

また、地中物体の種類によらず見落としなく信号を収集
し画像化したり、パイプ状の物体とその以外の等り的な
物体とを識別して表示することができる。さらに、不要
な信号を低減し明瞭な画像が得られる。

従って、本発明は、土木分野、建設分野において、地下
埋設物の位置や形状を非開削で探知し、工事の安全化、
　Ｉ！済化を；Ｉるために有効である。

また建造物等の構造体内部を非破壊的に検査する場合に
も応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２種類の一波信号成分を用いる本発明の第１
実施例の構成を示すブロック図、第２図＜ａ＋、（ｂ＋
は第１図におＩ′Ｊる波形演算部の（１４成を示すブロ
ック図、第３図は本発明における送信および受信アンテ
ナの偏波状態の配置を示す図、第４図は、上記第１実施
例のアンテナ２４の平面図、第５図、第６図は、本発明
の第２〜第３実施例の構成を示すブロック図、第７図は
、第６図の第３実施例にお（］るアアンチの偏波状態の
配置説明図、第８図は、本発明の第３実施例のアンテナ
４５の平面図、第９図は送受信素子をともに円偏波素子
で構成したときの説明図、第１０図（ａ）は、たただひ
とつの偏波信号成分を用いる従来の地中物体の画像化装
置の概念図、第１０図＋ｔｏは、従来の装置に使用され
るアンテナの一例を示す図、第１０図（Ｃ１は従来の装
置に使用されるクロスグイボールアンテナの説明図であ
る。２２・・・・・・送信機、２４ａ　、２４ｂ　、４５ａ
　、４７ａ・・・・・・送信アンテナ、２４ｃ　、２４
ｄ　、４５ｂ　。４５ｃ　、　４７ｂ　、　４７ｃ　・＝−・受信アンテ
ナ、３０・・・・・・受信機、３１・・・・・・波形演
算部、３７・・・・・・正規化処理部、３８・・・・・
・加算処理部、３９・・・・・・減惇処理部、４０・・
・・・・パルス圧縮処理部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電波を用いて地中の情報を収集し、地中に埋設さ
れた物体の画像を得る地中物体の画像化装置において、
互いに直交する偏波成分を含む偏波信号を送信する送信
アンテナと、前記送信アンテナに広帯域電気信号を供給
する手段と、地中からの反射信号の中から互いに直交な
関係にある２つの偏波成分をそれぞれ独立に検出する偏
波信号受信用の少なくとも一組の受信アンテナと、前記
受信アンテナによって検出された偏波信号を受信する受
信機と、独立に検出された２つの偏波信号に対して波形
処理を行う波形演算部とを備えることを特徴とする地中
物体の画像化装置。
（２）前記波形演算部は、前記受信した２つの互いに直
交した偏波信号の時間軸上の位置合わせと振幅の正規化
とを行う正規化処理および該信号間の加算、減算処理を
行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の地中
物体の画像化装置。
（３）前記波形演算部は、前記受信した信号をパルス圧
縮するパルス圧縮処理部を備えることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の地中物体の画像化装置。