JP2002286855A - Underground radar device and its distance sensitivity control circuit - Google Patents
Underground radar device and its distance sensitivity control circuitInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 RF信号の高速スイッチング方式のSTCに
より地中レーダの探査深度を延ばす。
【解決手段】 FMCW方式の地中レーダ装置であっ
て、送信アンテナの前段と受信アンテナの後段に信号経
路の遮断もしくは減衰をなすスイッチ回路を設け、前記
スイッチ回路を交互にオンオフさせるようにする。前記
スイッチ回路を希望する深度に対してSTCが動作する
ようにオンオフさせるタイミングを調整するスイッチコ
ントローラを備えた。
(57) [Problem] To extend the search depth of an underground radar by using an STC of a high-speed switching method of an RF signal. SOLUTION: In an underground radar apparatus of the FMCW system, a switch circuit for blocking or attenuating a signal path is provided in a stage preceding a transmitting antenna and a stage subsequent to a receiving antenna, and the switch circuit is turned on and off alternately. A switch controller is provided for adjusting the timing of turning on and off the switch circuit so that the STC operates at a desired depth.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は地中レーダ装置およ
びその距離感度制御回路に係り、特に、FMCW(Freq
uency Modulated Continuous Wave)方式地中レーダの
検知可能深度を延ばすためのSTC(Sensitivity Time
Control)システムを用いた地中レーダ装置およびその
距離感度制御回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground radar apparatus and a distance sensitivity control circuit thereof, and more particularly, to an FMCW (Freq
STC (Sensitivity Time) for extending the detectable depth of underground radar with uency Modulated Continuous Wave
The present invention relates to an underground radar device using a control system and a distance sensitivity control circuit thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】空気中のような電磁波の減衰が無視でき
る場合、レーダで得られる信号は、以下の式すなわちレ
ーダ方程式で表される。2. Description of the Related Art When the attenuation of electromagnetic waves such as in air is negligible, a signal obtained by radar is represented by the following equation, that is, a radar equation.
【数1】 但し、Pr;反射波受信電力、Pt;送信出力、G;アン
テナ利得、λ;送信波長、σ;目標の有効反射面積、
R;目標までの距離である。(Equation 1) Here, Pr: reflected wave reception power, Pt: transmission output, G: antenna gain, λ: transmission wavelength, σ: target effective reflection area,
R: distance to the target.
【0003】上式より、第一波結合(送信アンテナから
受信アンテナに直接回り込む信号や、地表面からの反射
など、基本的に不要な信号)のような近距離からの信号
は、遠距離にある物体からのそれに対して、圧倒的に大
きいことが解る。このため、受信機が飽和を起こし、反
射波の細かい強弱の比較ができなくなる。これを防ぐた
め、近距離からの信号に対して受信利得を下げ、遠方か
らの信号に対しては受信機利得を最大にするような回路
が設けられる。これがSTC回路である。従来のSTC
回路はパルスレーダに用いられるため、受信側にのみス
イッチ(あるいは可変減衰器)を設けている。[0003] From the above equation, a signal from a short distance such as a first wave coupling (a signal that is directly unnecessary from a transmitting antenna to a receiving antenna or a signal that is basically unnecessary such as a reflection from the ground surface) is transmitted over a long distance. It turns out that it is overwhelmingly larger than that from an object. For this reason, the receiver is saturated, and it is not possible to compare the strength of the reflected wave. To prevent this, a circuit is provided to reduce the reception gain for signals from short distances and to maximize the receiver gain for signals from long distances. This is the STC circuit. Conventional STC
Since the circuit is used for a pulse radar, a switch (or a variable attenuator) is provided only on the receiving side.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のST
C回路は地中レーダに適用することによって、より的確
な地中物体の検出が可能となる。しかし、従来のSTC
回路は高速動作が不可能な構成となっており、FMCW
方式地中レーダへの適用は不可能であった。By the way, the above ST
By applying the C circuit to an underground radar, more accurate detection of an underground object becomes possible. However, the conventional STC
The circuit is configured so that high-speed operation is not possible.
Application to underground radar was not possible.
【0005】すなわち、地中レーダにSTC回路を適用
するには次のような解決すべき問題があった。 (1)地中レーダにおいては目標までの距離が空中レー
ダに比べて非常に近いため、高速で動作する回路が要求
される。物体からの反射信号の遅れ時間Δtは、物体の
深さをlとすると、次式で示される。That is, applying the STC circuit to an underground radar has the following problems to be solved. (1) In the underground radar, since the distance to the target is much shorter than that in the aerial radar, a circuit that operates at high speed is required. The delay time Δt of the reflected signal from the object is represented by the following equation, where the depth of the object is l.
【数2】 但し、cは光速である。(Equation 2) Here, c is the speed of light.
【0006】受信波には第一波結合と物体からの反射成
分が重なっている。したがって、送信信号を物体からの
反射が返ってくる前に切ってしまえば、物体からの反射
成分を取り出すことが可能となる(図2参照)。しか
し、この場合、Δtは数10nsecであることを考え
ると、送信信号を切るのに許される時間は、これ以下の
値(具体的には数nsec)程度の値が要求される。[0006] The first wave coupling and the reflection component from the object are overlapped on the received wave. Therefore, if the transmission signal is cut off before the reflection from the object returns, it is possible to extract the reflection component from the object (see FIG. 2). However, in this case, considering that Δt is several tens of nsec, the time allowed to cut off the transmission signal needs to be a value less than this (specifically, several nsec).
【0007】例えば、近距離の物体からの反射信号に対
してSTCを利かせるためには、スイッチを高速度で動
作させる必要がある。通常、スイッチはスイッチ「入」
のコントロール信号が入ってから完全に「入」の状態に
なるまでに、ある程度の時間を必要とする。いわゆる立
ち上がり時間が必要である。スイッチを高速度で動作さ
せるということは、この立ち上がり時間を短くするとい
うことである。具体的には、数nsec程度の立ち上が
り時間が要求される。そして、従来、STC回路に使用
されているスイッチは現状ではこのような高速には追従
することができない。更に、PINダイオードに関して
いえば、その回路構成上、高速化は不可能である。For example, in order to use the STC for a reflected signal from an object at a short distance, it is necessary to operate the switch at a high speed. Normally the switch is on
It takes a certain amount of time from when the control signal is input to when it is completely turned on. A so-called rise time is required. Operating the switch at a high speed means reducing the rise time. Specifically, a rise time of about several nsec is required. Conventionally, a switch used in an STC circuit cannot follow such a high speed at present. Further, as for the PIN diode, it is impossible to increase the speed due to its circuit configuration.
【0008】すなわち、図5にPINダイオードを用い
たスイッチの回路構成の一例を示す。図5において、コ
ントロール信号(スイッチの入り切りの信号)はBIA
S端子に入力される。上述したように、BIAS端子に
は高周波信号が入力される。このコントロール信号はレ
ーダ信号(RF−INから入り、RF−OUTに抜けて
いく信号)と左側にある一段目のダイオード出力側で混
ざりあうこととなる。もし、ここでコントロール信号と
レーダ信号の周波数が大きく離れていたならば、図の一
番左側にあるコンデンサなどを用いてこの2つの信号を
分離できる。すなわち、コントロール信号がレーダ信号
に漏れないようにすることができる。しかし、近距離の
物体に対してSTCを適用する場合、コントロール信号
は数10MHz〜数100MHzの周波数成分を持つこ
ととなる。この周波数帯はレーダ信号の周波数帯領域に
含まれており、この両者を分離することは不可能であ
る。このため、パルスレーダで用いられている方式をそ
のまま適用することはできないことが解る。 (2)FMCW方式のレーダにおいては、受信側の感度
を制御しただけではSTCは実現できない。FIG. 5 shows an example of a circuit configuration of a switch using a PIN diode. In FIG. 5, the control signal (switch on / off signal) is BIA
Input to the S terminal. As described above, the high-frequency signal is input to the BIAS terminal. This control signal is mixed with a radar signal (a signal that enters from RF-IN and exits to RF-OUT) on the diode output side of the first stage on the left side. If the frequencies of the control signal and the radar signal are far apart from each other, the two signals can be separated by using a capacitor or the like on the leftmost side of the figure. That is, it is possible to prevent the control signal from leaking into the radar signal. However, when the STC is applied to an object at a short distance, the control signal has a frequency component of several tens of MHz to several hundreds of MHz. This frequency band is included in the frequency band region of the radar signal, and it is impossible to separate them. Therefore, it can be understood that the method used in the pulse radar cannot be applied as it is. (2) In the FMCW radar, STC cannot be realized only by controlling the sensitivity on the receiving side.
【0009】図6はFMCWレーダによる送信波と受信
波の関係を示したものである。地中レーダの信号は大き
く分ければ、図6に示すように、埋設物からの反射信号
(受信信号)および地表面などからの反射による信号
(受信信号)の2つからなる。受信信号は、受信信
号に比べて圧倒的に大きい為、受信信号によって増
幅回路が飽和してしまい、受信信号(必要な信号であ
り、非常に微弱な信号)を充分増幅することができな
い。したがって、その結果として、検知距離を延ばすこ
とが困難となっている。FIG. 6 shows a relationship between a transmission wave and a reception wave by the FMCW radar. As shown in FIG. 6, the signal of the underground radar is roughly divided into a signal reflected from an embedded object (received signal) and a signal reflected from the ground surface (received signal). Since the reception signal is overwhelmingly larger than the reception signal, the amplification circuit is saturated by the reception signal, and the reception signal (a necessary signal, which is a very weak signal) cannot be sufficiently amplified. Therefore, as a result, it is difficult to extend the detection distance.
【0010】また、FMCWレーダに上述した方式をそ
のまま採用したのでは、STCとしての役目を果たすこ
とはできない。その理由は以下の通りである。FMCW
方式においてはN段階に切替える周波数の各段階におい
ては送信アンテナ側からは連続的に電波が発射されてい
る。したがって、受信感度を時間に応じて変化させたと
しても、同時にあらゆる距離からの信号が受信される結
果となる。すなわち受信信号と受信信号を同時に受
信してしまうことに変わりはないということになる。こ
のため、近距離からの信号も遠距離からの信号も同じ増
幅率で増幅されることに変わりはなく、問題を解決する
ことはできない。本発明は、RF信号の高速スイッチン
グ方式のSTC(Sensitivity Time Control)により、
地中レーダの探査深度を延ばすことを目的とする。Further, if the above-described method is adopted as it is for the FMCW radar, it cannot fulfill the role of STC. The reason is as follows. FMCW
In the system, the radio wave is continuously emitted from the transmitting antenna at each stage of the frequency switched to N stages. Therefore, even if the receiving sensitivity is changed with time, signals from all distances are received at the same time. That is, the reception signal and the reception signal are received at the same time. For this reason, a signal from a short distance and a signal from a long distance are still amplified at the same amplification factor, and the problem cannot be solved. The present invention is based on the STC (Sensitivity Time Control) of the high-speed switching method of RF signal
The purpose is to extend the depth of the underground radar.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る地中レーダ装置は、FMCW方式の地
中レーダ装置であって、送信アンテナの前段と受信アン
テナの後段に信号経路の遮断もしくは減衰をなすスイッ
チ回路を備えた構成としたものである。この場合、前記
スイッチ回路は送信および受信のタイミングを調整する
ことにより距離と感度の関係を制御するスイッチコント
ローラを備えた構成とすればよい。In order to achieve the above object, an underground radar apparatus according to the present invention is an underground radar apparatus of the FMCW system, wherein a signal path is provided upstream of a transmission antenna and downstream of a reception antenna. And a switch circuit that cuts off or attenuates. In this case, the switch circuit may include a switch controller that controls the relationship between distance and sensitivity by adjusting transmission and reception timings.
【0012】また、本発明に係る地中レーダの距離感度
制御回路は、FMCW方式の地中レーダ装置の距離感度
制御回路であって、送信経路と受信経路の各信号経路に
信号遮断もしくは減衰をなすスイッチ回路を備え、送信
および受信タイミングを調整可能とするためにこのスイ
ッチ回路をオンオフ動作させるスイッチ制御回路を備え
た構成とした。この構成において、前記スイッチ回路に
はFETを用い、前記スイッチ制御回路からのコントロ
ール信号をゲート信号として取り込むように構成するこ
とが望ましい。A distance sensitivity control circuit for an underground radar according to the present invention is a distance sensitivity control circuit for an FMCW type underground radar apparatus, wherein a signal cutoff or attenuation is applied to each signal path of a transmission path and a reception path. And a switch control circuit for turning on and off the switch circuit so that the transmission and reception timings can be adjusted. In this configuration, it is preferable that an FET is used for the switch circuit, and a control signal from the switch control circuit is taken in as a gate signal.
【0013】上記構成によって、前記スイッチコントロ
ーラによってスイッチ回路を交互にオンオフさせ、前記
送信側スイッチ回路を送信開始から第一波結合の受信可
能時点までの設定時間範囲で信号経路を遮断もしくは減
衰させることができる。前記スイッチ回路はFETを用
い、コントロール信号をゲート信号に用いることで、レ
ーダ信号とコントロール信号とが混合することが無い。With the above configuration, the switch controller alternately turns on and off the switch circuit, and cuts off or attenuates the signal path of the transmission side switch circuit in a set time range from the start of transmission to the time when the first wave coupling can be received. Can be. Since the switch circuit uses an FET and uses a control signal as a gate signal, the radar signal and the control signal are not mixed.
【0014】すなわち、本発明は、発振器側における送
信アンテナの手前、および復調器側における受信アンテ
ナの後ろにそれぞれ同期を調整できるスイッチを取り付
け、また、これらのスイッチをタイミングよく作動させ
るスイッチコントローラを設けた構成とすることによっ
て前記問題を解決できる。これは必ずしもスイッチであ
る必要はない。例えば、ゲインを調整できる可変ゲイン
増幅器、可変アッテネータ(減衰器)などでもよい。送
信側のスイッチが入っているときには受信側のスイッチ
を切っておく(あるいは受信感度を最低にする)ことに
より、地表面などからの反射による信号(受信信号:
第一波結合)を受信しないようにすることができる。そ
して、ある時間が経過した後、送信側スイッチを切る。
このときには両方のスイッチが切れた状態となる。更に
希望する時間が経過した後、受信側のスイッチを入れ
て、埋設物からの反射信号のみを受信する。このとき、
受信側のスイッチを入れるタイミングを調整することに
より、STCが効き始める深さを任意に設定できる。That is, according to the present invention, switches capable of adjusting synchronization are provided before the transmitting antenna on the oscillator side and after the receiving antenna on the demodulator side, and a switch controller for operating these switches with good timing is provided. With this configuration, the above problem can be solved. This need not necessarily be a switch. For example, a variable gain amplifier or a variable attenuator (attenuator) that can adjust the gain may be used. By turning off the switch on the receiving side (or minimizing the receiving sensitivity) when the switch on the transmitting side is turned on, the signal due to reflection from the ground surface or the like (received signal:
(First wave coupling). Then, after a certain time has elapsed, the transmitting side switch is turned off.
At this time, both switches are turned off. After a desired time has elapsed, the receiving side is turned on to receive only the reflected signal from the buried object. At this time,
By adjusting the timing at which the switch on the receiving side is turned on, the depth at which the STC starts to be effective can be arbitrarily set.
【0015】また、FMCWレーダ用STC回路では、
パルスレーダ用STC回路とは使用する素子が異なって
いる。すなわち、パルスレーダ用STC回路では、パル
スの電圧が高くなるため、受信側のスイッチに高電圧に
耐えられる機械式リレー、PINダイオードなどの部品
を使用しなければ回路が成立しない。しかし、FMCW
レーダにおいては、その電圧が高くないため、回路を簡
略化できるFET(電界効果トランジスタ)を使用する
ことが可能となる。そして、このため、以下に述べるよ
うな近距離に対するSTCを実現することが可能とな
る。In the FMCW radar STC circuit,
Elements used are different from those of the pulse radar STC circuit. That is, in the pulse radar STC circuit, since the pulse voltage becomes high, the circuit is not established unless components such as a mechanical relay and a PIN diode that can withstand the high voltage are used for the switch on the receiving side. However, FMCW
Since the voltage is not high in the radar, it is possible to use an FET (field effect transistor) that can simplify the circuit. Therefore, it is possible to realize the STC for a short distance as described below.
【0016】更に、本発明の回路構成を採用すると、近
距離に対するSTCが可能となる。本発明では、FMC
Wレーダ用STC回路には、パルスレーダでは耐圧が低
くて使用できないFETを使用することができる。FE
Tはゲートにコントロール信号を加えることにより、素
子中の空乏層厚さをコントロールして電流を制御する構
造をもっているため、コントロール信号とレーダ信号が
混ざる心配がない。したがって、コントロール信号とレ
ーダ信号を完全に分離できる。その結果、高速のスイッ
チングが可能となり、近距離用STCが実現可能とな
る。Further, when the circuit configuration of the present invention is employed, STC for a short distance becomes possible. In the present invention, FMC
In the W radar STC circuit, an FET that has a low withstand voltage and cannot be used in a pulse radar can be used. FE
Since T has a structure in which the control signal is applied to the gate to control the current by controlling the thickness of the depletion layer in the element, there is no fear that the control signal and the radar signal are mixed. Therefore, the control signal and the radar signal can be completely separated. As a result, high-speed switching becomes possible, and a short-distance STC can be realized.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る地中レーダ
装置およびその距離感度制御回路の具体的実施の形態
を、図面を参照して、詳細に説明する。図3は実施形態
に係る地中レーダの全体ブロック図を示している。この
地中レーダはFMCWレーダ(ステップ状周波数変調レ
ーダ)構成となっており、送信アンテナ10を備え、こ
れに一定振幅をもつCW信号を出力する発振部12と、
受信アンテナ14を備え、地中からの反射波を受信して
復調する受信部16とからなり、高周波回路を構成して
いるレーダ本体部18を備えている。そして、このレー
ダ本体18に距離感度制御回路としてのSTC回路を組
み込んでいるのである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of an underground radar apparatus and a distance sensitivity control circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is an overall block diagram of the underground radar according to the embodiment. The underground radar has an FMCW radar (step-like frequency modulation radar) configuration, includes a transmitting antenna 10, and an oscillating unit 12 that outputs a CW signal having a constant amplitude to the transmitting antenna 10.
It has a receiving antenna 14 and a receiving unit 16 that receives and demodulates reflected waves from underground, and has a radar main unit 18 that constitutes a high-frequency circuit. The radar body 18 incorporates an STC circuit as a distance sensitivity control circuit.
【0018】STC回路は、前記発振部12における送
信アンテナ10の前段部に設けられ、送信経路を開閉で
きるスイッチ20と、受信部16における受信アンテナ
14の後段部に設けられ、受信経路を開閉できるスイッ
チ22とを有している。これらのスイッチ20,22は
回路を簡略化できるFET(電解効果トランジスタ)を
使用している。FETはゲートにコントロール信号を加
えることにより、素子中の空乏層厚さをコントロールし
て電流を制御することができる。したがって、スイッチ
コントロール信号とレーダ信号との完全分離が実現で
き、スイッチ20,22の開閉に伴うレーダ信号への影
響を防止できる。The STC circuit is provided at the preceding stage of the transmitting antenna 10 in the oscillating unit 12 and can open and close the transmission path, and is provided at the subsequent stage of the receiving antenna 14 in the receiving unit 16 to open and close the receiving path. And a switch 22. These switches 20 and 22 use FETs (field effect transistors) that can simplify the circuit. The FET can control the current by controlling the thickness of the depletion layer in the device by applying a control signal to the gate. Therefore, the switch control signal and the radar signal can be completely separated, and the influence on the radar signal due to the opening and closing of the switches 20 and 22 can be prevented.
【0019】また、STCは、上記スイッチ20,22
の開閉コントロールを行なうために、スイッチコントロ
ーラ24を備えている。これはECL(emitter-couple
d logic)回路と、当該ECL回路からの出力をFET
コントロール用にレベル変換してスイッチ20,22に
出力するように構成されている。ECL回路部分は二つ
のトランジスターのエミッターを一つの負荷抵抗に接続
し,一つのトランジスターだけがある時刻に導通可能な
ようにした回路であるが、クロック発生器(14MH
z)26により発生させたクロック信号をバッファアン
プ28に取り込み、これをデジタルIC30(4ビット
カウンタ32およびAND回路34T、34R)に出力
させ、2つのスイッチ20,22の同期をとるようにし
ている。なお、クロックの周波数またはカウンタ、AN
D回路の設定変更(但し、この場合、カウンタのビット
数を増やす必要がある)により、STCが動作する深さ
を変えることができる。デジタルIC30には、一般的
にCMOS、TTLなどが使用されるが、このような素
子では信号遅れが数10〜数100nsec程度生じる
ため、実施形態では信号遅れが約1nsec程度にでき
る高速デジタルICを用いている。また、バッファアン
プ28についても高速動作可能なものを選定している。
更に、クロック発生器26についても、シャープな立ち
上がりをもつクロックを発生することが可能な高周波対
応の発振器を使用している。上記デジタル1C30の後
段の出力端にはレベル変換回路36T、36Rが設けら
れ、前述したスイッチ20,22のゲートコントロール
信号として出力するようにしている。このような構成に
より、スイッチコントローラ24としては高周波回路で
構成されているとみることができ、スイッチコントロー
ル信号の立ち上がり時間を約2nsec程度にすること
ができる。The STC is connected to the switches 20, 22.
A switch controller 24 is provided for controlling the opening and closing of the switch. This is ECL (emitter-couple
d logic) circuit and the output from the ECL circuit
The level is converted for control and output to the switches 20 and 22. The ECL circuit portion is a circuit in which the emitters of two transistors are connected to one load resistor so that only one transistor can be turned on at a certain time, but a clock generator (14 MHz) is used.
z) The clock signal generated by 26 is fetched into a buffer amplifier 28 and output to a digital IC 30 (4-bit counter 32 and AND circuits 34T and 34R) to synchronize the two switches 20 and 22. . Note that the clock frequency or counter, AN
By changing the setting of the D circuit (however, in this case, it is necessary to increase the number of bits of the counter), the operating depth of the STC can be changed. In general, CMOS, TTL, and the like are used for the digital IC 30. However, such a device causes a signal delay of about several tens to several hundreds of nanoseconds. Used. Also, a buffer amplifier capable of high-speed operation is selected.
Further, as the clock generator 26, an oscillator corresponding to a high frequency capable of generating a clock having a sharp rising edge is used. Level conversion circuits 36T and 36R are provided at the output terminal of the subsequent stage of the digital 1C30, and output as gate control signals of the switches 20 and 22 described above. With such a configuration, it can be considered that the switch controller 24 is configured by a high-frequency circuit, and the rise time of the switch control signal can be reduced to about 2 nsec.
【0020】レーダ本体18は高周波回路(周波数帯は
20MHz〜1.5GHz)であり、まず、発振部12
は発振器としてVCO(voltage-controlled oscillato
r :電圧制御発振器)38を有しており、発振周波数が
印加電圧によって変化する発振器を用いている。これの
出力側には方向性結合器40が接続され、アンプ42、
送信スイッチ20を介して送信アンテナ10からFMC
W信号を出力させるようにしている。受信部16では受
信信号を受信アンテナ22から取り込み、これを第1ア
ンプ44により増幅して受信スイッチ22に入力させ、
このスイッチ22が「開」のときにのみ、受信信号が、
第2アンプ46、ミクサ48、中間周波増幅器(IFア
ンプ)50を経て、主処理装置52に入力されるように
なっている。The radar body 18 is a high-frequency circuit (frequency band is 20 MHz to 1.5 GHz).
Is a VCO (voltage-controlled oscillato)
r: voltage controlled oscillator) 38, and an oscillator whose oscillation frequency changes according to an applied voltage is used. A directional coupler 40 is connected to the output side of this, and an amplifier 42,
FMC from the transmitting antenna 10 via the transmitting switch 20
The W signal is output. The receiving unit 16 takes in the received signal from the receiving antenna 22, amplifies the signal by the first amplifier 44, and inputs the amplified signal to the receiving switch 22,
Only when this switch 22 is open, the received signal
The signal is input to the main processing unit 52 via a second amplifier 46, a mixer 48, and an intermediate frequency amplifier (IF amplifier) 50.
【0021】上記のように構成された地中レーダでは、
FMCWレーダに対してSTCを適用することができ、
図4に示すようなスイッチ20,22の切替を行なわせ
ることにより、第一波結合を防止することが可能とな
る。この結果、受信アンプの増幅率を上げることがで
き、もって地中レーダの検知可能深度を向上させること
ができるのである。In the underground radar configured as described above,
STC can be applied to FMCW radar,
By switching the switches 20 and 22 as shown in FIG. 4, the first wave coupling can be prevented. As a result, it is possible to increase the amplification factor of the receiving amplifier, thereby improving the detectable depth of the underground radar.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、FMC
W方式の地中レーダ装置にて、送信アンテナの前段と受
信アンテナの後段に信号経路の遮断もしくは減衰をなす
スイッチ回路を備えた構成とし、また、前記スイッチ回
路を希望する深度に対してSTCが動作するよう、コン
トローラにてタイミングを調整し、そのタイミングにし
たがって交互にオンオフさせる構成としたので、地中レ
ーダの分解能を下げること無く、検知深度を大きく延ば
すことができるという優れた効果が得られる。As described above, the present invention provides the FMC
In a W-type underground radar device, a switch circuit for blocking or attenuating a signal path is provided in a stage preceding a transmitting antenna and a stage subsequent to a receiving antenna. Since the controller is operated to adjust the timing and turn on and off alternately according to the timing, the excellent effect that the detection depth can be greatly extended without lowering the resolution of the underground radar can be obtained. .
【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.
【図2】本発明に係る地中レーダ装置の信号処理の説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of signal processing of the underground radar device according to the present invention.
【図3】実施形態に係る地中レーダ装置およびその距離
感度制御回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an underground radar device and a distance sensitivity control circuit thereof according to the embodiment.
【図4】実施形態に係る地中レーダにおけるSTCのタ
イミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart of STC in the underground radar according to the embodiment.
【図5】PINダイオードを用いたスイッチの回路構成
例である。FIG. 5 is a circuit configuration example of a switch using a PIN diode.
【図6】従来の地中レーダの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional underground radar.
10 送信アンテナ 12 発振部 14 受信アンテナ 16 受信部 18 レーダ本体 20 送信側スイッチ 22 受信側スイッチ 24 スイッチコントローラ 26 クロック発生器 28 バッファアンプ 30 デジタルIC 32 4ビットカウンタ 34T、34R AND回路 36T、36R レベル変換回路 38 VCO 40 方向性結合器 42 アンプ 44 第1アンプ 46 第2アンプ 48 ミクサ 50 中間周波増幅器 52 主処理装置 Reference Signs List 10 transmitting antenna 12 oscillating unit 14 receiving antenna 16 receiving unit 18 radar body 20 transmitting switch 22 receiving switch 24 switch controller 26 clock generator 28 buffer amplifier 30 digital IC 32 4 bit counter 34T, 34R AND circuit 36T, 36R level conversion Circuit 38 VCO 40 Directional coupler 42 Amplifier 44 First amplifier 46 Second amplifier 48 Mixer 50 Intermediate frequency amplifier 52 Main processing unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓井 孝佳 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Fターム(参考) 5J070 AB01 AB17 AC03 AD02 AE11 AH31 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takayoshi Yumai 3-1-1, Tamano, Tamano-shi, Okayama Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works F-term (reference) 5J070 AB01 AB17 AC03 AD02 AE11 AH31
Claims (4)
て、送信アンテナの前段と受信アンテナの後段に信号経
路の遮断もしくは減衰をなすスイッチ回路を備えたこと
を特徴とする地中レーダ装置。1. An underground radar apparatus of the FMCW system, comprising: a switch circuit for blocking or attenuating a signal path at a stage preceding a transmitting antenna and a stage following a receiving antenna.
イミングを調整することにより距離と感度の関係を制御
するスイッチコントローラを備えたことを特徴とする請
求項1に記載の地中レーダ装置。2. The underground radar apparatus according to claim 1, wherein the switch circuit includes a switch controller that controls a relationship between distance and sensitivity by adjusting transmission and reception timings.
度制御回路であって、送信経路と受信経路の各信号経路
に信号遮断もしくは減衰をなすスイッチ回路を備え、送
信および受信タイミングを調整可能とするためにこのス
イッチ回路をオンオフ動作させるスイッチ制御回路を備
えてなることを特徴とする地中レーダ装置の距離感度制
御回路。3. A distance sensitivity control circuit for an FMCW type underground radar device, comprising: a switch circuit that blocks or attenuates a signal in each of a transmission path and a reception path so that transmission and reception timings can be adjusted. And a switch control circuit for turning on and off the switch circuit.
記スイッチ制御回路からのコントロール信号をゲート信
号として取り込むように構成してなることを特徴とする
請求項3に記載の地中レーダ装置の距離感度制御回路。4. The distance of the underground radar device according to claim 3, wherein the switch circuit is constituted by using an FET and taking in a control signal from the switch control circuit as a gate signal. Sensitivity control circuit.
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