(57)【要約】【課題】  地中の埋設物を検知するレーダユニットを具備するレーダ探査装置において、レーダユニットにおける演算処理を簡素化でき、コスト低減が可能となると共に、埋設物が地雷の場合には、不慮の地雷作動を回避することのできるレーダ探査装置を提供する。【解決手段】  地中に対して電波を送信し、送信された電波の反射波を受信して埋設物の探査を行うレーダ探査装置１００であって、埋設物の検知システムを有するレーダユニット１と、前記レーダユニット１をブラケット部３を介して支持する棒状のアーム部材２と、前記アーム部材２に設けられ、操作者Ｗがアーム部材２を保持するためのハンドル部６と、前記ハンドル部６に設けられた操作部７，８とを備え、前記ブラケット部３は回動機構を有し、操作者Ｗが前記操作部７，８を操作することにより前記回動機構が作動し、前記レーダユニット１が前記アーム部材２に対し傾斜する。【選択図】  図２
2006250451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に対して電波を送信し、送信された電波の反射波を受信して埋設物の探査を行うレーダ探査装置であって、
埋設物の検知システムを有するレーダユニットと、前記レーダユニットをブラケット部を介して支持する棒状のアーム部材と、前記アーム部材に設けられ、操作者がアーム部材を保持するためのハンドル部と、前記ハンドル部に設けられた操作部とを備え、
前記ブラケット部は回動機構を有し、操作者が前記操作部を操作することにより前記回動機構が作動し、前記レーダユニットが前記アーム部材に対し傾斜することを特徴とするレーダ探査装置。
【請求項２】
前記アーム部材に接続され、操作者に装着されることにより、操作者に対するアーム部材の垂直方向の荷重を支えるアーム支持手段を備えることを特徴とする請求項１に記載されたレーダ探査装置。
【請求項３】
前記アーム支持手段が操作者に装着された状態で、アーム部材における操作者への当接部には、操作者に対する前記アーム部材の水平方向の向きを規制する規制手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載されたレーダ探査装置。
【請求項４】
前記アーム部材に設けられ、少なくとも前記レーダユニットに対する制御情報及び、レーダユニットの出力情報を表示するモニタ部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたレーダ探査装置。
【請求項５】
前記アーム部材の後端に設けられ、前記レーダユニットに駆動電圧を供給する電圧源を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたレーダ探査装置。
【請求項６】
前記ブラケット部は、前記アーム部材に固定されたアーム側ブラケットと、前記レーダユニットに固定されたレーダ側ブラケットとを有し、
前記ブラケット部の回動機構は、前記アーム側ブラケットと前記レーダ側ブラケットにそれぞれ形成された軸穴に、共通の回転軸が貫装されることにより構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されたレーダ探査装置。
【請求項７】
前記ハンドル部に設けられた操作部は、第一のワイヤの一端が接続された第一のレバーと、第二のワイヤの一端が接続された第二のレバーとを有し、
前記第一のワイヤと第二のワイヤの他端は、前記ブラケット部の回動機構の回動方向に沿って前記回転軸の前後にそれぞれ分けて配線され、前記レーダ側ブラケットにそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項６に記載されたレーダ探査装置。
【請求項８】
前記ブラケット部の回動機構の回動方向に沿って前記回転軸の前後には、それぞれ前記アーム側ブラケットと前記レーダ側ブラケットに荷重を付加する弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載されたレーダ探査装置。
【請求項９】
前記二つの弾性部材のいずれかの弾性定数を変化させる弾性可変手段が設けられていることを特徴とする請求項８に記載されたレーダ探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設物を検知するレーダユニットを具備するレーダ探査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中への埋設物を検知する装置として、例えば地雷探査装置がある。この地雷探査装置については、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に開示された探査装置のセンサは、レーダセンサであって、送信アンテナからレーダを地表（地中）に向けて照射し、受信アンテナで受信した反射波を解析することにより探査対象物を検知するというものである。このようなレーダセンサは、金属しか検知できない金属探知機のセンサに比べ、プラスチック等も検知することができ、埋設物を検知し易いという特徴がある。
【０００３】
ところで、特許文献１に開示された地雷探査装置は、棒状のアーム（支持アーム）の先端にレーダセンサ部が取り付けられた構成とされ、作業者は支持アームに設けられたハンドルを持って、レーダセンサ部を地表に向けて探査するようになされている。
このレーダセンサが取り付けられた支持アームを作業者が携帯して探査を行う場合、地表面の凹凸形状や手振れにより、どうしてもエアギャップ長（アンテナ面と地表面との距離）が変動する。このエアギャップ長が変動すると、レーダセンサの送信アンテナと探査対象物との間の距離変動や電波伝播経路長の変動に起因し、測定ポイントごとの測定波形が大きくばらつくという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するためのレーダ探査装置が、特許文献２に開示されている。特許文献２に示されるレーダ探査装置では、予め決められたエアギャップ長での受信波形をテンプレート波形とし、そのテンプレートを用いて、各測定ポイントにおける受信波形の中から地表反射成分をそれぞれ特定するようになされている。このような方法により、各測定ポイントによりエアギャップ長が異なっても、探査対象の高精度な位置特定を行うことができるとされている。
【特許文献１】特開平９−３３１９４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで前記した特許文献２のレーダ探査装置では、各測定ポイントにおけるエアギャップ長の変動や手振れの問題に対応するために多大な演算処理を要し、その結果、システムの負荷が大きくなり、コスト高になるという問題がある。
また、従来のレーダ探査装置においては、支持アームに取り付けられたレーダ送受信アンテナの角度が、アームに対し固定されているため、傾斜面等においては地表面にアンテナが接触するおそれがあり、接触箇所に地雷が埋設されていた場合には、地雷が作動するという危険性もあった。
【０００６】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、地中の埋設物を検知するレーダユニットを具備するレーダ探査装置において、レーダユニットにおける演算処理を簡素化でき、コスト低減が可能となると共に、埋設物が地雷の場合には、不慮の地雷作動を回避することのできるレーダ探査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレーダ探査装置は、地中に対して電波を送信し、送信された電波の反射波を受信して埋設物の探査を行うレーダ探査装置であって、埋設物の検知システムを有するレーダユニットと、前記レーダユニットをブラケット部を介して支持する棒状のアーム部材と、前記アーム部材に設けられ、操作者がアーム部材を保持するためのハンドル部と、前記ハンドル部に設けられた操作部とを備え、前記ブラケット部は回動機構を有し、操作者が前記操作部を操作することにより前記回動機構が作動し、前記レーダユニットが前記アーム部材に対し傾斜することに特徴を有する。
【０００８】
このように構成することにより、地表が傾斜面であっても操作者は操作部を操作することによりレーダユニットを傾斜させ、エアギャップを一定に維持することができる。このためエアギャップ長の変動に対応するための複雑な演算処理を要せず、レーダユニットの構造を簡素化でき、コストを低減することができる。
【０００９】
また、前記アーム部材に接続され、操作者に装着されることにより、操作者に対するアーム部材の垂直方向の荷重を支えるアーム支持手段を備えることが望ましい。
また、前記アーム支持手段が操作者に装着された状態で、アーム部材における操作者への当接部には、操作者に対する前記アーム部材の水平方向の向きを規制する規制手段が設けられていることが望ましい。
このようにすることにより、操作者に対しレーダ探査装置を固定することができ、手振れによるギャップの変動を抑制することができる。したがって、エアギャップ長の変動に対応するための複雑な演算処理を要せず、レーダユニットの構造を簡素化でき、コストを低減することができる。
【００１０】
また、前記アーム部材に設けられ、少なくとも前記レーダユニットに対する制御情報及び、レーダユニットの出力情報を表示するモニタ部を備えることが望ましい。
このようにすることにより、操作者は常にレーダユニットの状況を把握することができる。
【００１１】
また、前記アーム部材の後端に設けられ、前記レーダユニットに駆動電圧を供給する電圧源を備えることが望ましい。
このように構成すれば、アーム部材の先端に取り付けられたレーダユニットによる荷重をアーム後方に分散することができ、操作者によるレーダ探査装置の携帯をより容易にすることができる。
【００１２】
また、前記ブラケット部は、前記アーム部材に固定されたアーム側ブラケットと、前記レーダユニットに固定されたレーダ側ブラケットとを有し、前記ブラケット部の回動機構は、前記アーム側ブラケットと前記レーダ側ブラケットにそれぞれ形成された軸穴に、共通の回転軸が貫装されることにより構成されることが望ましい。
また、前記ハンドル部に設けられた操作部は、第一のワイヤの一端が接続された第一のレバーと、第二のワイヤの一端が接続された第二のレバーとを有し、前記第一のワイヤと第二のワイヤの他端は、前記ブラケット部の回動機構の回動方向に沿って前記回転軸の前後にそれぞれ分けて配線され、前記レーダ側ブラケットにそれぞれ接続されていることが望ましい。
このように構成することにより、ブラケット部に回動機構を持たせることができ、また、その回動機構をレバーからなる操作部で操作し、回動させることができる。
【００１３】
また、前記ブラケット部の回動機構の回動方向に沿って前記回転軸の前後には、それぞれ前記アーム側ブラケットと前記レーダ側ブラケットに荷重を付加する弾性部材が設けられていることが望ましい。
また、前記二つの弾性部材のいずれかの弾性定数を変化させる弾性可変手段が設けられていることが望ましい。
このように構成することにより、ブラケット部の回動方向のバランスを保つことができ、地表面が水平のときには、レーダユニットの水平状態を維持することができる。また、弾性部材により、回動機構に戻る力が生じるため、ワイヤが弛むことがなく、ワイヤを用いた操作部の操作を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、地中への埋設物を検知するレーダユニットを具備するレーダ探査装置において、レーダユニットにおける演算処理を簡素化でき、コスト低減が可能となると共に、埋設物が地雷の場合には、不慮の地雷作動を回避することのできるレーダ探査装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明に係る実施の形態について、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係るレーダ探査装置の全体を示す正面図、図２は側面図である。なお、本発明にかかるレーダ探査装置は、図示するように操作者Ｗが携帯して探査作業を行うものとして提供される。
【００１６】
図１、図２に示すレーダ探査装置１００は、地雷等の地中への埋設物を検知するためのレーダユニット１と、このレーダユニット１を支持するための棒状のアーム部材２とを備えている。アーム部材２の先端には、回動機構を有するブラケット部３が設けられており、このブラケット部３を介してレーダユニット１が支持されている。
【００１７】
また、アーム部材２には、アーム支持手段としての吊下げベルト４が接続され、この吊下げベルト４を操作者Ｗが肩に掛けて装着することにより、アーム部材２及びそれに設けられた部材による垂直方向の荷重を操作者Ｗの肩で受けとめ、操作者Ｗが容易に支持できるようになされている。
また、吊下げベルト４が操作者Ｗに装着されると、アーム部材２の一部が操作者Ｗの太腿に当接するようになっている。そして、アーム部材２における操作者Ｗへの当接部には、操作者Ｗに対するアーム部材２の水平方向の向きを規制するための規制手段として、固定パッド５が設けられている。
【００１８】
このように、吊下げベルト３及び固定パッド５によって、レーダユニット１を支持するアーム部材２を操作者Ｗが容易に保持できると共に、操作者Ｗに対するアーム部材２の位置を略固定できるように構成されている。
【００１９】
また、アーム部材２には、操作者Ｗがレーダユニット１の水平方向の移動を操作するためのハンドル部６が設けられ、ハンドル部６の左右両端には、それぞれ操作部としての第一のレバー７と第二のレバー８が設けられている。また、レバー７には第一のワイヤ部材９の一端が接続され、レバー８には第二のワイヤ部材１０の一端が接続されている。そして、ワイヤ部材９、１０の他端は、ブラケット部３に向けてそれぞれ配線されている。
【００２０】
さらにアーム部材２には、レーダユニット１に対する制御情報や、レーダユニット１による出力情報を表示するためのモニタ部１１が設けられ、アーム部材２の後端には、レーダユニット１やモニタ部１１に駆動電圧を供給するための電圧源としてバッテリ１２が装着されている。このように、バッテリ１２がアーム部材２の後端に装着されることにより、アーム部材２の先端に取り付けられたレーダユニット１による荷重とアーム後方のバッテリの荷重によりレーダ探知装置のバランスを保つ構造となっている。
【００２１】
続いて、図３及び図４に基き、レーダユニット１及びブラケット部３についてさらに説明する。図３は、レーダユニット１及びブラケット部３の平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。図３、図４に示すように、レーダユニット１の上面にはブラケット部３がボルト等により固定され、ブラケット３の上面とアーム部材２とが継手部材１５により接続固定されている。図４に示すように、継手部材１５は、垂直方向に対し傾斜してアーム部材２を保持するように形成されている。
【００２２】
ブラケット部３は、アーム部材２に固定されたアーム側ブラケット３ａと、レーダユニット１に固定されたレーダ側ブラケット３ｂとを有し、それぞれに形成された軸穴に共通の回転軸としてシャフト１６が貫装されることにより、それぞれのブラケットが相対的に回動する回動機構を有するように構成されている。この回動機構により、操作者Ｗに固定されたアーム部材２に対しレーザユニット１の傾斜が可能になされている。
【００２３】
また、図４に示すように、ブラケットの回動方向に沿って、シャフト１６の前後には、それぞれ弾性部材としてのスプリング１７、１８が設けられている。このスプリング１７、１８は、アーム側ブラケット３ａとレーダ側ブラケット３ｂのそれぞれに（上下に）荷重を付加するように圧縮状態で取り付けられている。そして、一方のスプリングであるスプリング１７の上方には、アーム側ブラケット３ａを介しスプリング１７の弾性定数を変化させるためのスプリング調整ねじ１９（弾性可変手段）が設けられている。すなわち、このねじ１９を締め付けることにより、スプリング１７がさらに圧縮され、ねじ１９を緩めることにより、スプリング１７が伸長するように構成されている。したがって、ねじ１９の締め付け具合により、スプリング１７とスプリング１８との荷重バランスが調整され、操作者Ｗの身長等の個体差によるアーム部材２の傾斜のばらつきに対し、レーダユニット１の水平バランスをとることが可能になされている。
【００２４】
また、レーダユニット１は、図４の断面図に示すように、信号処理を行うセンサシステム本体１ａと、キャビティアンテナからなる送受信アンテナ１ｂとを有している。なお、送受信アンテナ１ｂは、複数個設けられており、形状は略同一であるが、それぞれが送信アンテナと受信アンテナのいずれかとして割り当てられている。
【００２５】
このように構成されたレーダユニット１では、センサシステム本体１ａで波形整形された信号が、送信アンテナから例えば地雷を検出するための周波数帯域（９００ＭＨｚ〜２６００ＭＨｚ）Ｈｚの電磁波として地中に対し送信される。そして、その反射波は受信アンテナで受信され、再びセンサシステム本体１ａで解析される。また、探査結果は、操作者Ｗがリアルタイムに確認できるようモニタ部１１に表示されるようになされている。
【００２６】
続いて、図５、図６、図７に基いてレバー７、８の操作によるレーダユニット１の回動構造について説明する。図５はハンドル部６の拡大図である。図６は図３のＢ−Ｂ断面図、図７は図６の他の状態を示す図である。
図５に示すように、ハンドル部６は、アーム部材２に対して固定部材２０により固定されている。そして、ハンドル部６の両端には、操作者Ｗが手で握ったときの滑りを抑制するためのグリップ２１が装着され、操作者Ｗがハンドル部６を保持しやすいようになされている。既に図１、図２に示したように、操作者Ｗはハンドル部６の両端が手前となるようにハンドル部６を保持する。このとき、操作者Ｗに対しグリップ２１の手前には、レバー７、８が取り付けられており、操作者Ｗがグリップ２１を握ったまま、レバー７、８の操作ができるようになされている。
【００２７】
また、前記したようにレバー７にはワイヤ部材９の一端が接続され、レバー８にはワイヤ部材１０の一端が接続されている。そして、それらの他端はブラケット部３に向けて配線されている。なお、ワイヤ部材９は、芯線としてのインナーワイヤ９ａと、インナーワイヤ９ａを被覆するビニル材等により形成されたアウターワイヤ９ｂとを有し、レバー７の動作によってインナーワイヤ９ａがアウターワイヤ９ｂの中を摺動するように構成されている。また、ワイヤ部材１０も同様に、芯線としてのインナーワイヤ１０ａと、インナーワイヤ１０ａを被覆するアウターワイヤ１０ｂとを有し、レバー８の動作によってインナーワイヤ１０ａがアウターワイヤ１０ｂの中を摺動するように構成されている。
【００２８】
また、ブラケット部３に向けて配線されたワイヤ部材９，１０は、そのアウターワイヤ９ｂ、１０ｂが、それぞれアーム側ブラケット３ａの前後に接続固定され、インナーワイヤ９ａ、１０ａが、それぞれブラケット部３に対し貫装されている。そして、インナーワイヤ９ａ、１０ａの先端は、それぞれレーダユニット１に対し接続固定されている。
このようにワイヤ部材９，１０が設けられた構造においては、前記したようにブラケット部３においてスプリング１７、１８が設けられているため、ブラケット部３の回動機構に戻る力が生じ、インナーワイヤ９ａ、１０ａが弛むことがない。その結果、操作者Ｗは、ワイヤを用いた操作部（レバー７，８）の操作を正確に行うことができる。
【００２９】
このように構成されたレーダ探査装置１００において、例えば、操作者Ｗがハンドル部６に向かって右側のレバー８を最大限に引くと（図５のＰ１のレバー位置）、それに伴いインナーワイヤ１０ａが引かれてレーダ側ブラケット３ｂが回動し、図７に示すように操作者Ｗから見てレーダユニット１の前方が引き上げられる。これによりレーダユニット１は、前方が上がり後方が下がる形で傾斜する。また、レーダユニット１の後方が下がるため、ワイヤ部材９のインナーワイヤ９ａが下方に引き下げられ、これに伴いレバー７は図５のＰ１の位置に強制的に移動される。
【００３０】
一方、操作者Ｗがハンドル部６に向かって左側のレバー７を最大限に引くと（図５のＰ３のレバー位置）、それに伴いインナーワイヤ９ａが引かれてレーダ側ブラケット３ｂが回動し、操作者Ｗから見てレーダユニット１の後方が引き上げられる（図示なし）。これにより、レーダユニット１は、後方が上がり前方が下がる形で傾斜する。また、レーダユニット１の前方が下がるため、ワイヤ部材１０のインナーワイヤ１０ａが下方に引き下げられ、これに伴いレバー８は図５のＰ３の位置に強制的に移動される。
なお、操作者Ｗがハンドル部６に向かってレバー７またはレバー８を図５のＰ２の位置まで引くことにより、レーダユニット１を水平面に対し水平にすることができる。
【００３１】
以上のように、本発明にかかる実施の形態によれば、吊下げベルト３及び固定パッド５により操作者Ｗに対しレーダ探査装置１００を固定することができ、手振れによるギャップの変動を抑制することができる。
また、本発明のレーダ探査装置１００によれば、操作者Ｗはハンドル部６のレバー７、８を操作することにより、容易にレーダユニット１を傾斜させることができる。したがって、地表面が傾斜していても、地表の傾斜に合わせてレーダユニット１を傾斜させることができるため、測定地点に因らずエアギャップを略一定に維持することができる。その結果、エアギャップ長の変動や手振れの問題に対応するための複雑な演算処理を要せず、レーダユニット１の構造を簡素化でき、コストを低減することができる。
また、レーダユニット１を傾斜させることで、レーダユニット１の地表への接触を回避することができるため、ユニット先端が地表に接触することによる地雷作動の危険を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明にかかるレーダ探査装置は、地中への埋設物を検出する目的において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明に係るレーダ探査装置の全体を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明に係るレーダ探査装置の全体を示す側面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示すレーダユニット及びブラケット部の平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図１及び図２に示すハンドル部の拡大図である。
【図６】図６は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図７は、図６の他の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          レーダユニット
１ａ        センサシステム本体
１ｂ        送受信アンテナ
２          アーム部材
３          ブラケット部
３ａ        アーム側ブラケット
３ｂ        レーダ側ブラケット
４          吊下げベルト
５          固定パッド
６          ハンドル部
７          レバー（操作部、第一のレバー）
８          レバー（操作部、第二のレバー）
９          ワイヤ部材（第一のワイヤ）
９ａ        インナーワイヤ
９ｂ        アウターワイヤ
１０        ワイヤ部材（第二のワイヤ）
１０ａ      インナーワイヤ
１０ｂ      アウターワイヤ
１１        モニタ部
１２        バッテリ（電圧源）
１５        継手部材
１６        シャフト（回転軸）
１７        スプリング（弾性部材）
１８        スプリング（弾性部材）
１９        ねじ（弾性可変手段）
１００      レーダ探査装置
Ｗ          操作者
【図１】
2006250451.tif 000003
【図２】
2006250451.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006250451.tif 000006
【図５】
2006250451.tif 000007
【図６】
2006250451.tif 000008
【図７】
2006250451.tif 000009