[其他]探物方法和系統

在審

• 申請號: 101985000002863
• 申請日: 1985-04-17
• 公開（公告）號: CN1003613B
• 公開（公告）日: 1989-03-15
• 發明（設計）人: 道口內博;高橋文信;平本和夫;西政嗣;園田真治
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 董江雄

利用無線電波探測物體的方法和裝置，其無線電波是通過一指向所探物體的天線發射的。由該物體反射回來的回波由天線接收。根據所發射的波形和所接收波形的相位差，即可辨別出這一物體的材質。在一顯示部件上可使這一物體以圖象顯示出來。

本發明一般講是涉及了利用無線電波來探測有形物體的方法，以及應用這一方法的裝置。更具體說，本發明是關于物體探測的方法和系統，適用于辨別埋于地下的物體的位置或方位，形狀或外形，及其材質，當然本發明的應用并非僅局限于此。

與利用無線電波探測物體相關的一種方法，示于題為“雷達系統”的日本專利申請中〔其申請號為247689/1983，申請日為1983年12月29日（此申請還未公開）〕;以及與此相應的美國專利申請中（題目是“雷達裝置”，申請號為687，862，申請日為1984年12月31日）;另外還在“日本IECE技術報告”1980年1月25日一期上做過報道（論文的題目是“地下雷達系統”SANE79-40），這篇論文是對上述專利申請中所說明的技術的解釋。上述前日本專利申請的系統方框圖示于附圖的圖1中。

參見圖1，振蕩器3以很高頻率進行振蕩，它的輸出能量以重迭形脈沖的無線電波形式，經發射/接收選擇器4從天線2向地面或大地發射。由埋藏目標物體1反射的回波信號由天線2接收，并經發射/接收選擇器4，又經放大器5放大后送到顯示部件9上。控制器10存入發射無線電波的那一時刻，并把它與接收回波信號的時刻進行比較以產生一時間差信號，根據這一信號，就可計算確定出無線電波傳播所需的時間。另外，控制器10用于在顯示部件9上確定一個位置，在此位置處將顯示出與上述時間差或發射的無線電波和接收的無線電波之間的時間間隔相關的接收信號，從而在顯示部件9上顯示出所埋物體1。以此種方法，根據上述時間差和無線電波在地下傳播的速度，即可計算確定出埋藏物體在深度方向上的位置。顯然，無線電波的傳播速度，是根據無線電波傳播經過的介質類型變化的。所以，當所講的這一傳播速度不能通過一個信號測量周期予以確定時，可通過改變天線位置經若干次測量得到時間差，從而根據這若干次測量所得到的數據來確定傳播速度。另外，為確定所埋物體在水平方向上的位置，可以移動天線2，在此天線的各不同位置處測量回波（所反射的無線電波）的強度，以確定回波強度的水平分布情況。這樣，所埋物體的水平位置即可根據回波信號強度呈最大點的位置而測定出來。

對于要探測的所埋或置于地下的物體，舉例說來可以是供水管路，供氣管道及其它物體。在這方面，應注意到地下的管路或管道并非總是鋼制的，根據不同應用之需也可以是由氯乙烯一類的其它材料制成的。在這種情況下，為確定某一特定管路或管道如供氣管道的位置，探明構成這一管道的材質就顯得非常重要。再者，對反射無線電波的物體的分辨識別也是重要的，因為位于地下的不僅有所埋的如供氣管道一類的管子，還可能有巖石以及由于損壞的供水管路的泄漏而形成的水坑，由漏氣而造成的空穴，遠古時代的遺留體或殘物，未爆炸的炮彈一類的危險物和其它物體。為能在上述各種所埋物體中，僅分辨識別出要找的所埋目標物，就有必要分辨識別出目標物的形狀或外形及其材質。

至此，結合對反射無線電波的物體的識別，已經采用了檢驗或檢測回波強度差異的方法。這種方法從原理上講是基于這一事實，即如果所講的物體是分別由塑料（或氣體）和鋼制成的，而且它們均位于同一位置，有著相同的形狀或輪廓，那么從這些物體所反射的回波強度之差約為20分貝。因此這種方法適用于分辨識別具有相同的外徑或輪廓的所埋物體的材質，但是在上述物體的外徑和/或形狀有差異時，就產生了這種方法不能適用的缺陷。

上述對所埋管道的探測裝置能夠以圖象信息的方式顯示出地下探測的結果。在這種情況下，當地下的巖石和/或空穴產生的雜亂回波作為圖象信息同時顯示出來時，所顯示的圖象會變得非常復雜，以致很難從無用信息中區分出所需信息，因為前者已復蓋了后者。因此對于圖象顯示，要從所反射的電波中消除無用信號（作為雜波將在下文中涉及到），僅分離出有用信息進行處理也是非常重要的。

本發明的目的是提供一種利用無線電波準確識別出位于地下、空中或水下的目標物，及其相應的位置、形狀和材質的方法以及可實現這種方法的裝置。

本發明的另一目的是提供一種目標物探測方法以及可實現此種方法的裝置，這種方法可根據由物體產生的回波信號，以圖象信息的方式清晰而準確地顯示出上述物體的位置和材質。