JPH0462482B2 - - Google Patents
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- JPH0462482B2 JPH0462482B2 JP59198058A JP19805884A JPH0462482B2 JP H0462482 B2 JPH0462482 B2 JP H0462482B2 JP 59198058 A JP59198058 A JP 59198058A JP 19805884 A JP19805884 A JP 19805884A JP H0462482 B2 JPH0462482 B2 JP H0462482B2
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- JP
- Japan
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- antenna
- apex
- vertices
- transmitting
- transmitting antenna
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
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。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to the non-destructive exploration of gas pipes, water pipes, etc. buried underground from the ground, pavement inspection, etc. using radio waves. This invention relates to a separate parallel antenna used for buried object exploration.
地中探査レーダー用のアンテナとしては、最も
単純な構成として、特開昭59−142491(公知例1)
に示されているような送、受分離の平行型アンテ
ナが知られている。
As the antenna for underground exploration radar, the simplest structure is JP-A-59-142491 (Public Publication Example 1).
A parallel type antenna for transmitting and receiving is known as shown in FIG.
又、実開昭57−176710(公知例2)には、送信
パルス数の低周波電流成分を抵抗にて熱消費し、
高周波成分のみを放射するために、広帯域アンテ
ナに抵抗短絡体を取り付けると共に外部から侵入
する電磁波を吸収するためにアンテナをとり囲む
ボツクスの内囲に電波吸収体を貼り合わせた構成
の超近距離レーダ用アンテナが示されている。 In addition, in Utility Model Application No. 57-176710 (publicly known example 2), the low frequency current component of the number of transmitted pulses is dissipated as heat by a resistor,
An ultra-short-range radar with a configuration in which a resistive short-circuit is attached to a wideband antenna in order to radiate only high-frequency components, and a radio wave absorber is attached to the inner periphery of a box surrounding the antenna to absorb electromagnetic waves entering from the outside. antenna is shown.
しかし、上記公知例1の送、受分離型アンテナ
の場合には、送、受アンテナ双方向に夫々放射さ
れる電波の影響を受けて、目的物からの反射波が
判別しにくいという問題がある。
However, in the case of the separate transmitting and receiving antenna of Publication Example 1, there is a problem that it is difficult to distinguish the reflected waves from the target object due to the influence of radio waves radiated in both directions of the transmitting and receiving antennas. .
又、公知例2の場合には、ボツクスの内面に電
波吸収体を貼り合わせているため、貼り合わせ面
積(量)が大きくなり、ボツクスの重量が増大し
て、作業性能が悪化するという問題がある。 In addition, in the case of known example 2, since the radio wave absorber is bonded to the inner surface of the box, the bonding area (amount) increases, the weight of the box increases, and the work performance deteriorates. be.
本発明の目的は、送、受分離型アンテナにおい
て、アンテナ相互間における電波の影響を防止し
て、目的物からの反射波を明瞭に識別できるよう
に構成した埋設物探査用分離平行型アンテナを提
供することである。 An object of the present invention is to provide a separate parallel type antenna for buried object exploration, which is configured to prevent the influence of radio waves between the antennas and clearly identify the reflected waves from the target object. It is to provide.
本発明の構成は次のとおりである。 The configuration of the present invention is as follows.
同一平面上に互いに平行に配置された三角ダイ
ポール型の地中探査レーダー装置用の送信アンテ
ナと受信アンテナにおいて、送信アンテナのアン
テナ素子の給電点以外の頂点のうち、受信アンテ
ナよりも遠い側の頂点をそれぞれ第1頂点a及び
第2頂点bとし、受信アンテナに近い側の頂点を
それぞれ第3頂点c及び第4頂点dとし、受信ア
ンテナのアンテナ素子の給電点以外の頂点のう
ち、送信アンテナに近い側の頂点をそれぞれ第5
頂点e及び第6頂点fとし、送信アンテナより遠
い側の頂点をそれぞれ第7頂点gおよび第8頂点
hとしたとき、
第3頂点c及び第4頂点d間と第5頂点e及び
第6頂点f間を、その総抵抗値が200〜300Ωの値
である抵抗線R−1及びR−2にてそれぞれ電気
的に接続すると共に送信アンテナ及び受信アンテ
ナのアンテナ素子に電波吸収材を設けて成る埋設
物探査用分離平行型アンテナ。 Among the vertices other than the feeding point of the antenna element of the transmitting antenna, in the transmitting antenna and receiving antenna for a triangular dipole type ground-penetrating radar device that are arranged parallel to each other on the same plane, the vertex on the side farther from the receiving antenna are the first vertex a and the second vertex b, respectively, and the vertices closer to the receiving antenna are the third vertex c and the fourth vertex d, respectively, and among the vertices other than the feeding point of the antenna element of the receiving antenna, Each of the vertices on the nearer side is the 5th
When the apex e and the sixth apex f are the vertices farther from the transmitting antenna, and the vertices farther from the transmitting antenna are the 7th apex g and the 8th apex h, then between the 3rd apex c and the 4th apex d, and between the 5th apex e and the 6th apex F is electrically connected by resistance wires R-1 and R-2 having a total resistance value of 200 to 300 Ω, respectively, and a radio wave absorbing material is provided in the antenna elements of the transmitting antenna and the receiving antenna. Separate parallel antenna for buried object exploration.
上記のように、分離平行型アンテナにおいて、
第3頂点c−第4頂点d間及び第5頂点e−第6
頂点f間をその総抵抗値が200〜300Ω値である抵
抗線R−1及びR−2で電気的に接続すると、送
信アンテナから受信アンテナへ直接向かう電波の
大部分は、抵抗線R−1において吸収され、また
受信アンテナは送信アンテナと同一平面内でかつ
送信アンテナと平行になるように置かれているの
で、抵抗線R−2においても吸収される。そし
て、これら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、消費されなかつた残りの
エネルギーは、抵抗線R−1及びR−2から再放
射され、この再放射された電波は、抵抗線R−1
及びR−2に入射する電波に対して互いに打ち消
しあうように干渉作用を生じるので、受信アンテ
ナにおいては送信アンテナから受信アンテナへ直
接向かう電波の大部分が観測されなくなる。
As mentioned above, in a separate parallel antenna,
Between the third vertex c and the fourth vertex d and between the fifth vertex e and the sixth vertex
When the vertices f are electrically connected by resistance wires R-1 and R-2 whose total resistance value is 200 to 300 Ω, most of the radio waves going directly from the transmitting antenna to the receiving antenna are transmitted through the resistance wire R-1. Since the receiving antenna is placed in the same plane as and parallel to the transmitting antenna, it is also absorbed at the resistance wire R-2. A portion of this absorbed energy is then dissipated in resistance. The remaining energy that was not consumed is re-radiated from the resistance wires R-1 and R-2, and this re-radiated radio wave is transmitted to the resistance wire R-1.
Since interference occurs in the radio waves incident on R-2 and R-2 so as to cancel each other out, most of the radio waves directly going from the transmitting antenna to the receiving antenna are not observed at the receiving antenna.
この結果、送信アンテナから発信される電波が
直接受信アンテナに達することがなくなり、一方
地中方向へ発信される電波の量はほとんど変化し
ないので、指向特性が大幅に改善される。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図に示す地表波はほとんど消減し、物標から
の反射エコーと地表波が明確に区別できるように
なり、埋設物探査が正確に実施し得る。 As a result, the radio waves emitted from the transmitting antenna will no longer directly reach the receiving antenna, and the amount of radio waves emitted underground will hardly change, so the directivity characteristics will be significantly improved. FIG. 4 shows the received waveform when the above invention is implemented,
The surface waves shown in FIG. 3 have almost disappeared, and the reflected echo from the target object and the surface waves can now be clearly distinguished, and buried object exploration can be carried out accurately.
次に、フエライト板等の電波吸収材は、その電
波吸収特性により、送信アンテナから上方に放射
される電波の一部を吸収し、受信アンテナに上方
から入る電波の一部を吸収する。 Next, a radio wave absorbing material such as a ferrite plate absorbs a portion of the radio waves radiated upward from the transmitting antenna and a portion of the radio waves entering the receiving antenna from above due to its radio wave absorption characteristics.
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。 As a result, the upward gain decreases, and the lateral directivity decreases as a result.
以上、抵抗線R−1,R−2(及びR−3,R
−4)及び電波吸収材の作用により側方指向利得
が軽減され(送信アンテナから受信アンテナ方
向、受信アンテナから送信アンテナ方向の両側方
への指向性が小さくなる)、一方地中物標方向へ
の利得は殆んど変化を受けない。 Above, resistance wires R-1, R-2 (and R-3, R
-4) and the effect of the radio wave absorbing material reduces the lateral directivity gain (the directivity in both directions from the transmitting antenna to the receiving antenna and from the receiving antenna to the transmitting antenna becomes smaller), and on the other hand, in the direction of the underground target. The payoff of is almost unchanged.
これにより、送信アンテナから受信アンテナ方
向へ伝わる地表波が軽減され、地中方向へのみ放
射され、地中から反射してく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。 As a result, the surface waves propagating from the transmitting antenna to the receiving antenna are reduced, and are radiated only to the underground direction, making it possible to receive the target reflected signal with almost no change in level. Become.
第2図は上記本発明の実施例を示し、1は全長
50cm、端辺20cmの三角ダ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
は25cmである。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, where 1 indicates the overall length.
The transmitting antenna is a triangular dipole type with a length of 50cm and an edge of 20cm, the feeding impedance is 200Ω, and the distance between elements is 25cm.
なお、受信アンテナ2の構成も上記送信アンテ
ナ1と同じである。 Note that the configuration of the receiving antenna 2 is also the same as that of the transmitting antenna 1 described above.
R−1は、送信アンテナ1のアンテナ端第3頂
点c−第4頂点d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300
Ωに設定したものである。 R-1 is a resistance wire connected between the third apex c and the fourth apex d of the antenna end of the transmitting antenna 1,
This resistance wire R-1 has three 100Ω metal film resistors 4 attached to the lead wire 5, and the resistance between the terminals is 300Ω.
It is set to Ω.
R−2は、受信アンテナ2のアンテナ端子第5
頂点e−第6頂点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に設定してある。 R-2 is the fifth antenna terminal of receiving antenna 2.
Use a resistance wire connected between the vertex e and the sixth vertex f, and add the resistance between the terminals in the same way as on the transmitting antenna 1 side.
It is set to 300Ω.
3は、送、受信アンテナ1,2のアンテナ素子
に設けたフエライト板(電波吸収体)にして、こ
のフエライトは100×100×10mmから成る焼結板に
して、軽量化のために給電部6に近い位置にのみ
設けられている。 3 is a ferrite plate (radio wave absorber) provided on the antenna elements of the transmitting and receiving antennas 1 and 2. This ferrite is a sintered plate of 100 x 100 x 10 mm, and the feeding part 6 is used to reduce weight. It is only located close to.
第1図は第1頂点a−第2頂点b及び第7頂点
g−第8頂点h間にも抵抗線R−3,R−4を接
続し、電波吸収体3を装着しない例であるが、こ
の例の場合、第2図に示した実施例に比較して性
能は低下する。 FIG. 1 shows an example in which resistance wires R-3 and R-4 are also connected between the first apex a and the second apex b and between the seventh apex g and the eighth apex h, and the radio wave absorber 3 is not attached. , in this example, the performance is degraded compared to the embodiment shown in FIG.
なお、塗料状の電波吸収体の場合は、直接アン
テナ素子面に塗布する。 In the case of a paint-like radio wave absorber, it is applied directly to the antenna element surface.
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。 The operation and effect of the above embodiment will be explained using theoretical formulas.
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。 The transmitting antenna 1 and the resistance wire R-1 are placed in the same plane.
そして、右方向に受信アンテナ2が置かれてい
る。 A receiving antenna 2 is placed on the right side.
送信アンテナ1の自己インピーダンス Z11
抵抗線の自己インピーダンス Z22
送信アンテナ1、抵抗線R−1相互インピー
ダンス Z12
を用いて成立する回路関係式は、
V1=I1Z11+I2Z12 (1−a)
O=I2Z22+I1Z12 (1−b)
となり、電波吸収体R−1における電流は以下の
ように算出できる。 Self-impedance of transmitting antenna 1 Z 11 Self-impedance of resistance wire Z 22 Transmitting antenna 1, resistance wire R-1 mutual impedance Z 12 The circuit relational expression established using Z 12 is V 1 = I 1 Z 11 + I 2 Z 12 ( 1-a) O=I 2 Z 22 +I 1 Z 12 (1-b) The current in the radio wave absorber R-1 can be calculated as follows.
I2=−I1Z12/Z22 (2)
これにより、受信アンテナ2方向で観測される
電界は次式となる。 I 2 =−I 1 Z 12 /Z 22 (2) As a result, the electric field observed in the two directions of the receiving antenna is expressed as follows.
E=k(I1+I2)=k(I1−I1Z12/Z22)=kI1(
1−−Z12/Z22)(3)
(3)式からわかる通り受信アンテナ2方向の電界
は送信アンテナ1の出力(I1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1と抵抗線R−1の相互インピーダンスによつ
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、Z12とZ22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。 E=k(I 1 +I 2 )=k(I 1 −I 1 Z 12 /Z 22 )=kI 1 (
1--Z 12 /Z 22 ) (3) As you can see from equation (3), the electric field in the two directions of the receiving antenna is the output of the transmitting antenna 1 (amount related to I 1 ), the self-impedance Z 22 of the resistance wire R-1, and the transmitting It is determined by the mutual impedance of antenna 1 and resistance wire R-1, and in order to have a shielding effect in the direction of receiving antenna 1, Z 12 and Z 22 must have approximately the same size (including the sign). is necessary.
ところで、Z12〜Z22が受信アンテナ2方向の利
得を下げる件であるから、これらの計算に基づい
て抵抗線R−1の抵抗値等を決定することとな
る。 By the way, since Z 12 to Z 22 are matters for lowering the gain in two directions of the receiving antenna, the resistance value of the resistance line R-1, etc. will be determined based on these calculations.
第5図に、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
減の効果の関係を示す。 FIG. 5 shows the relationship between the surface wave reduction effect and the change in the resistance value of the resistance wire using the parallel antenna having the structure of the present invention.
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。 From these results, it can be seen that (1) the appropriate resistance value of the resistance wire to be attached is about 200Ω to 300Ω.
(2) またフエ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
らわれている。フエライト板の装着効果が大き
いことがわかる。(2) Furthermore, the effect of reducing surface waves by installing a ferrite plate appears at a constant rate regardless of changes in resistance value. It can be seen that the effect of installing the ferrite plate is large.
(3) パイプ反射エコーは抵抗値の変化、フエライ
ト板の有無によつ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。(3) The pipe reflected echo does not change much due to changes in resistance or the presence or absence of the ferrite plate.
This indicates that the characteristics towards the underground have not changed.
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のアンテナ端子第3頂点c−第4頂
点d間及び第5頂点e−第6頂点f間に抵抗値
200〜300Ωの抵抗線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1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、更に消費されなかつた電波は抵抗線
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。
As described above, the present invention provides a resistance value between the third apex c and the fourth apex d and between the fifth apex e and the sixth apex f of the antenna terminals of the transmitting antenna 1 and the receiving antenna 2.
Since the resistance wires R-1 and R-2 of 200 to 300Ω are connected, these resistance wires R-1 and R-2 absorb and consume a part of the radio waves going from the transmitting antenna 1 to the receiving antenna 2, and further The unconsumed radio waves are radiated from the resistance wires R-1 and R-2, respectively, and the re-radiated radio waves interfere with the incident radio waves, and this effect creates a shadow in the two directions of the receiving antenna.
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、一方地中方向への利得
は殆んど変化しないので、指向特性が改善され
る。よつて、目標物標からの反射エコーが明瞭と
なる。 As a result, the transmitting antenna 1 no longer produces a gain in the direction of the receiving antenna 2, and the gain in the underground direction hardly changes, so that the directivity characteristics are improved. Therefore, the reflected echo from the target object becomes clear.
又、送・受信アンテナ1,2のアンテナ素子に
電波吸収材3を設けたことにより、送信アンテナ
1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と共に
ボツクスの内面に貼り合わせる方式に比較して電
波吸収材の量は少なくても済み、この分軽量化が
図れる。 Furthermore, by providing the radio wave absorbing material 3 on the antenna elements of the transmitting/receiving antennas 1 and 2, it absorbs the radio waves radiated upward from the transmitting antenna 1 and the radio waves entering the receiving antenna 2 from above. The gain can be lowered and the directivity can be further improved, and the amount of radio wave absorbing material can be reduced compared to a method in which it is bonded to the inner surface of the box, and the weight can be reduced accordingly.
第1図は第2図に示した本発明における実施例
との比較例図、第2図は本発明の実施例図、第3
図は従来の探査波形の説明図、第4図は本発明に
よる探査波形の説明図、第5図は抵抗線及びフエ
ライト板装着の信号レベルを示すグラフである。
1……送信アンテナ、2……受信アンテナ、3
……フエライト板、4……抵抗、5……リード
線、R−1,R−2,R−3,R−4……抵抗
線、c……第3頂点、d……第4頂点、e……第
5頂点、f……第6頂点。
FIG. 1 is a comparative example with the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, FIG. 2 is an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional exploration waveform, FIG. 4 is an explanatory diagram of an exploration waveform according to the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the signal level of a resistance wire and a ferrite plate attached. 1...Transmission antenna, 2...Reception antenna, 3
...Ferrite plate, 4...Resistance, 5...Lead wire, R-1, R-2, R-3, R-4...Resistance wire, c...Third vertex, d...Fourth vertex, e...5th vertex, f...6th vertex.
Claims (1)
イポール型の地中深査レーダー装置用の送信アン
テナと受信アンテナにおいて、送信アンテナのア
ンテナ素子の給電点以外の頂点のうち、受信アン
テナよりも遠い側の頂点をそれぞれ第1頂点a及
び第2頂点bとし、受信アンテナに近い側の頂点
をそれぞれ第3頂点c及び第4頂点dとし、受信
アンテナのアンテナ素子の給電点以外の頂点のう
ち、送信アンテナに近い側の頂点をそれぞれ第5
頂点e及び第6頂点fとし、送信アンテナより遠
い側の頂点をそれぞれ第7頂点gおよび第8頂点
hとしたとき、 第3頂点c及び第4頂点d間と第5頂点e及び
第6頂点f間を、その総抵抗値が200〜300Ωの値
である抵抗線R−1及びR−2にてそれぞれ電気
的に接続すると共に送信アンテナ及び受信アンテ
ナのアンテナ素子に電波吸収材を設けて成る埋設
物探査用分離平行型アンテナ。 2 送信アンテナ及び受信アンテナのアンテナ素
子に電波吸収材を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。[Claims] 1. In a triangular dipole type transmitting antenna and receiving antenna for a deep underground radar device that are arranged parallel to each other on the same plane, among the vertices other than the feeding point of the antenna element of the transmitting antenna, The vertices on the side farther from the reception antenna are respectively referred to as the first apex a and the second apex b, and the vertices on the side closer to the reception antenna are respectively referred to as the third apex c and the fourth apex d, other than the feeding point of the antenna element of the reception antenna. Among the vertices, the vertices on the side closer to the transmitting antenna are
When the apex e and the sixth apex f are the vertices farther from the transmitting antenna, and the vertices farther from the transmitting antenna are the 7th apex g and the 8th apex h, then between the 3rd apex c and the 4th apex d, and between the 5th apex e and the 6th apex F is electrically connected by resistance wires R-1 and R-2 having a total resistance value of 200 to 300 Ω, respectively, and a radio wave absorbing material is provided in the antenna elements of the transmitting antenna and the receiving antenna. Separate parallel antenna for buried object exploration. 2. A separate parallel antenna for buried object exploration as set forth in claim 1, wherein the antenna elements of the transmitting antenna and the receiving antenna are coated with a radio wave absorbing material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198058A JPS6175607A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Separation parallel type antenna for searching burried object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198058A JPS6175607A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Separation parallel type antenna for searching burried object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175607A JPS6175607A (en) | 1986-04-18 |
| JPH0462482B2 true JPH0462482B2 (en) | 1992-10-06 |
Family
ID=16384827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198058A Granted JPS6175607A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Separation parallel type antenna for searching burried object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175607A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4896705B2 (en) * | 2005-05-26 | 2012-03-14 | 株式会社東芝 | ANTENNA DEVICE AND RADIO DEVICE HAVING ANTENNA DEVICE |
| US7515111B2 (en) | 2006-05-26 | 2009-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna apparatus |
| JP5006902B2 (en) * | 2009-04-22 | 2012-08-22 | 三菱電線工業株式会社 | Planar antenna |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57176710U (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-09 | ||
| JPS59142491A (en) * | 1983-02-02 | 1984-08-15 | Osaka Gas Co Ltd | Signal processing method of underground search radar |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59198058A patent/JPS6175607A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6175607A (en) | 1986-04-18 |
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