JPH079464B2

JPH079464B2 - 埋設物体の位置探査方法およびそのシステム、ならびに、光ファイバ・ケーブル

Info

Publication number: JPH079464B2
Application number: JP41451990A
Authority: JP
Inventors: ディ．デービスドナルド; スティーブペストウウィリアム; ジェイ．シェピスアル; エイ．ターナーロイス
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH04128682A; CA2033304A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下使用に適した位置
探査可能な装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅通信ケーブルと光ファイバ通信ケーブ
ルは、情報を伝送する方法において、および、転送する
エネルギーの形においてさえ、非常に相異なっている
が、それにもかかわらず、同様の設置方法を使用して、
ほぼ同様の方法で使用される。例えば、いずれのケーブ
ルも、地上で使用されることもあり、また、直接地中に
埋設されることもある。

【０００３】銅ケーブルは本質的に金属性であるため、
金属材料を含む必要のない、すなわち、全材料が誘電体
であってもよい光ファイバ・ケーブルと異なって、落雷
の事故からケーブルを保護するために、特殊なシールデ
ィングがしばしば必要である。吊り下げられたケーブル
の部分および埋設ケーブルの地表に露出した部分は、落
雷を受けやすい。落雷の問題は、ケーブルの周囲を包
み、ケーブルの縦方向にのびる金属シールドをケーブル
に組み込むことによって部分的に克服されている。金属
シールドは、しばしばケーブルの内側ジャケットと外側
ジャケットの間に配置され、ケーブルの長さに沿って異
なる点で接地される。ケーブルの一部に落雷した場合、
そのエネルギーは金属シールド内へ接続して地中へ伝わ
り、金属シールド内に配置されたケーブルの伝送部分に
障害を与えずに済む。

【０００４】光ファイバ・ケーブルは、しばしば、その
シース・システム内に金属性の強化部分を組み込むこと
によって強化されている。一般的に、ケーブルが最終の
最外部プラスチック・ジャケットを取り付けられる前
に、複数の強化ワイヤがケーブルの長さに沿ってらせん
状に配置される。これらのワイヤは金属性なので、落雷
をケーブルに引き寄せることがあり得る。落雷からの保
護は、いくつかの光ガイド・ケーブルに対して、銅ケー
ブルを保護するのに使用される方法、すなわち、ケーブ
ル設置中にケーブル・シース・システムの内部の周りに
金属シールドを配置することによって行われている。

【０００５】メンテナンスおよび再配置のため、およ
び、将来のケーブル設置および掘削作業中にケーブルを
切断することを避けるようにケーブル路に印をつけるた
め、例えば埋設ケーブルを位置探査できるのが望まし
い。埋設されたケーブル、ワイヤ、パイプおよびその他
の物体は、その構造がシールドまたは強化部分のような
連続な縦方向にのびる金属部分からなるものであるが、
ケーブル位置探査器と呼ばれる装置を使用することによ
って位置探査される。

【０００６】このいわゆるケーブル位置探査器は、信号
送信機および信号受信機の２つの部分かなる。埋設構造
の金属部分に直接または誘導的に接続され、固定位置に
置かれた信号送信機は、その構造内にいわゆるトレーシ
ング・トーンを送信する。トレーシング・トーンは、埋
設物体の金属部分に、特性電磁場を放射させる電気信号
である。作業者は受信機を地面に接近して保持し、ケー
ブルが位置していると作業者が考えている領域の上を左
右に振り動かす。受信機には、電磁誘導ピックアップ・
コイル変換器が取り付けられており、これは、トレーシ
ング・トーンによって生成された電磁場によって励振さ
れると、埋設物体の相対位置を示すと解釈できる信号を
生成する。

【０００７】最近、金属性強化部分を使用せずに光ケー
ブルの信頼性に必要な強度をもつ光ファイバ・ケーブル
・シース・システムが開発されている。米国特許第４，
８７４，２１９号には、光ファイバ・コア、そのコアが
配置されるチューブ、縦方向にのびる防水テープ、らせ
ん状に巻いた縦方向にのびる複数の非金属性強化部分お
よび外部ジャケットからなる光ファイバ・ケーブル・シ
ステムが開示されている。

【０００８】このいわゆる全誘電体設計の利点の１つ
は、これは金属性シース・システム部分を含まないた
め、落雷を引き寄せたり、不注意によって電源ケーブル
と交差した場合に危険な電圧を送信したりしないことで
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記全誘電体設計の欠
点の１つは、従来の埋設ケーブル位置探査技術が使用で
きないことである。埋設ケーブルが縦方向にのびる金属
部分を含まない場合、明らかに、上で説明された埋設ケ
ーブルの従来の位置探査手段は使用できない。全誘電体
埋設ケーブルを位置探査する装置および方法は、必要な
ことであり、従来おそらくどこにも示されていないこと
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】埋設された全誘電体ケー
ブルを位置探査するという前記の問題は、本発明の方法
およびシステムによって解決される。

【００１１】例えば、誘導部分および容量部分ならびに
表面にマウントされたダイオードを有するプリント回路
からなる電子共鳴タグが、例えば全誘電体光ケーブルの
ような埋設された物体とともに配置される。電子共鳴タ
グの容量性部分およびダイオードは、電子共鳴タグが外
部電磁刺激によって励振された場合に特性的に共鳴する
ような値に設定される。

【００１２】１つの実施例では、送信部分からなるトラ
ンシーバが、高利得アンテナを通して、少なくとも２つ
の周波数のエネルギーからなる電磁エネルギーを生成し
送信するように設定される。送信エネルギーは、第１周
波数ｆ_ａおよび第２周波数ｆ_ｂからなり、第２周波数ｆ
_ｂは、第１周波数ｆ_ａの値の５％以内である。狭バンド
幅受信機が備えられるが、これは、高利得アンテナに接
続された入力をもち、このアンテナは送信部分が取り付
けられているものと同じアンテナでもよい。そして、こ
の受信機は、２つの送信周波数の相互変調生成周波数を
受信するのに有効である。

【００１３】電子共鳴タグを有する光ファイバ・ケーブ
ルは埋設され、従って視界から隠される。光ケーブルの
場合、電子共鳴タグは、ケーブルの同軸に配置された誘
電体シース部分の中またはその間に含まれる。電子共鳴
タグはケーブルの長さに沿って間隔をおいて配置され、
円周方向にはずらして配置される。

【００１４】ケーブルは、上記のトランシーバ装置で位
置探査される。これを実行するために、作業者は、ケー
ブルが埋設されていると考えられる一般的な領域にトラ
ンシーバを走査する、すなわち、振り動かす。送信部分
は、少なくとも１つの周波数のエネルギーからなり、１
つの実施例では２周波数からなる電磁エネルギーを送信
する。これが実行されると、送信部分によって発生され
た電磁エネルギーは地表を貫通し、その間に、電子共鳴
タグを励振する。

【００１５】電子共鳴タグは非線形応答をもつので、２
つの送信周波数の相互変調生成周波数を放射する。受信
機は相互変調信号を受信し、その信号を、埋設ケーブル
の位置を決定するために有用な出力信号に変換する。

【００１６】

【実施例】図１を見ると、本発明のケーブル位置探査の
実行方法が示されている。図１に見られるように、ケー
ブル２０は地表面２１の下に埋設されて示されている。
図２に示されているように、ケーブル２０は、縦方向に
のびるコア・チューブ２４内に配置された少なくとも１
つの光ファイバ２３を有するコア２２からなる。望まし
い実施例では、複数の強化部分２６〜２６が、コア・チ
ューブ２４の長さに沿って縦方向に、または、らせん状
に配置される。さらに、防水材料２７もコア・チューブ
の周りに配置される。防水材料は、図示されているよう
にテープであってもよいし、またはその代わりに、防水
繊維（図示せず）でもよい。

【００１７】ケーブル２０は全誘電体ケーブルである、
すなわち、ケーブルを構成するすべての材料、例えば、
強化部分は、非金属である。明かな理由によって、ケー
ブル２０が、地下埋設にもかかわらず位置探査可能であ
ることが重要である。

【００１８】埋設された非誘電体ケーブル、すなわち、
連続的な金属要素を有するケーブルが位置探査されるこ
とが所望される場合、従来のケーブル探査方法が利用で
きる。図３に、従来のケーブル位置探査の実行方法が示
されている。図３に示されるように、ケーブル３０は、
銅ワイヤ３２〜３２のコア３１を有し、地表面３３の下
に埋設されて示されている。信号送信機３４が、ケーブ
ル３０の一部３７へのいわゆるトレーシング・トーン３
６を含めて示されている。

【００１９】もう１つの実施例では、信号送信機３４
は、ワイヤ３８によってケーブル３０に電気伝導性をも
って接続される。トレーシング・トーン３６は、５０ヘ
ルツ（Ｈｚ）から数百キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数範
囲内にある。この周波数範囲では、トレーシング・トー
ン３６はＡ．Ｃ．電流の形であり、ケーブル３０の長さ
に沿って伝わり、その間にケーブルの周りに磁場３５を
発生する。

【００２０】作業者が、多巻回ワイヤ・ループを有する
センサ部分４０、信号強度インジケータを有するハンド
ル部分４１および柄部分４２からなる携帯検出器３９と
ともに図示されている。ケーブル位置探査実行中、携帯
検出器３９は、センサ部分４０が地表面３３のすぐ上に
位置するように、しかし地表面３３に接触しないように
保持される。作業者がセンサ部分４０を、ケーブル３０
の一般的な位置の上で掃引すると、磁場３５がセンサ４
０の多巻回ワイヤ・ループに電流を誘導する。

【００２１】ワイヤ・ループ内の誘導電流は、その強度
の示度がメータ上に表示されるか、または、音変換器に
よって生成される変動するボリュームの音として聞こえ
るように変換される。これらのメータまたは変換器のい
ずれかは、携帯検出器３９のハンドル部分に位置する。
携帯検出器がケーブル上の一般的な領域を掃引される
と、相対的に高いメータの読みまたは音量が、例えばセ
ンサ部分４０が埋設ケーブル３０の直上にあることを示
す。センサ部分が横へ移動されると、メータの読みまた
は音量は減少する。従って、ケーブルの相対的に正確な
位置は、今説明されたような回帰プロセスを使用して決
定される。

【００２２】今説明された従来の方法は、図２の全誘電
体ケーブル２０を位置探査するためには使用できない。
埋設された全誘電体ケーブル２０を位置探査するために
は、ケーブルは本発明によって改良されなければならな
い。

【００２３】全誘電体ケーブルのような埋設ケーブルを
位置探査することができるように、ケーブルには電子共
鳴システムが備えられる。このために、複数の電子共鳴
タグ４４〜４４（図２参照）が、コア・チューブ２４と
外部シース部分４８の外面４６との間に配置される。１
つの実施例では、電子共鳴タグ４４〜４４は、シース部
分４８からなるプラスチック材料内に、シース部分の内
面５０に隣接して埋め込まれる。

【００２４】所望される実施例では、電子共鳴タグ４４
〜４４は、キャリア・テープ４９（図４参照）に沿って
縦方向にだけでなく横方向へも間隔をおいて配置され
る。その理由は、例えば、テープがシース作業中にコア
・チューブ２４の周りに巻き付けられるときに、それぞ
れの連続する電子共鳴タグが回転方向に、先行する電子
共鳴タグから例えば１２０度だけ変位するからである。

【００２５】他の点ではすべて誘電体であるシースの中
に組み込まれた電子共鳴タグ４４〜４４は、金属部分か
らなる。しかし、これらの部分は、ケーブルの長さ方向
に関しては非連続であり、実際、ケーブル内で約６０ｃ
ｍごとに間隔をおいて配置されている。しかも、電子共
鳴タグ４４〜４４は、ケーブルのいずれかの部分を電気
的に接地するようないかなる種類のパスももたない。従
って、電子共鳴タグ４４〜４４は、ケーブルへの落雷の
可能性を増加させることはない。

【００２６】電子共鳴タグ４４〜４４のうちの１つおよ
び付随する等価回路の例が図５および図６に示されてい
る。想起されるように、電子共鳴タグを全誘電体ケーブ
ル構造内に組み込む１つの方法は、電子共鳴タグを、ケ
ーブル・シース構造の部分の間に配置するか、または、
その中に埋め込むという方法である。従って、所望され
ることは、電子共鳴タグは、ほとんど平面からなり、相
対的に薄いことである。

【００２７】一般的な電子共鳴タグは、相対的に薄い誘
電体基板５２の平面上に配置されたフォイル回路５１お
よび表面上にマウントされたダイオード５３からなる。
フォイル・パターンの形および誘電体基板の平面上での
その各部分の配置は、図６の等価回路において、それぞ
れキャパシタ５４およびコイル５５で表された容量性お
よび誘導性素子を与える。

【００２８】好ましい実施例では、誘導性フォイル・ル
ープ５８は端点５６〜５６をもつ開ループであり、およ
そ幅１２ｍｍおよび長さ９０ｍｍで、これは１。０ＧＨ
ｚ電磁信号の電気的な１／２波長に等しい。ダイオード
５３の１対のリード線５７〜５７は、誘導性フォイル・
ループの端点５６〜５６にはんだづけされ、従って電気
伝導性フォイル・ループ５８が電気的に閉じる。

【００２９】もう１つの誘導性フォイル・ループは、５
８で示されているが、ダイオード５３と電気的に並列に
配置される。誘導性フォイル・ループ５８は、電子共鳴
タグの動作周波数（１．０ＧＨｚの範囲）において、ダ
イオード５３の接点容量と正確に共鳴するようなインダ
クタンス値をもつ。このインダクタンスは、ダイオード
５３の接点容量がダイオードを分流するのを防ぐために
必要である。これがない場合、ダイオードの信号ミキサ
としての有効性が低下する。

【００３０】本発明の方法によって位置探査されるケー
ブル２０は、通常、０．５〜１．５メートルの範囲の深
さに埋設される。作業者が、携帯トランシーバ６０（図
１参照）をもって図示されており、携帯トランシーバ６
０は、送受信アンテナ６３を有するセンサ部分６２、送
信機部分６４および受信機部分７４（図７参照）からな
る。ハンドル部分６６は、メータ変換器６７および音声
変換器６８を有し、これらの機能はそれぞれ、センサ部
分によって伝播された信号を、計器信号および音響信号
に変換することである。柄部分６９は、ハンドル部分を
センサ部分と接続する。

【００３１】作業者はまず第１にケーブルの一部の一般
的な位置を推定することによって、埋設ケーブル２０を
位置探査する。ケーブルの一部の形跡は、ケーブルが終
結もしくは他のケーブルに接合されている、付随するク
ロージャの既知の位置か、または、慣習、経験もしくは
地図によって指示される一般的な位置のいずれかであ
る。作業者は、トランシーバ６０を、その一般的な位置
に保持し、センサ部分６２が地表面２１に接近するが接
触しないように保持されるようにする。センサ部分はま
た、埋設ケーブル２０の直上の部分を含む地表面の一部
を掃引する。

【００３２】作業者が地表面上でセンサ部分６２を掃引
するとき、センサ部分は電磁エネルギーを送信する。こ
の電磁エネルギーは、少なくとも２つの周波数ｆ_ａおよ
びｆ_ｂのエネルギーを有し、ｆ_ｂはｆ_ａの約５％以内で
あり、送信機部分６４によって発生される。少なくとも
２つの周波数からなる電磁エネルギーを以下では電磁信
号７１と呼ぶ。電磁信号７１は土壌７２を貫通し、電磁
信号７１の範囲内の交流電流を電子共鳴タグ内に誘導す
ることによって、電子共鳴タグ４４〜４４を励振する。

【００３３】各電子共鳴タグ４４の電子共鳴回路のダイ
オード５３は、センサ部分６２の送信機によって送信さ
れた電磁信号７１の２周波数ｆ_ａおよびｆ_ｂのミキサと
して動作する。２周波数がダイオードのような非線形デ
バイスで混合されると、２周波数の組合せの高調および
相互変調成分が生成される。従って、Ａｃｏｓ（２πｆ
_ａｔ）およびＢｃｏｓ（２πｆ_ｂｔ）の式で表される２
つの信号がダイオード５３で混合されると、１つの特に
有用な相互変調成分が生成され、ｋＡ^２Ｂｃｏｓ［２π
（２ｆ_ａ−ｆ_ｂ）ｔ］の式で表される。ただし、ｋは回
路の変換効率に関係した係数である。

【００３４】ｆ_ａとｆ_ｂがかなり接近した周波数である
場合、ダイオード５３で混合された周波数から生成され
る相互変調周波数成分（２ｆ_ａ−ｆ_ｂ）は周波数ｆ_ａお
よびｆ_ｂに相対的に近い。ｆ_ａ，ｆ_ｂおよび相互変調周
波数（２ｆ_ａ−ｆ_ｂ）が相対的に近い場合、アンテナ６
３は、周波数ｆ_ａおよびｆ_ｂの送信と、電子共鳴タグに
よって放射される相互変調周波数（２ｆ_ａ−ｆ_ｂ）から
なる復帰信号７３の受信との共通のアンテナであってよ
い。復帰信号７３の出力は信号ｆ_ａの出力の２乗に比例
するので、ｆ_ａ信号のみに余分の出力を与えることによ
って復帰信号は最大化される。

【００３５】センサ部分６２によって受信される放射信
号７３の大きさは、受信機部分７４における許容可能な
信号−ノイズ比を得るためには十分な強度がなければな
らない。電子共鳴タグによって吸収され放射され、従っ
てセンサ部分６２の受信機部分７４によって受信される
エネルギーの大きさは、とりわけ、電磁信号７１の周波
数、電子共鳴タグに入射する電磁信号の大きさ、電子共
鳴タグの有効露出表面積および局所的土壌状態の関数で
ある。

【００３６】放射信号７３の周波数および大きさは、選
択された電子共鳴タグの特性、ケーブル位置探査方法お
よび装置が有効である深度範囲、および局所的土壌状態
によってほとんど決定される。周波数および大きさは、
必要な性能を満足するように最適化される。

【００３７】電子共鳴タグの有効露出表面積は、電子共
鳴タグの実表面積に、電子共鳴タグへの送信信号の入射
角のサインをかけたものである。従って、電磁信号７１
が電子共鳴タグの平面に垂直に入射する場合、電子共鳴
タグの有効露出表面積は１と実表面積の積であり、これ
は実表面積に等しい。従って、吸収および放射されるエ
ネルギーの大きさは最大化される。電磁信号が電子共鳴
タグの平面に並行である場合、有効露出表面積は０と実
表面積の積であり、従って吸収されるエネルギーは０で
ある。理解されるように、電子共鳴タグの有効露出表面
積は、送信信号に対する電子共鳴タグの向きによって変
化する。

【００３８】土壌減衰は、電子共鳴タグへ向かう電磁信
号に影響を与えるだけでなく、電子共鳴タグによって放
射され受信機部分７４によって受信される信号にも影響
を与える変数である。電磁信号が土壌を通過する際の減
衰は、信号が通過する土壌の状態および信号周波数の関
数である。図８を見ると、すべての型の土壌状態に対し
て、一方向土壌減衰は送信信号の周波数の上昇とともに
上昇することが分かる。さらに、一方向土壌減衰は土壌
の含水率の関数でもある。

【００３９】例えば、乾燥土壌に対する電磁信号の土壌
減衰（ｄＢ／メートル（深さ））は、１ＭＨｚから１Ｇ
Ｈｚの信号周波数のそれぞれに対し、約０．５ｄＢから
２．５ｄＢ／メートル（深さ）に上昇する。湿潤土壌に
対しては、土壌減衰は、１ＭＨｚから１ＧＨｚの電磁信
号周波数のそれぞれに対し、１．５ｄＢから７．５ｄＢ
／メートル（土壌の深さ）に上昇する。図８のグラフに
は、周波数の関数として、水中の電磁周波数の減衰を示
すプロット７７も含まれている。水中を伝わる電磁信号
は、１ＭＨｚから１ＧＨｚの電磁信号周波数それぞれに
対し、４ｄＢ／メートル（深さ）および１７．５ｄＢ／
メートル（深さ）の割合で減衰する。

【００４０】点電波源から伝播する信号に対しては、本
発明の送信機部分６４によって伝播される信号の場合も
そうであるが、電波源からの距離ｄにおける信号強度は
１／ｄ^２に比例する。距離ｄを復帰する信号の場合、復
帰信号の強度は１／ｄ^４に比例する。１／ｄ^４は復帰レ
ーダ信号の強度のよく知られた関係であり、波長に比べ
て大きい距離に対して適用される。埋設ケーブルの目的
に対しては、距離は１メートル以下のオーダである。１
メートル以下のオーダの波長をもつ周波数は３００ＭＨ
ｚ以上の周波数に対応する。この周波数以下の周波数に
対しては、復帰信号強度のｄに対する関係は、１／ｄ^４
から１／ｄ^６に変更される。従って、少なくとも３００
ＭＨｚ以上のシステム周波数で動作することが望まし
い。

【００４１】１．０ＧＨｚの動作周波数の選択は、復帰
信号を送信信号から分離するために使用される検出技術
を制限する。例えば、パルス・ゲーティング技術は使用
できない。共鳴回路の「Ｑ」が約１０であると仮定する
と（ここでシステムのＱは、励振を止められた共鳴回路
の減衰曲線の傾きに関係する）、電子共鳴タグのエネル
ギーは、共鳴が約１０ナノ秒間しか続かないと予想され
るほどのものである。この時間は、信号を送信し、送信
機のスイッチを切り、復帰信号を探すために受信機のス
イッチを入れるのに十分な時間ではない。従って、もう
１つの方法では、第３の周波数をもつ信号を発生する２
つの周波数からなる信号が使用される。第３の信号は上
で説明された相互変調成分であり、その検出は送信信号
を受信信号から区別するために使用される。

【００４２】図７にはトランシーバ６０のブロック図が
示されている。送信機部分６４は、それぞれ信号ｆ_ａお
よびｆ_ｂを発生するための１対の安定発振機８１および
８２を有する。信号ｆ_ａおよびｆ_ｂはそれぞれ増幅器８
３および８４で増幅される。前に説明された理由によっ
て、信号ｆ_ａは信号ｆ_ｂよりも高いレベルに増幅され
る。一般的に、信号ｆ_ａの振幅は信号ｆ_ｂの振幅よりも
２０ｄＢ高くされる。受信機部分７４の信号検出能力を
高めるために、送信信号ｆ_ｂは、発振器８２の出力にお
いてミキサ８６によって変調される。

【００４３】増幅器８１および８２においてそれぞれ十
分に増幅された後、信号ｆ_ａおよびｆ_ｂは出力結合器８
８で結合され、２周波数からなる結合された信号は、方
向性結合器９２を介して高利得アンテナ６３へ送られ
る。出力結合器８８は、増幅器８１と８２を互いに独立
させ、スプリアスの相互変調生成物が増幅器内に発生し
ないようにするためにも使用されている。

【００４４】送信電磁エネルギーは２つの信号からな
り、それぞれ固有の周波数をもち、これらの信号は目的
電子共鳴タグ４４で結合されるということは理解されな
ければならない。方向性結合器９２は、共通のアンテナ
を送信および受信両方のアンテナとして機能させること
を可能にする。方向性結合器は、送信信号がトランシー
バ６０の受信機部分７４に直接入ることを防止する。

【００４５】復帰信号７３はアンテナ６３によって受信
され、方向性結合器９２を介してノッチ・フィルタ９３
に送られる。ノッチ・フィルタ９３は、送信信号ｆ_ａお
よびｆ_ｂの一部がトランシーバ６０の受信機部分７４内
の他の部分に達することを防止するのに有効である。こ
れがない場合、信号ｆ_ａおよびｆ_ｂの一部が受信機部分
７４内の他の部分に対して過負荷となり、電子共鳴タグ
によって放射された相互変調成分と同一の周波数をもつ
無関係の相互変調生成物が生じる可能性がある。

【００４６】復帰信号７３はノッチ・フィルタ９３を出
て、増幅され、少なくとも１つの帯域フィルタ９４を通
り、所望される相互変調周波数（２ｆ_ａ−ｆ_ｂ）が主に
含まれる非常に狭い周波数スペクトルからなる信号のみ
が検波器９６を通過する。検波器９６は、発振器部分で
の信号ｆ_ｂの変調の結果として、Ｄ．Ｃ．電圧または低
周波音響信号を生成する。Ｄ．Ｃ．電圧は、メータまた
は他の信号レベル指示装置を駆動するために使用され、
音響信号は、放射信号の強度の標識として音響出力を生
成するためにスピーカへ送られる。

【００４７】受信機部分７４（再び図７参照）は、２つ
の送信周波数の相互変調成分のみを受信するように同調
される。復帰信号７３の強度は、とりわけ、ケーブル２
０が埋設されている深さと、土壌７０の状態によって変
化する。トランシーバ６０のセンサ部分が地面の上を掃
引し、信号を送受信すると、復帰信号は、例えば音響信
号や計器信号のような人間の感覚を刺激する信号に変換
され、これらの信号は復帰信号の強度によって変化す
る。

【００４８】例えば、センサ部分６２がケーブルの直上
に位置すると、相対的に最大ボリュームの音響信号が聞
かれる。センサ部分６２がこの位置から移動すると、音
響信号のボリュームは減少する。センサ部分が、最高の
指示信号強度が達成されるまでだんだんと短い掃引で左
右に移動されるという回帰プロセスによって、作業者
は、ケーブル２０の位置を正確に位置探査することが可
能になる。

【００４９】以上説明された装置は単に本発明を例示す
るためのものであるということは理解されなければなら
ない。当業者であれば、本発明の原理を実現し、本発明
の技術思想および技術的範囲に包含されるようなその他
の装置も考え得るであろう。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたごとく、埋設物体、特に、埋
設ケーブルに電子共鳴タグを配置し、その電子共鳴タグ
が、地上のトランシーバから送信された電磁波を別の周
波数で返すことによって、落雷防止のためにすべて誘電
体で形成された光ファイバ・ケーブルのような、埋設物
体がすべて非金属でできていて従来の位置探査システム
が使用不能な場合にも、本発明の方法およびシステムに
よれば、埋設物体の位置探査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のケーブル位置探査方法の実行を表す図
である。

【図２】複数の電子共鳴タグを有するシース・システム
をもつ、全誘電体通信ケーブルの透視図である。

【図３】連続的な金属要素を有するケーブルの位置探査
をするための従来のケーブル位置探査方法の実行を表す
図である。

【図４】複数の電子共鳴タグがその上に配置されるキャ
リア・テープの透視図である。

【図５】図２に示された電子共鳴タグの平面図である。

【図６】図５に示された電子共鳴タグの等価回路図であ
る。

【図７】本発明の位置探査方法を実行するに際して使用
されるトランシーバのブロック図である。

【図８】電磁信号の一方向土壌減衰のグラフ表示図であ
る。

【符号の説明】

２０ケーブル２１地表面２２コア２３光ファイバ２４コア・チューブ２６強化部分２７防水材料３０ケーブル３１コア３２銅ワイヤ３３地表面３４信号送信機３５磁場３６トレーシング・トーン３９携帯検出器４０センサ部分４１ハンドル部分４２柄部分４４電子共鳴タグ４８外部シース部分４９キャリア・テープ５１フォイル回路５２誘電体基板５３ダイオード５４キャパシタ５５コイル５８誘導性フォイル・ループ６０携帯トランシーバ６２センサ部分６３送受信アンテナ６４送信機部分６６ハンドル部分６７メータ変換器６８音声変換器６９柄部分７４受信機部分８１発振器８２発振器８３増幅器８４増幅器８６ミキサ８８出力結合器９２方向性結合器９３ノッチ・フィルタ９４帯域フィルタ９６検波器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アルジェイ．シェピスアメリカ合衆国 30092 ジョージア、ノークロス、メイアップルコート 4230 (72)発明者ロイスエイ．ターナーアメリカ合衆国 30080 ジョージア、スマーナサウスイースト、チェロキートレイル 920 (56)参考文献特開平１−170887（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−82881（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】埋設物体を位置探査する方法において、埋設物体に付随した少なくとも１つの電子共鳴タグに対
し、前記電子共鳴タグ内に、少なくとも２つの周波数か
らなり、遠隔の放射送信機である源からの交流電流を誘
導することによって、前記電子共鳴タグを励振するステ
ップと、その源が前記励振された第３の周波数をもつ放射電磁場
を検出し、前記物体の位置を探査するステップを含むことを特徴とする埋設物体の位置探査方法。
【請求項２】前記交流電流が第１周波数および第２周波
数からなり、第１周波数が少なくとも約３００ＭＨｚで
あることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】２周波数のうちの一方が、２周波数のうち
の他方の約５％以内であることを特徴とする請求項１の
方法。
【請求項４】前記交流電流が第１周波数および第２周波
数からなり、前記第３周波数が前記第１または第２周波
数の高調波であることを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】前記交流電流が第１周波数および第２周波
数からなり、前記第３周波数が前記第１および第２周波
数の相互変調項であることを特徴とする請求項３の方
法。
【請求項６】少なくとも１つの光ファイバと、前記光ファイバに沿って間隔をおいて配置された複数の
共鳴タグをもつシース・システムとを有する光ファイバ
・ケーブルにおいて、各前記共鳴タグが、前記ケーブルに付随した電子共鳴タ
グからなり、前記共鳴タグが、組み込みの共鳴ループを
有し、２つの周波数からなるエネルギーを受信するこ
と、および前記２つの周波数とは異なる第３の周波数の
信号を発生ならびに放射することが可能であることを特
徴とする光ファイバ・ケーブル。
【請求項７】前記組み込み共鳴ループが誘電体基板から
なり、その基板上に、所定の容量性および誘導性素子を
形成するのに有効なフォイル回路が配置され、前記共鳴
タグがダイオード素子を有することを特徴とする請求項
６の光ファイバ・ケーブル。
【請求項８】前記埋設ケーブルに付随し、それに沿って
間隔をおいて配置された複数の電子共鳴タグをもつ埋設
ケーブルを位置探査するシステムにおいて、前記共鳴タグは組み込みの共鳴ループを有し、前記共鳴
タグは、少なくとも１つの周波数で送信されたエネルギ
ーからのエネルギーを受信すること、および、前記少な
くとも１つの周波数とは異なるもう１つの周波数の信号
を発生すること、および、前記もう１つの周波数で信号
を放射することが可能であり、前記少なくとも１つの周波数を有する電磁エネルギーを
送信する手段、および、前記もう１つの周波数で放射さ
れた信号を受信する手段と、前記送信エネルギーと放射信号を弁別する手段と、前記もう１つの周波数で受信した有効な信号に応じて、
前記埋設ケーブルの存在を示す指示手段とからなることを特徴とする埋設ケーブルの位置探査シス
テム。
【請求項９】前記埋設物体に付随した少なくとも１つの
電子共鳴タグをもつ埋設物体を位置探査するシステムに
おいて、前記共鳴タグは組み込みの共鳴ループを有し、前記共鳴
タグは、少なくとも２つの周波数で送信されたエネルギ
ーからのエネルギーを受信すること、および、少なくと
も１つの他の周波数の信号を発生すること、および、前
記１つの他の周波数で信号を放射することが可能であ
り、少なくとも第１および第２周波数からなる電磁エネルギ
ーを送信する手段、および、第３周波数で放射された信
号を受信する手段と、前記送信エネルギーと放射信号を弁別する手段と、前記第３周波数で受信した有効な信号に応じて、前記埋
設物体の存在を示す指示手段とからなることを特徴とす
る埋設物体の位置探査システム。
【請求項１０】第１および第２周波数で電磁エネルギー
を送信する前記手段が、第１および第２周波数で第１および第２信号を発生する
第１および第２発振器と、前記発振器の第１および第２信号を増幅する第１および
第２増幅器と、前記増幅された第１および第２信号を、２周波数からな
る信号に結合し、前記増幅器を互いに独立させる出力結
合器を有し、２周波数からなる前記信号が信号受信手段にはいること
を防止する方向性結合器と、２周波数からなる前記信号を送信するアンテナとを含むことを特徴とする請求項９のシステム。
【請求項１１】第３周波数で送信された信号を受信する
前記手段が、第３周波数で送信された信号を吸収するア
ンテナと、前記第３周波数で放射された信号の所望される部分をフ
ィルタリングし、増幅する狭バンド増幅器と、２周波数からなる送信信号の一部が前記狭バンド増幅器
に入ることを防止するノッチ・フィルタと、前記放射された第３周波数の所望される部分を受信し、
前記放射された第３周波数の強度に関係した信号を生成
する検波器部分とを有することを特徴とする請求項１２のシステム。