[發明專利]利用雙頻雷達探測地下冰層的方法

有效

• 申請號: 201310556258.5
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103605166A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 方廣有;劉小軍;趙博;紀奕才;張鋒;稂時楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01B15/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種利用雙頻雷達探測地下冰層的方法，其特征在于，包括：

步驟A，通過發射天線向火星表面發射周期性的雙頻雷達信號，其中，發射天線距離被測表面的高度為R，雙頻雷達信號的設置如下：發射功率為P_T，第一頻率為f₁、第二頻率為f₂，收發天線增益為G；

步驟B，由接收天線接收由火星表面返回的所述雙頻雷達信號的回波信號，由該回波信號中提取以下參數：

對于第一頻率f₁雷達信號的回波：由第一個回波提取雷達表面回波功率P₁；由第二個回波提取雷達次表面回波信號幅度P_2f1，功率P₂以及雷達波在火星表面覆蓋層中的傳播延時τ_D1；由第三個回波提取雷達回波信號幅度P_3f1以及雷達波在火星次表層中的傳播延時τ_D2；

對于第二頻率f₂的回波：由第二個回波提取雷達次表面回波信號幅度P_2f2；由第三個回波提取雷達回波信號幅度P_3f2；

步驟C，根據雷達表面回波功率P₁，求得雷達波在火星表面產生的反射系數R₀₁；

步驟D，根據雷達波在火星表面產生的反射系數R₀₁，求得火星表面覆蓋層介質相對介電常數ε_r1；

步驟E，根據第一頻率f₁、第二頻率f₂第一頻率f₁的雷達次表面回波信號幅度P_2f1、第二頻率f₂的雷達次表面回波信號幅度P_2f2、雷達波在火星表面覆蓋層中的傳播延時τ_D1以及火星表面覆蓋層介質相對介電常數ε_r1，求得雷達波在火星表面覆蓋層傳播時的損耗角正切tanδ₁及火星表面覆蓋層厚度Z₁；

步驟F，根據雙頻雷達信號的發射功率為PT、收發天線增益為G、雷達波在火星表面產生的反射系數R₀₁、火星表面覆蓋層介質相對介電常數ε_r1、雷達波在火星表面覆蓋層傳播時的損耗角正切tanδ₁、火星表面覆蓋層厚度Z₁、第一頻率f₁的雷達次表面回波信號功率P₂以及雷達波在火星表面覆蓋層傳播時的損耗角正切tanδ₁，求得雷達波在火星次表面產生的反射系數R₁₂；

步驟G，根據雷達波在火星表面產生的反射系數R₀₁和雷達波在火星次表面產生的反射系數R₁₂，求得火星次表層介質相對介電常數ε_r2；根據第一頻率f₁的第三個回波的雷達回波信號幅度P_3f1、第一頻率f₁雷達波在火星次表層中的傳播延時τ_D2以及第二頻率f₂的第三個回波取雷達回波信號幅度P_3f2，求得雷達波在次表層傳播時的損耗角正切tanδ₂；

步驟H，根據雷達波在次表層傳播時的損耗角正切tanδ₂，火星次表層介質相對介電常數ε_r2，第一頻率f₁，計算出火星次表層介質中電磁波的衰減常數α，如果衰減常數α介于10dB/km至20dB/km之間，則判斷火星上存在冰層；否則，則判斷火星上不存在冰層。