Bodenradar
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Ein Bodenradar, auch Elektromagnetisches Reflexionsverfahren (EMR) genannt, engl. Ground Penetrating Radar (GPR) oder Radio Echo Sounding (RES), misst Störungen innerhalb massiver Körper durch Reflexion elektromagnetischer Strahlung. In der Geophysik dient es zur Untersuchung der oberen Schichten der Erdkruste.
Wie bei einem Radar handelt es sich um ein elektromagnetisches Impulsverfahren, das kurze Impulse von wenigen Nanosekunden Länge von der Oberfläche in den Untergrund abstrahlt und nach Reflexion an einer Schichtgrenze oder Objekten sowie der Streuung an Einlagerungen wieder aufnimmt. Die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen im Untergrund ist dabei vergleichbar mit der Ausbreitung elastischer Wellen (Reflexion, Streuung, Beugung, Transmission), wobei an die Stelle der visko-elastischen Eigenschaften der Medien deren elektrische Eigenschaften treten. Aufgezeichnet werden die Laufzeit und die Amplitude der sich ausbreitenden elektromagnetischen Welle.
Für die Abstrahlung und den Empfang der kurzen Impulse werden breitbandige Dipolantennen benutzt. Die Arbeitsfrequenzen liegen im Bereich von 1 - 1000MHz. Höhere Frequenzen verbessern die Auflösung. Andererseits nimmt die Signaldämpfung zu und damit die Eindringtiefe ab.
Der Abstand der Sende- zur Empfangsantenne ist konstant. Jede Messung erzeugt eine Spalte im Bild. Durch Verschieben der Sende- und Empfangseinheit erhält man eine 2-dimensionale Darstellung der Reflexionen im Untergrund. Das Bild zeigt ein Beispiel eines Bodenradarbildes. Dort treffen die ersten Signale nach ca. 5ns ein. Sie haben den direkten Weg über die Luft genommen, folglich hatten die Antennen einen Abstand von ca. 2m.
Die Raumsonde Mars Express untersucht mit dem Radar MARSIS den Mars in einer Tiefe von bis zu 5km bei einer Frequenz von nur ca. 1 MHz, wobei der Abstand der Antenne zum Boden 300km und mehr beträgt.
