IMAGERIE DES RÉFLECTEURS DU SOUS-SOL: Résultats de la campagne de mesure RANETA/NETLANDER en Antarctique V.Ciarletti, A.Le Gall, J.J.Berthelier, R.Ney,

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1 IMAGERIE DES RÉFLECTEURS DU SOUS-SOL: Résultats de la campagne de mesure RANETA/NETLANDER en Antarctique V.Ciarletti, A.Le Gall, J.J.Berthelier, R.Ney, F.Dolon CETP/IPSL A. Reineix IRCOM

2 Un radar impulsionnel polarimétrique HF
Principales caractéristiques du radar Radar immobile posé sur le sol (Mission NETLANDER CNES) Localisation des réflecteurs (distance et direction) à grande profondeur Estimation de la permittivité complexe du sous-sol proche Quelques chiffres Fréquence centrale : 2  4 MHz Durée de l’impulsion : 0.25  10 s Nombre d’acquisitions cohérentes : 1  224 Codage : biphase, BPSK Sondage en profondeur Amélioration du SNR

3 Localisation des réflecteurs en distance et direction
Grandeurs mesurées Champ électrique horizontal Champ magnétique complet Localisation des réflecteurs en distance et direction k H Eh Champ électrique horizontal 2 dipôles amortis orthogonaux de 70 m de long  Ex Ey Champ magnétique Antenne magnétique orientable  Hx Hy Hz

4 Impédance simulée (FDTD)
Grandeurs mesurées Impédance de l’antenne électrique Estimation de la permittivité effective du sous-sol proche Impédance simulée (FDTD) Partie imaginaire Partie réelle W

5 Effet des additions cohérentes

6 L’expérience RANETA (RAdar de NEtlander en Terre Adélie)
139.2° 139.3° 139.4° 139.5° 139.6° -66.5° -66.4° km Prud'homme 426 m 370 m 285 m 647 m 1032 m 892 m 641 m 60° 70° Dumont d'Urville Reference H d GPR Glace Socle

7 Mesures de l’impédance de l’antenne électrique
Partie réelle 200 400 600 800 1 000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Frequence (MHz) EA1 EA2 Partie imaginaire -4 000 -3 000 -2 000 -1 000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Frequence (MHz) r~3 ~5 10-5

8 Un jeu complet de données
Ex Ey GPR Hx Hy Hz Ex Ey Hx Hy Hz Retard de propagation (ms) Niveau reçu (mV)

9 Mesures copolaires à différentes fréquences
Niveau reçu (mV) Retard de propagation (ms)

10 Mesures copolaires en différents endroits
31/01/04 H=285m 04/02/04 H=370m 29/01/04 H=413m 22/01/04 H=426m 01/02/04 H=618m 24/01/04 H=891m Retard Dt (s) Niveau reçu (mV) Distance estimée d(m)

11 Description du sous-sol
Bilan de liaison Emission Réception divergence Attenuation cible (*) Description du sous-sol Mesures Electronique du radar Modélisation FDTD Pertes (dB) Hr mesuré Hr calculé(*) ( =0.44) Hr FDTD 29/01/2004 d=520m 92 dB 10-13T T T 01/02/2004 d=890m 118 dB 10-14T T _

12 Influence de la fréquence sur les retards mesurés

13 Influence de la fréquence sur les pertes de propagation
divergence Attenuation cible

14 Résultat préliminaire de reconstitution du socle
Ex Ey GPR Hx Hy Hz 1 2 3 1 2 3

15 Conclusions et perspectives
Données de qualité Bilan de liaison raisonnable Validation du concept du GPR de NETLANDER Nécessité d’une modélisation électromagnétique fiable Interaction forte entre développement, mesure et modélisation Version bistatique testée avec succès sur la dune du Pyla Applications sur terre : Glaciologie,… Participation à des campagnes d’inter comparaison sur des analogues martiens (LPI, SWRI, JPL)