http___radartutorial.de_02.basics_Topra_C4_9Fa_20_C4_B0_C5_9Fleyen_20Radar.tr.html_1.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 24.1 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5 25.6 25.7 26.1 27.1 27.2 27.3 27.4 27.5 27.6 27.7 27.8 28.1 28.2 28.3 28.4 28.5 29.1 29.2 29.3 29.4 29.5 29.6 29.7 29.8 29.9 29.10 30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 31.1 31.2 32.1 32.2 33.1 34.1 34.2 34.3 34.4 34.5 34.6 34.7 34.8 34.9 34.10 34.11 35.1 35.2 35.3 36.1 36.2 36.3 36.4 36.5 36.6 37.1 37.2 37.3 37.4 37.5 37.6 37.7 37.8 37.9 37.10 37.11 37.12 38.1 39.1 40.1 41.1 42.1 43.1 44.1 45.1 46.1 47.1 47.2 47.3 47.4 47.5 47.6 48.1 48.2 48.3 48.4 48.5 48.6 49.1 50.1 50.2 50.3 50.4 50.5 50.6 51.1 51.2 52.1 52.2 52.3 53.1 54.1 54.2 54.3 54.4 55.1 56.1
What is GPR? Ground penetrating radar and display transmitter, receiver and antennas sensor Figure 1: Ground penetrating radar in action, © 2010 Swedish History Museum, Stockholm and display transmitter, receiver and antennas sensor Figure 1: Ground penetrating radar in action, © 2010 Swedish History Museum, Stockholm wavelet Figure 2: The used frequency is a compromise between penetrations depth and the target resolution, © 2015 Christian Wolff, www.radartutorial.eu wavelet Figure 2: The used frequency is a compromise between penetrations depth and the target resolution, © 2015 Christian Wolff, www.radartutorial.eu Ground penetrating radar Ground Penetrating Radar (commonly called GPR) is the general term applied to techniques which employ electromagnetic waves to map structures and features buried in a visually opaque structure, e.g. soil, concrete, brickwork, tarmac, rock, wood and ice. It is a non-invasive sub-surface imaging technique that has been developed since the 1970s for shallow, high-resolution, subsurface investigations of the earth. GPR is a successful example of the exploitation of ultrawideband radar and typically a GPR with a range of 1 m would operate over the range 300 MHz to 3,300 MHz. GPR is a method that is commonly used for environmental, engineering, archeological, and other shallow investigations. It is quick, easy to use and inexpensive in comparison to other investigation methods. The radiation density is absolutely harmless. The typical average radiated power may be in the order of a milliwatt. How does GPR work? GPR uses electromagnetic energy to acquire subsurface information. The GPR is slowly moved over the test area, and the electromagnetic energy is transmitted from the antenna downward into the ground. The energy is reflected by subsurface boundaries at which there are electrical property contrasts. This energy propagate back to the surface where it is received by the antenna. The radar detects the depth, conductivity, permittivity, density and location of subsurface objects. From the transit time of the reflected signal can be calculated a depth. Depending on the system type and ground conditions GPR is capable of probing down to a few tens of meters and provides the user with a “cross-sectional” image of the sub-surface. (interactive picture) The technical design of ground penetrating radars can be classified into two groups. GPR systems that transmit an impulse and receive the reflected signal from the target are called Pulsed Radar. These radars use a sampling receiver and can be considered to operate in the time domain. In order to obtain a large bandwidth, the pulses must be extremely short, typically in the range of nanoseconds or even less. Often the radar uses the lower cut-off frequency of zero to get a large bandwidth. In this case the transmitter doesn't modulate a carrier frequency, but gives a very short high voltage pulse to the antenna (typically of amplitudes within the range between 20 V to 200 V). The resulting type of pulse is called a baseband pulse. Its waveform is similar to a “Mexican hat” and is mathematically described to as the negative normalized second derivative of a Gaussian function. GPR systems that transmit individual frequencies in a sequential manner and receive the reflected signal from the target using a frequency conversion receiver can be considered to operate in the frequency domain. These radars are stepped frequency modulated CW- radars mostly. These radars are simpler in structure and consequently cheaper, but they work much more slowly. The transit time here is obtained by an inverse fast Fourier transform. By the integration of a large number of echo signals FMCW-radars provide a better signal-to-noise ratio. The choice of the frequency range is a compromise between the desired resolution and the to be achieved penetration depth. Lower frequencies can penetrate the soil deeper than higher frequencies, but provide a lover resolution. The radar signal is attenuated differently in various soil conditions. Dense wet clays are the most difficult material to penetrate whereas clean dry sand is the easiest. The minimum size of object which is visible to the radar increases as the antenna frequency decreases. Figure 2 gives a rough overview. At 1 MHz, the radar can detect objects in depth of 30 to 40 meters, but it can only distinguish between two objects when they are spaced in a distance of more than 2 meters. The decisive factor for vertical resolution is the effective bandwidth of the received signal. The horizontal resolution is determined by the radiation pattern of the used antenna. It can be slightly improved by using methods of signal processing, similar to the synthetic aperture radar (SAR), but the results of these methods are limited, because the propagation speed in the various materials of the soil are not constant. Within the used frequency range are also many mobile networks. This radiation field can interfere with the GPR considerably. The user should ensure that his mobile phone is switched to airplane mode during the measurement. One way to minimize such disturbance is a phase-coded modulation. This type of modulation is only possible with narrow-band FMCW radar. Figure 3: Here, many A-scans (rotated by 90 degrees) were assembled into a simple B-scan. The positive pulse portion was filled in black color and can now simulate the intensity modulation of B-scans. Figure 3: Here, many A-scans (rotated by 90 degrees) were assembled into a simple B-scan. The positive pulse portion was filled in white color and can now simulate the intensity modulation of B-scans. GPR Radar Signal Processing Along the moving direction a raw image is generated from the radar data. It maps a cross-section through the soil. Since the antennas cannot have a large directivity due to the low frequencies and the necessary bandwidth, all objects buried in the ground already give an echo signal even if they are not located exactly below the ground radar. This echo signal is nevertheless displayed right below the ground radar. By the larger slant range to the object, that echo is displayed at a greater depth than it actually is. When crossing the reflecting object so a hyperbolic target sign is generated. The real position of the object is the apex of the hyperbola. In the raw image at least one continuous line is always displayed near the surface. This signal is generated from the direct connection of the transmitting antenna to the receiving antenna through the air (often named to “first aerian arrival”). This line will be removed in later processing. Usually there is also a second line caused by the direct wave from antenna to antenna in the soil. With help or radar signal processing this image can be reduced to the actual positions of the objects using a variety of digital filters. These filters reduce scattering losses, the noise and the phenomenon of interference from various inhomogeneities which actually are not objects (also called ground clutter here). At the same time the amplification factor can be increased as a function the run time in order to compensate for attenuation in the soil. A translation of the run time in a distance/depth, however, is not so simple. The velocity of propagation of electromagnetic waves in the soil varies strongly. In dry soil, the propagation speed is only half as large as in the air. In wet sand and clay it is reduced to only a quarter, in water even on little more than a tenth. These differences must be known and may be, for example, estimated by measuring the resistance or compared with seismological measurements. However, final confirmation can only be made by a core drilling. The result of a single radar measurement can be represented as A-Scan on an oscilloscope. An A-schan provides amplitude-time record of a single measurement over a target. This oscilloscope displays on the X-axis a time line, and on the Y-axis the amplitude of the received echo signals. The resulting figure on the oscilloscope rotated by 90 degrees is called “trace”. A B-Scan can be generated of a large number of such traces. At a B-Scan on the X-axis the traveled by the radar path is plotted and on the Y-axis the timeline of. The echo signals are now brightness modulated or visualized by color schemes on this surface. This B-scan is the intersection through the soil along the path traveled by the radar. From several of these parallel cuts a maplike top view of the test area can be generated as a so-called C-Scan, the X- and Y-axes are now two-dimensional distances at the test site. A threedimensional image as like as Figure 5 is composed of a number of C-scans, each for a given depht. All these representations are called radargram in publications. The terms B-scan and C-scan are peculiar to ground-penetrating radars and must not be confused with A-Scope, B-Scope, and C-Scope in radar displays of surveillance and tracking radars. a radiator between radiator and reflector Figure 4: Structure of an Impulse Radiating Antenna (IRA) a radiator between radiator and reflector Figure 4: Structure of an Impulse Radiating Antenna (IRA) Impulse Radiating Antenna The choice of the antenna is not critical for GPR in the frequency domain. It should cover with its bandwidth the frequency range used. For pulsed GPR (working in the time domain), the choice of antenna is difficult. The antenna should have the same phase center for all used frequencies in order not to change the pulse shape. Thus, for example, a log-periodic dipole antenna is not suitable. In addition, for portable equipment must be ensured small geometric dimensions, so that the devices don't become too unwieldy. Impulse Radiating Antennas (IRA) are developed for ultra-wideband applications especially. They consist of a dipole of, for example conical round material in front of a parabolic reflector. They have a good directivity and allow a very high peak field strength. With a diameter of 0.8 m their bandwidth ranges from 0.2 to 6 GHz. By a resistive layer between the two radiator halves and the parabolic reflector are avoided unwanted reflections of pulse components having a very high frequency. The IRA is constructed much more compact as compared to an electrically equivalent linear tapered TEM-horn antenna. Applications GPR is available as handheld devices, which can be manually positioned on the floor or walls. These devices are also suitable for examining non-metallic materials for cracks or voids. Bigger units can either be dragged or pulled along the ground or may be incorporated into a small trolley that is pushed by a single person. The housing of the antennas and the trolley should be constructed of non-metallic materials, so as not to interfere with the antenna operation. Installation in a car is also possible, but here it is fitted with a non-metallic boom either way ahead or way behind the autobody. Ground-penetrating radar can also be transported as towing capacity with a helicopter such as the “HERA” (HE licopter RA dar) from the Swiss company RST. The GPR MARSIS is an integral part of the Mars Express spacecraft and examined the Martian soil to a depth of 5 km at frequencies from 1.8 to 5 MHz. The distance between the antenna and the Martian soil is between 300 to 800 km. GPR is used to map geologic conditions that include depth to bedrock, depth to the water table, depth and thickness of soil and sediment strata on land and under fresh water bodies, and the location of subsurface cavities and fractures in bedrock. Other applications include the location of objects such as pipes, drums, tanks, cables, and boulders, mapping landfill and trench boundaries mapping contaminants, and conducting archeological investigations. Integration of GPR data with other surface geophysical methods, such as seismic, resistivity, or electromagnetic methods, reduces uncertainty in site characterization. Picture gallery of an archaeological use of a ground penetrating radar Radar survey, conducted by Dean Goodman, in Japan revealed a circular burial mound with a burial inside it, which shows up clearly in the bottom slice of Figure 6. Figure 7 is a 3-dimensional cutaway of a burial chamber that was found by Dean Goodman on a mound on the Island of Kyushu in Japan. It contained the remains of a warrior with variety of artifacts, including bronze swords. (Source of the pictures: Dean Goodmann) Figure 5: An older ground-penetrating-radar in action Figure 7: 3-dimensional cutaway
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1 30.1 31.1 32.1 33.1 34.1 35.1 36.1 37.1 38.1 39.1 40.1 41.1 42.1 43.1 44.1 45.1 46.1 47.1 48.1 49.1 50.1 51.1 52.1 53.1 54.1 55.1
GPR nedir? Toprağa İşleyen Radar ve ekranı alıcı ve anten mahfazası Resim 1: Toprağa işleyen radar çalışırken, © 2010 İsveç Tarih Müzesi, Stockholm ve ekranı alıcı ve anten mahfazası Resim 1: Toprağa işleyen radar çalışırken, © 2010 İsveç Tarih Müzesi, Stockholm dalgacık Resim 2: Kullanılan merkez frekansı ile toprağa işleme derinliği ile çözünürlük yeteneği arasında bir tercih yapılır. dalgacık Resim 2: Kullanılan merkez frekansı ile toprağa işleme derinliği ile çözünürlük yeteneği arasında bir tercih yapılır. Toprağa İşleyen Radar Toprağa İşleyen Radar (Ground Penetrating Radar, GPR) optiksel olarak şeffaf olmayan (örneğin toprak, beton, tuğla duvar, asfalt, taş ya da buz gibi) gömülü ve örtülü nesnelerin ya da katmanların yerlerini belirlemek ve haritalamak için kullanılan jeofiziksel bir araştırma yöntemidir. Bu tahribatsız araştırma yöntemi 1970 li yıllardan beri çevre, makine imalatı ve arkeolojide kullanılmaktadır. Yer radarı ultra geniş bant radarı kullanımının başarılı bir örneğidir. 1 m ye kadar işleme derinliğine sahip bir tipik yer radarı 300 MHz ila 3 300 MHz bant aralığında çalışır. Diğer araştırma yöntemlerine göre bu yöntem daha hızlı, daha basit ve daha ucuzdur. Işıma yoğunluğu kesinlikle zararsızdır. Tipik ortalama gönderim gücü birkaç miliwatt civarındadır. Çalışma prensibi Bir yer radarı yer yüzeyinin altındaki verileri elde için etmek elektromanyetik enerji kullanır. Enerji incelenecek bölgeye doğru yönlendirilir ve bir inhomojenite ve yer katman sınırlarında farklı elektriksel iletkenlikle karşılaştığında enerji yansıyarak antene döner. Gönderim sinyali ve yankı sinyali arasındaki geçen süreden bu inhomojenitenin derinliği belirlenebilir. Radar tipine ve toprağın yayılma özelliklerine bağlı olarak birkaç on metrelik derinliğe kadar inebilir ve katmanın bir kesitsel resmi çıkarılabilir. FMSD-radarı FMSD-radarı FMSD-radarı Yer radarlarının teknik olarak iki farklı türü vardır. Eğer yer radarı bir darbe biçimli sinyal gönderiyorsa darbe radarı olarak adlandırılır. Bu radar aygıtı çok yüksek örneklemeli bir alıcıya sahiptir ve doğrudan zaman bölgesinde (time domain) çalışabilir. Daha büyük bir bant genişliğine ulaşmak için bu darbelerin tipik birkaç nano saniyeden daha kısa ve hatta çok daha kısa olması gerekir. Daha geniş bir bant genişliği elde etmek için alt-kesme frekansı kullanılır. Bu durumda gönderici artık bir taşıyıcı frekansla modüle edilmez, daha ziyade antene doğrudan yüksek gerilimli bir darbe (tipik 20 ila 200 V arası) gönderilir. Sonuçta ortaya çıkan bu tür darbe Temel Bant Darbesi olarak adlandırılır. Biçimi bir „Meksikalı şapkasını“ andırır ve matematiksek fonksiyonu bir çan eğrisinin (Gauss fonksiyonu) negatif normalize 2. Türevidir. Frekansı kademeli ya da sürekli değişen sinyal yollayan ve gönderilmiş güncel ve alınan geciktirilmiş yankı sinyali arasındaki faz açısı farkını işleyen yer radarları frekans bölgesinde (frequency domain) çalışırlar. Genellikle bunlar frekansı kademeli değişen frekans modüleli sürekli dalga radarlardır. Bu tür radar aygıtların yapısı daha basit ve dolayısıyla daha ucuzdur, ancak çok yavaş çalışırlar. Geçiş zamanı bir ters hızlı Fourier dönüşümü ile hesaplanır. Darbe radarlarında yankı sinyallerinin bir uzun zaman boyunca tümlevinin alınmasıyla daha iyi bir sinyal/gürültü oranının elde edilmesi mümkündür. Sinyallerin yere işleme derinliği ve çözünürlük arasında tercihte seçilen frekansın değeri belirleyicidir. Yeryüzünün yapısı düşük frekans geçiren bir karaktere sahiptir. Daha düşük frekanslar yüksek frekanslara göre yeryüzüne daha fazla işler, ancak çözünürlüğü daha düşüktür. Gönderilen sinyaller değişik yer katmanlarında farklı zayıflamaya maruz kalırlar. Sinyaller nemli katmanları zor, kuru katmanları ise kolay geçerler. Eğer frekans değeri düşürülse radarın görebileceği en küçük nesne boyutu arttırılabilir. Bu olayı Resim.2 de kabaca görebiliriz: 1 MHz te çalışan radar 30 ile 40 m derinlikteki bir nesneyi eğer bu nesne 2 m den daha büyükse algılayabilir. Bu düşey çözünürlük yeteneği için belirleyici olan faktör alınan sinyalin etkin bant genişliğidir. Yatay çözünürlük yeteneğini kullanılan antenin ışıma karakteristikleri belirler. Bu sorun, bir Yapay Açıklıklı Radardakine benzer şekilde, radar sinyal işlenmesindeki yöntemler kullanılarak yer radarının birden fazla sayıdaki konumlarından gelen yankı sinyalleri birbiriyle birleştirilerek iyileştirile bilinir. Ancak bu olanaklar yerin altında yayılma hızının sabit olmayışı ve gerekli faz düzeltmesi kestirilemediğinden Yapay Açıklıklı Radarda olduğu gibi yer radarında çok başarılı değildir. Kullanılan frekans bölgesi içinde aynı zamanda mobil telefon şebekesi çalışmaktadır, bunların yayını yer radarın hassasiyetini bozabilir. Bu radarla ölçümleme yapılırken kullanıcıların mobil telefonlarını uçak moduna çevirmeleri gerekir. Bu tür parazitleri en aza indirmenin diğer bir yolu ise bir faz kodlamalı modülasyon kullanmaktır. Bu modülasyon biçimi sadece dar bantlı FMSD- radarıyla mümkündür. Resim 3: Burada çok sayıda A-tarama (90 derece döndürülmüş) bir en basitinden B-taramayla birleştirilir. Darbenin pozitif bölümü beyaz renkle doldurulmuştur ve şimdi B-taramaların parlaklık modülasyonunun benzeşimi mümkündür. Resim 3: Burada çok sayıda A-tarama (90 derece döndürülmüş) bir en basitinden B-taramayla birleştirilir. Darbenin pozitif bölümü beyaz renkle doldurulmuştur ve şimdi B-taramaların parlaklık modülasyonunun benzeşimi mümkündür. Radar Sinyallerinin işlenmesi Hareket yönünde radar verilerinden ham bir resim üretilebilir. Antenler düşük frekanslar ve gerekli bant genişliği nedeniyle büyük bir yayın yönlülüğüne sahip olamazlar, eğer yer radarının hemen altında bulunmuyorsa tüm nesneler bir yankı sinyali gönderirler. Bu yankı sinyali buna rağmen tamda yer radarının altındaymış gibi görüntülenir. Daha büyük yatık menzil nedeniyle bu yankı sanki daha derinden geliyormuş gibi görüntülenir. Yansıtıcı nesnenin üzerinden geçiliyorken bir hiperbolik hedef işareti üretilir. Gerçek konum hiperbolün tepe noktasıdır. Gönderim anteninin alıcı antene hava vasıtasıyla doğrudan bağlanmasıyla (bu sıkça havadan ilk ulaşma olarak adlandırılır) ham resimde yeryüzüne yakın bölgede bir sürekli çizgi yer alır. Bu çizgi daha sonraki işlemlerde kaybolur. Genellikle toprakta antenden antene doğrudan dalga nedeniyle oluşan ikinci bir çizgi daha bulunur. Uygun yazılım çok sayıda süzgeç yardımı ile nesnelerin bu resmini gerçek konumuna indirebilir. Bu süzgeçler saçılma kayıplarını, gerçekte nesne olmayan inhomojeniteler nedeniyle oluşan keza yerden yansıma paraziti olarakta adlandırılan gürültülerin etkisini azaltırlar. Geçiş zamanına (runtime) bağlı olarak yerdeki zayıflamayı telafi etmek için kazanç katsayısı arttırıla bilinir. Geçiş zamanının bir menzil/derinlikte yeniden hesaplanması öyle çok basit değildir. Toprakta elektromanyetik dalgaların yayılma hızı çok kuvvetli değişir. Kuru bir toprakta yayılma hızı havadaki yayılma hızının yarısı kadardır. Nemli toprak ve çamurda bu oran dörtte biri olup, suda onda birinden birazcık fazladır. Bu farklar önceden bilinmeli ve örneğin bir direnç ölçümüyle kestirilmeli ya da sismik ölçümlerle karşılaştırılabilmelidir. En sonunda yere bir sondaj deliği açılarak doğrulanmalıdır. Bir bireysel radar ölçümü A-tarama olarak görüntülenebilir. X-ekseninde bir zaman parametresi ve Y-ekseninde ise alınan yankı sinyali gösterilir. Birden fazla sayıda yapılan bu tür bireysel ölçümler sonrası bir B-tarama elde edilir. X-ekseninde radarın kat ettiği yol ve Y-ekseninde ise zaman parametresi gösterilir. 90 derece döndürülen bu şekle “iz” deriz. Yankı sinyalleri şimdi parlaklık modüle edilir veya taklit renklerle boyanarak görünebilir bir duruma getirilir. Bu B-tarama radarın toprakta kat ettiği yolun bir kesitidir. Çok sayıda bu tür paralel kesitlerden inceleme bölgesinin C-tarama denilen X- ve Y- eksenlerinde inceleme bölgesindeki 2-boyutlu uzaklıkların gösterildiği bir harita benzeri üst görünüşü elde edilir. Teknik yayınlarda tüm bu gösterimler Radargram olarak geçmektedir. Resim.5 te C-taramalardan oluşmuş her bir derinlik için 3-boyutlu bir resim görülmektedir. A-tarama, B-tarama ve C-tarama yer radarında kullanılan kavramlardır, bunların gözetim ve izleme radar aygıtlarında kullanılan A-ekran, B-ekran ve C-ekran ile karıştırılmaması gerekir. ışıyıcı yansıtıcı arasındaki omik direnç Resim 4: Bir darbe gönderen antenin (IRA) yapısı ışıyıcı yansıtıcı arasındaki omik direnç Resim 4: Bir darbe gönderen antenin (IRA) yapısı Darbe gönderen antenler Frekans bölgesinde çalışan yer radarlarında antenin seçimi kritik değildir. Bant genişliğinin kullanılan frekans bölgesini kapsaması yeterli olur. Zaman bölgesinde çalışan darbe radarlarında anten seçimi daha zordur. Antenin kullanılan tüm frekanslarda darbenin biçimini değiştirmemesi için faz açı merkezinin aynı olması gerekir. Örneğin logaritmik-periyotlu antenler bu işe daha az uygundur. Bunun yanında taşınabilir aygıtların taşınma sırasında zorluk çekilmemesi için boyutlarının küçük tutulması gerekir. Ultra geniş bant kullanımı için darbe gönderen antenler (Impulse Radiating Antennas, IRA) özel olarak geliştirilmiştir. Bunlar bir dipolden, örneğin parabolik yansıtıcının önünde bulunana konik malzemeden oluşmaktadır. Bu antenlerin yönlülüğü (directivity) iyidir ve çok yüksek bir tepe alan kuvvetine sahiptir. 0,8 m lik bir çapta bant genişliği 0,2 ila 6 GHz arasındadır. İki ışıma elemanın yarısı ile parabolik yansıtıcı arasında geçiş direnci sayesinde ışıyıcı elemanda çok yüksek frekansa sahip darbe bileşenlerinin yansımalarını önlenir. Darbe Gönderen Antenin bir elektriksel eşdeğeri olan doğrusal konik boynuz antenlere göre yapısı çok daha derli topludur. Kullanım yerleri Yer radarlarının zemine ya da duvara yerleştirilebilen elde taşınabilir modelleri de vardır. Bu aygıtlar metalik olmayan malzemelerdeki çatlak ve boşlukların belirlenmesi içinde uygundur. Daha büyük aygıtlar tek bir insan gücüyle kızakla ya da bir römorkla taşınabilir. Antenin çalışmasını olumsuz etkilememsi için mahfazaların ve taşıma araçlarının imalatında elden geldiğince metal olmayan malzeme kullanılmalıdır. Aygıtın olabildiğince metalik olmayan bir bom kullanılarak bir motorlu taşıtın önünde uzak bir yere ya da aracın çok gerisinde bir yere kurulması da mümkündür. Yer radarı örneğin İsviçre firması RST nin „HERA“ (HE licopter RA dar) tipi helikopteriyle de taşınabilir. Yer radarı MARSIS uzay aracı Mars Express in tümleşik bir parçasıdır ve Mars yüzeyini 5 km lik bir derinliğe kadar 1,8 ila 5 MHz frekans bandı aralığında araştırmaktadır. Mars yüzeyi ile anten arasında uzaklık 300 ila 800 km arasında değişmektedir. Yer radarı su katmanlarının araştırılmasında, kaya kütlelerinin, çökelti katmanlarının kalınlığının ve su derinliklerinin ölçülmesinde, mağaraların yerlerinin araştırılmasında kullanılmaktadır. Diğer kullanım yerleri arasında borularının, rögar kapaklarının, kabloların ve kaya blokların haritalanması bulunmaktadır. Yer radar verilerinin sismoloji ve direnç ölçümleri gibi diğer araştırma yöntemleriyle birleşimi yansıma nedeninin tanınmasındaki belirsizlikleri azaltır. Bir yer radarının arkeolojik amaçla kullanımına ait resimler Japonya' da Dean Goodman tarafından yürütülen bir araştırmada bir tanesi ortaya çıkarılan, içinde gömü bulunan daire şeklinde bir höyük tepeciği Resim.6 açık bir şekilde görülmektedir. 7 nolu resimde ise, Japonya' nın Kyushu adasında, yine Dean Goodman tarafından keşfedilen bir gömü odasının 3-boyutlu bir kesiti görülüyor. Burada bir Samuray savaşçısına ait içinde bronz kılıçlarında bulunduğu buluntular yer almaktadır. (Resimlerin kaynağı: Dean Goodmann) Resim 5: Eski bir toprağa işleyen radar çalışılırken Resim 7: 3- boyutlu gösterim