作为一种无损探测技术，探地雷达在地下探测领域发挥着重要作用。传统的探地雷达一般采用单极化天线进行测量，只能获取目标回波中的频率、振幅、相位信息，对目标体的辨识能力相对较弱。全极化探地雷达(Full Polarimetric Ground Penetrating Radar, FP-GPR)利用4种不同的天线组合方式对目标体进行探测，能获得相对于传统探地雷达4倍的信息量。通过改变发射天线与接收天线的放置方式，全极化探地雷达除了能采集到传统探地雷达所能获得的频率、振幅、相位等信息，还能获得目标体的极化属性。所谓极化属性，是指目标体使电磁波在其表面发生变极化效应的性质，这些性质往往与目标体的形状相关。因此利用FP-GPR可以对目标体进行更准确的探测。

      近几年，国内外研究机构高度重视全极化探地雷达技术的发展和应用。日本东北大学、美国俄亥俄州立大学、荷兰代尔夫特理工大学和德国波茨坦大学都开展了利用全极化探地雷达技术探测地下目标体，尤其是地雷和未爆弹的探测。

       国内吉林大学地球探测科学与技术学院搭建了全极化探地雷达室内试验及室外采集系统，开展了极化旋转机制、极化校正、数据处理、成像和目标分类识别等研究，将合成孔径雷达中的极化分解技术应用于全极化探地雷达的数据分析中，有效增强了全极化探地雷达的目标分类识别能力。中国科学院空天信息创新研究院研制的全极化探地雷达系统搭载在首次火星探测任务“天问一号”的地表巡视器上，用于探测火星乌托邦平原上的水冰和干冰并描绘地下的精细结构。

图1 吉林大学地球探测科学与技术学院搭建的全极化探地雷达数据采集系统及处理结果

图2 中国科学院空天信息创新研究院设计的中国“天问一号”火星探测任务地表巡视器搭载的全极化探地雷达系统