我需要多少功率才能通过100公里厚的坚固冰壳传输无线电信号？

想象一下，我在Encelado或Europa冰川下的海洋中放置了一个浮动探头：我的无线电设备必须能够从探头的外表面进行通信的功率是多少？或者，换句话说，100公里的固态冰会对例如UHF频率的无线电信号造成多少衰减？

我不能直接回答，但是美国国家航空航天局正在用飞机雷达探测格陵兰岛的冰盖以找到基岩的深度。他们对冰和无线电波的评价如下：-

另一方面，冰的反应取决于雷达的频率。它反射高频无线电波，但低频雷达虽然坚固，但在一定程度上可以穿过冰层。这就是为什么MCoRDS使用相对较低的频率-120至240 MHz之间的原因。这使仪器可以检测冰面，冰的内层和下面的基岩。CReSIS科学家John Paden说：“要想在冰底吹响，就必须使用较低的频率。” “太高的频率和信号将在冰上丢失。”

这是从这里来的，有趣的是，这是雷达，需要基岩的反射才能通过冰传回接收飞机。我想像一下，反射功率是到达岩石的入射功率的一小部分，因此也许通过单向传输的固体冰盖可以得到此距离的10倍。

这是他们得到的图像：-

在我看来，雷达可能+3 km。我不知道雷达的波束角是多少，因此无法计算出冰面的入射功率是多少-飞机发射的信号可能是1MW脉冲雷达，波束角非常紧，在冰的顶面几百瓦。同样，来自基岩的反射也不会是束紧的光束-这意味着反射的功率会随着距离的增加而细散（请参阅Friis方程）。而且飞机上接收的功率将比从冰面发射的功率小得多-再次参见Friis方程。

附录

我考虑过雷达应用的链路损耗：-

• $\frac{\pi^2 D^2}{\lambda^2}\cdot 0.6$
• 反射信号也有同样的问题。在地面上，它在飞机上受到相同的衰减（78dB），即高出1公里。

通过冰进行简单的传输将不会遇到这些损失-发射和接收天线位于冰中或其表面。这一切都预示着能够在大范围的冰中沿单个方向传播。

假设它的行为类似于地球上的冰水，对南极罗斯冰架的射频衰减进行了一些测量。发现对于75MHz至1.25GHz的频率，衰减长度为300-500m。

（衰减长度是信号下降到1 / e〜= 0.368〜= -4.3dB的距离，有点类似于时间常数）

对于100km的厚度（-950dB左右）来说，这将是相当令人生畏的衰减量。不会发生的。

该电源会，当然，依赖于需要传送的信号的带宽。

从角度来看，月球反弹通信的记录类似于3mW的发射功率（衰减-300dB）。如果我们有1GW，那将是另外的115dB，但仍然远远不够。

目前，我正在为英国南极调查局的雷达工程师工作，所以我想可以提供帮助。

频率很重要冰（除了某些特定的间隙）在MF频率处没有阻塞，但在HF和UHF处，冰和水非常相似，几乎可以穿透。

如果您将频率保持在足够低的频率（低于2.4Mhz），而不是我认为的（假设您所谈论的冰是基于水的）几乎没有冰的问题，那么您仍然无法向太空传输信号和MF信号主要是由于电离层对地球的干扰。我知道地球磁场非常强大，因此也许在某些物体上可以摆脱它。

无论哪种方式，我认为您的主要问题可能是找到一个可以通过冰层和任何大气干扰的单一频率。那肯定是地球上的问题