有效载荷是指航天器上装载的为直接实现航天器在轨运行要完成的特定任务的仪器、设备、人员、试验生物及试件等。航天器有效载荷是航天器在轨发挥最终航天使命的最重要的一个分系统。

　　

　　有效载荷是航天器重要组成部分，说它重要，是因为对有效载荷选择和设计的最终功能和性能的品质将直接影响到最终特定航天任务实现的品质。航天器平台装载了有效载荷，就成为完整的能完成特定空间任务的航天器了。因此，若把航天器视为一级系统，则平台和有效载荷是从属于它的两个二级系统，二者是处在同一层次的两个分系统。

　　

　　中科院空天信息创新研究院研制的月壤结构探测仪作为嫦娥五号探测器有效载荷于11月24日4:30分搭载升空。月壤结构探测仪是一种基于嫦娥五号着陆器平台的次表层穿透探测雷达，其探测任务是月球次表层结构、月壤厚度的探测，并在钻取采样过程中提供信息支持。空天院具有强大的探地 雷达技术研究团队，系统解决了超宽带探地 雷达技术方法和工程应用难题，研制了系列化的探地 雷达产品，并成功应用于月球与深空探测。

　　

　　

　　探地 雷达是近几十年发展起来的一种探测地下目标的有效手段，是一种无损探测技术，与其他常规的地下探测方法相比，具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、探测费用低等优点，在工程勘察领域的应用日益广泛。

　　

　　探地 雷达是利用天线发射和接收高频电磁波来探测介质内部物质特性和分布规律的一种地球物理方法。探地 雷达早期有多种叫法.如地面探测雷达、地下雷达、地质雷达、脉冲雷达、表面穿透雷达等，都是指面向地质勘探目标、利用高频脉冲电磁探测地质目标内部结构的一种电磁波方法。

　　

　　探地 雷达多采用天线向探测目标发射高频脉冲电磁波来进行探测。通常探测目标深度满足于远场条件，可近似看做是以平面波形式传播。平面波的极化是指空间给定点上场矢量方向随时间的变化特征。通常可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种类型。波的极化是电磁波的一个重要特性，不同极化方式的波有着不同的工程应用。当地下介质存在各向异性时，以线极化方式入射的平面波.其反射回波可能转变成椭圆极化方式。因此，通过研究雷达波极化方式的变化可以获得与地下介质物性相关的信息。

　　

　　探地 雷达主要由主机(主控单元)、发射机、发射天线、接收机、接收天线五部分组成。其他还可能包括定位装置(如GPS、里程计或打标器(MARK))、电源以及手推车等。发射和接收天线成对出现，用于向地下发射和接收来自地下反射的雷达波。

　　

　　主机是一个采集系统，用于向发射机发送发射和接收控制命令(包括起止时问、发射频率、重复次数等参数)。发射机根据主机命令向地下发射雷达波.而接收机根据控制命令开始数据采集。经过采样和A/D转换，接收的反射信号转换成数字信号被显示和保存。

　　

　　探地 雷达的工作频率范围介于1M～1GHz之间，在地下介质中的传播以位移电流为主。虽然探地 雷达和地震方法的物理机制和测量的物理量不一样(电磁波和弹性波)，但两者的运动学特征一致，遵循形式相似的波动方程，只是其中参数的物理意义不同。

　　

　　这种运动学特征的相似性使得探地 雷达方法从数据采集、数据处理(包括处理软件)到数据解释都可借鉴地震勘探的方法技术成果。近年来随着电磁波理论研究的深入，一些电磁特性如极化特性等得到更深入的研究.并在雷达设备、采集技术和数据处理方法等方面得到开发和应用。

　　

　　超宽带探地 雷达，利用超宽带探地 雷达(UWBGPR)技术进行浅层有耗媒质中目标和介质构造的探测，是近年来国内外透视成像探测技术发展的一个新热点，该方法通过向地下发射极窄的探测脉冲，产生覆盖范围极宽的频谱(通常大于1GHz)。

　　

　　经过等效采样，接收包含丰富信息的回波，根据电磁波在地下媒质中的走时和波形变化，对地下媒质构造、地下目标进行探测、定位和识别，同时，利用超宽带技术高精度的时空分辨率，对地下目标和介质结构进行成像。

　　

　　超宽带探测信号形成器最有用的方法是在发射设备中产生超宽带信号，而后通过发射天线把它辐射出去。这时，在发射机中形成信号的时间结构，而天线应以最小失真辐射这些信号。信号可在大功率发射机的输出级或带有后级放大的小功率级中形成。

　　

　　采用有源相控阵天线的方法，有源相控阵天线系由辐射器和与其集成在一起的宽带功率放大器所组成。这时，输出的功率信号是由单个模件辐射的大量信号之叠加。多半采用脉冲激励的行波管，利用冲击激励可产生脉冲功率由数瓦到数千瓦的信号，这种形成器在模型的和外场的超宽带雷达特性测量设备中是最可取的。