Velocity of radio waves in ice by means of a bore-hole interferometric technique

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Abstract
Radio waves of fixed frequency, which had passed through ice and firn from a transmitting antenna lowered down a bore hole, were monitored on the surface. By mixing the received signal with the fixed frequency, the beats which were produced as the antenna was lowered gave a value for the wavelength in ice at the depth of the antenna. This was multiplied by the frequency to give the velocity of radio waves m ice. Measurements averaged over 10 m and longer intervals were related to density values from bore holes in the same location. Results above 50 m were difficult to interpret, but at greater depths the velocities fitted a linear relationship between refractive index and density. A small extrapolation gives a velocity of radio waves in pure ice of 167.7±0.3 /μs at — 20° C. Résumé Des ondes radio de fréquence fixe passent à travers la glace et le névé à’partir d’une antenne qu’on a descendue dans un trou de forage et sont reçues à la surface. En mélangeant le signal reçu avec la fréquence fixe on produit des battements lorsque l’antenne est descendue. On en déduit une valeur de la longueur d’onde dans la glace. Les moyennes des mesures sur des intervalles de 10 m et plus dans le forage sont étudiées en fonction des valeurs de la densité constatée par le forage aux mêmes emplacements. Les résultats au delà de 50 m sont difficiles à interpréter, mais à des profondeurs supérieures s’ajustent selon une relation linéaire entre l’indice de refraction et la densité. Une petite extrapolation donne une vitesse des ondes radio dans la glace pure de 167,7 ±0,3 m/μs à — 20° C. Zusammenfassung Radarwellen fester Frequenz, die durch Eis und Firn von einer Sendeantenne in einem Bohrloch gelaufen sind, wurden an der Oberfläche empfangen. Durch Mischung des empfangenen Signals mit der festen Frequenz gaben dir Schwebungen, die beim Absenken der Antenne entstanden, einen Wert für die Wellenlänge in Eis in der Tiefe der Antenne. Multiplikation mit der Frequenz lieferte die Geschwindigkeit der Radarwellen in Eis. Die Mittel von Messungen über 10 m und längere Strecken wurden zu Dichtewerten aus Bohrlöchern derselben Stelle in Beziehung gesetzt. Ergebnisse aus den oberen *o m erscheinen fragwürdig; in grösseren Tiefen jedoch erfüllten die Geschwindigkeiten eine lineare Beziehung zwischen dem Refraklionsindex und der Dichte. Eine geringfügige Extrapolation ergibt eine Geschwindigkeit der Radarwellen in reinem Eis von 167,7±0.3 m/μs.

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