RU2703294C1 - System for detecting aerial and space objects using signals from geostationary earth satellites - Google Patents
System for detecting aerial and space objects using signals from geostationary earth satellites Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703294C1 RU2703294C1 RU2018115021A RU2018115021A RU2703294C1 RU 2703294 C1 RU2703294 C1 RU 2703294C1 RU 2018115021 A RU2018115021 A RU 2018115021A RU 2018115021 A RU2018115021 A RU 2018115021A RU 2703294 C1 RU2703294 C1 RU 2703294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- space
- lna
- satellite
- radar
- objects
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/20—Adaptations for transmission via a GHz frequency band, e.g. via satellite
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области радиолокации, в частности, к наземно-космическим радиолокационным комплексам.The present invention relates to the field of radar, in particular, to ground-space radar systems.
В настоящее время становится крайне актуальным обнаружение малоразмерных воздушных и космических целей с низкой площадью эффективно отражающей поверхности. Из существующего уровня техники известен способ радиолокационного обнаружения, зарегистрированный как «Система обнаружения и измерения координат целей» (свидетельство РФ №25098 МПК G01S 13/06 12.04.2002, автор Олейников Л.Ф.), где имеется: передатчик импульсных сигналов, размещенный на борту космического аппарата, движущегося по околоземной или геостационарной орбите, находящиеся на Земле разнесенные стационарные или мобильные приемные устройства и общий центр обработки радиосигналов, который соединен линиями связи с приемными устройствами.At present, it is becoming extremely urgent to detect small-sized air and space targets with a low effective reflecting surface area. From the existing level of technology there is a known method of radar detection, registered as a "System for detecting and measuring coordinates of targets" (RF certificate No. 25098 IPC G01S 13/06 04/12/2002, author Oleinikov LF), where there is: a pulse signal transmitter located on aboard a spacecraft moving in near-Earth or geostationary orbit, stationary or mobile receiving devices located on Earth and a common center for processing radio signals, which is connected by communication lines to receiving devices.
Известна еще одна «Наземно-космическая радиолокационная система» (свидетельство РФ №36147, МПК G01S 13/06 11.11.2003, авторы Олейников Л.Ф., Бендерский Г.П., Ляхов Н.А., Вальшонок З.С.). Данная многопозиционная система содержит передатчик космического базирования, режимы работы которого задаются с наземной станции управления и разнесенные приемные устройства, синхронизируемые сигналами передатчика и соединенные с центральной станцией обработки радиолокационных сигналов через космическую линию связи.Another “Terrestrial-space radar system” is known (certificate of the Russian Federation No. 36147, IPC G01S 13/06 11/11/2003, authors Oleinikov LF, Bendersky GP, Lyakhov NA, Valshonok ZS) . This multi-position system contains a space-based transmitter, the operating modes of which are set from the ground control station and diversity receiving devices synchronized by the transmitter signals and connected to the central station for processing radar signals through a space communication line.
Обе представляют собой разнесенные наземно-космические радиолокационные системы, работающие по традиционному способу моностатической радиолокации, при котором происходит зондирование зоны обнаружения сигналом передатчика, прием и обработка сигналов, отраженных от воздушных объектов. Но существенным недостатком таких систем является низкий уровень отраженного от цели сигнала, что затрудняет обнаружение малоразмерных целей и целей с низкой ЭПР (выполненных по технологии «Стелс»).Both are spaced ground-space radar systems operating according to the traditional method of monostatic radar, in which the detection zone is probed by the transmitter signal, and the reception and processing of signals reflected from airborne objects takes place. But a significant drawback of such systems is the low level of the signal reflected from the target, which makes it difficult to detect small targets and targets with low EPR (made using the Stealth technology).
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Наземно-космический радиолокационный комплекс» (RU 2324951 С2, МПК G01S 13/16 10.01.2006, опубл. 20.05.2008, авторы Бляхман А.Б., Самарин А.В.) и принятый за прототип. Он предполагает использование для обнаружения воздушных и космических целей передатчика космического базирования с антенным устройством, управляемым с Земли и нескольких приемных устройств наземного базирования. Обнаружение целей производится по регистрации «просветного эффекта» на линии передающий пост - приемный пост или вблизи нее. Недостатками данного технического решения являются наличие передающего поста на космическом аппарате, оборудованном системой управления с наземного поста, что требует вывода на геостационарную орбиту как минимум одного специализированного спутника Земли с управляемой передающей антенной, что несет существенные затраты. Еще одним недостатком является невозможность обеспечения достаточных энергетических характеристик излучаемого сигнала при покрытии большого участка земной поверхности, т.е. невозможности обеспечить решения поставленных задач одним спутником. Аналогичные недостатки возникают и при размещении приемного поста на космическом аппарате, а передающего - на Земле.Closest to the claimed technical solution is the “Terrestrial-space radar complex” (RU 2324951 C2, IPC G01S 13/16 10.01.2006, publ. 05.20.2008, authors Blyakhman AB, Samarin A.V.) and adopted for prototype. It involves the use of a space-based transmitter for detecting air and space targets with an antenna device controlled from the Earth and several ground-based receiving devices. The detection of targets is made by registering the "translucent effect" on the line transmitting post - receiving post or near it. The disadvantages of this technical solution are the presence of a transmitting post on a spacecraft equipped with a control system from a ground post, which requires the withdrawal of at least one specialized Earth satellite with a controlled transmitting antenna into geostationary orbit, which incurs significant costs. Another disadvantage is the inability to provide sufficient energy characteristics of the emitted signal when covering a large area of the earth’s surface, i.e. the inability to provide solutions to the tasks with one satellite. Similar shortcomings arise when placing a receiving post on a spacecraft, and a transmitting one on Earth.
Техническим результатом предлагаемой системы является расширение возможностей по обнаружению воздушных и космических объектов, отсутствие необходимости изготовления и вывода на орбиту специализированных спутников Земли, использование уже имеющихся в значительном количестве спутников - ретрансляторов общего назначения, находящиеся на геостационарной орбите и осуществляющих ретрансляцию с Земли информационных данных абонентам цифрового телевидения.The technical result of the proposed system is the expansion of capabilities for detecting air and space objects, the absence of the need to manufacture and put into orbit specialized Earth satellites, the use of already available in a significant number of general purpose satellites-relays, located in geostationary orbit and relaying information from Earth to digital subscribers television.
На рисунке (Фиг. 1) изображен принцип работы системы обнаружения.The figure (Fig. 1) shows the principle of operation of the detection system.
Радиосигналы с частотно- или фазоманипулированным сигналом, либо не имеющие модуляции (гармонические), такие как, сигналы радиомаяков, через группу многолучевых приемных наземных антенн, сконфигурированных на поверхности Земли таким образом, чтобы их диаграммы направленности (ДН) формировали сеть пересекающихся лучей, при пересечении воздушным или космическим объектом которых происходит изменение амплитуды сигнала на входе малошумящего усилителя - преобразователя (МШУ) и соответствующего канала многоканального приемного устройства, что позволяет судить о факте пролета вблизи линии, соединяющей передатчик спутника и МШУ того канала, который зарегистрировал изменение амплитуды сигнала на своем входе, далее, посредством многоканального аналогово-цифрового преобразователя производится преобразование амплитуд принятых сигналов в цифровой вид для дальнейшей обработки на центральном процессоре (ЦП) и отображения на индикаторе оператора информации о местонахождении воздушного объекта в момент пересечения ДН. Для получения дополнительной информации о параметрах движения объекта (скорости и направления) может использоваться еще одна группа приемных антенн, с диаграммами направленности, создающих в пространстве сеть с ячейками в зависимости от конкретных задач (тактическое или оперативное звено, воздушная или космическая цель, полно- или малоразмерная). Конкретно, для изображенного случая (Фиг. 1) это ячейка A3, с заранее известными координатами в пространстве, что будет отображено на индикаторе оператора.Radio signals with a frequency or phase-shifted signal, or without modulation (harmonic), such as beacon signals, through a group of multipath receiving ground antennas configured on the Earth's surface so that their radiation patterns form a network of intersecting rays when they intersect whose air or space object changes the amplitude of the signal at the input of a low-noise amplifier - converter (LNA) and the corresponding channel of a multi-channel receiving device, which makes it possible to judge the fact of a span near the line connecting the satellite transmitter and the LNA of the channel that registered the change in the signal amplitude at its input, then, using a multi-channel analog-to-digital converter, the amplitudes of the received signals are converted into digital form for further processing on the central processor (CPU ) and display on the operator’s indicator information about the location of the airborne object at the moment of crossing the daylight. To obtain additional information about the parameters of the object’s movement (speed and direction), one more group of receiving antennas can be used, with radiation patterns creating in space a network with cells depending on specific tasks (tactical or operational link, air or space target, full or small). Specifically, for the depicted case (Fig. 1), this is cell A3, with previously known coordinates in space, which will be displayed on the operator’s indicator.
На рисунке (Фиг. 2) приведена структурная схема системы обнаружения.The figure (Fig. 2) shows a structural diagram of a detection system.
Немодулированные (гармонические) или модулированные фазочастотной модуляцией сигналы со спутников непосредственного телевещания попадают на антенные системы, конструктивно выполненные в виде параболических или тороидальных антенн с размещенными на них МШУ. Количество МШУ, объединенных в одну антенную систему может быть разным и зависеть от конкретных задач. МШУ показаны, условно объединенные в антенные системы №1, №2 и №N (Фиг. 2). В МШУ происходит предварительное усиление принятого сигнала и преобразование «вниз» на частоту внутреннего гетеродина. Преобразованные и продетектированные по амплитуде многоканальным приемным устройством сигналы от соответствующих МШУ попадают для дальнейшего преобразования на вход аналогово-цифрового преобразователя, где дискретизируются для анализа амплитуды каждого канала центральным процессором (ЦП). Информация о каналах, в которых произошло изменение амплитуды радиосигнала спутника по причине рассеяния, отражения или поглощения радиоволн каким-либо объектом, выводится центральным процессором на устройство отображения информации. Устройство ввода данных позволяет оператору управлять центральным процессором, обеспечивая необходимые режимы работы системы обнаружения. Количество контролируемых зон пространства определяется количеством приемных МШУ, направленных на геостационарные спутники с различными угловыми координатами. Для восточного полушария это более 100 геостационарных спутников, таким образом количество контролируемых зон из двух точек наземного пространства при оптической видимости всех 100 спутников из обеих точек приема создаст 1002=10000 элементов контролируемого пространства. Для трех точек приема это 1003=1000000, и т.д.Unmodulated (harmonic) or modulated by phase-frequency modulation signals from direct television broadcasting satellites fall on antenna systems, which are structurally made in the form of parabolic or toroidal antennas with LNA installed on them. The number of LNAs combined into one antenna system can be different and depend on specific tasks. LNA shown conventionally combined into antenna systems No. 1, No. 2 and No. N (Fig. 2). In the LNA there is a preliminary amplification of the received signal and conversion "down" to the frequency of the internal local oscillator. Converted and amplitude-detected by a multi-channel receiving device, the signals from the corresponding LNAs are fed for further conversion to the input of an analog-to-digital converter, where they are sampled for analysis of the amplitude of each channel by a central processor (CPU). Information about the channels in which the amplitude of the satellite’s radio signal has changed due to scattering, reflection or absorption of radio waves by an object is output by the central processor to the information display device. The data input device allows the operator to control the central processor, providing the necessary operating modes of the detection system. The number of controlled zones of space is determined by the number of receiving LNAs aimed at geostationary satellites with different angular coordinates. For the eastern hemisphere, it is more than 100 geostationary satellites, so the number of monitored zones from two points of the ground space with the optical visibility of all 100 satellites from both points of reception will create 100 2 = 10000 elements of the controlled space. For three points of reception, this is 100 3 = 1,000,000, etc.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является создание системы обнаружения воздушно-космических объектов обладающей следующими свойствами:The technical result provided by the above set of features is to create a system for detecting aerospace objects with the following properties:
- скрытной из-за отсутствия генерируемых излучений;- secretive due to the lack of generated radiation;
- сводящей к нулю эффективность применения противником «Стелс» - технологий;- nullifying the effectiveness of the enemy using "Stealth" - technologies;
- до нескольких тысяч раз повышающей эффективность работы по целям с низкой ЭПР в сравнении с традиционной (моностатической) радиолокацией, благодаря использованию «просветного» эффекта;- up to several thousand times increasing the efficiency of work on targets with low EPR in comparison with traditional (monostatic) radar, due to the use of the "translucent" effect;
- не требующей дополнительных затрат на создание и вывод на орбиту специализированных спутников Земли;- not requiring additional costs for the creation and launch into orbit of specialized Earth satellites;
- обладающей низким уровнем энергопотребления, так как присутствует только пассивный режим работы.- having a low level of energy consumption, since there is only a passive mode of operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018115021A RU2703294C1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | System for detecting aerial and space objects using signals from geostationary earth satellites |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018115021A RU2703294C1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | System for detecting aerial and space objects using signals from geostationary earth satellites |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2703294C1 true RU2703294C1 (en) | 2019-10-16 |
Family
ID=68280222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018115021A RU2703294C1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | System for detecting aerial and space objects using signals from geostationary earth satellites |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2703294C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181261B1 (en) * | 1999-06-24 | 2001-01-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Airfield hazard automated detection system |
RU2215303C2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" | Method of airspace control |
EA007143B1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-08-25 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Bistatic radar station |
RU2324951C2 (en) * | 2006-01-10 | 2008-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Ground/space radar system |
DE19544718B3 (en) * | 1995-11-30 | 2013-11-28 | Thales | Method for detecting and locating target by bistatic radar, involves calculating ratio of respective lines of frequency spectrums, and extracting bistatic distance of target by performing Fourier transform of ratio |
RU150931U1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-03-10 | Геннадий Николаевич Майков | SEMI-ACTIVE RADAR STATION DETECTION FOR LAUNCHING SPACE DEVICES AND BALLISTIC ROCKETS IN THE FIELD OF THE LIGHT OF THE SATELLITE DIGITAL TELEVISION BROADCASTING |
RU166267U1 (en) * | 2016-04-14 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное военно-образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | BISTATIC RADAR DEVICE WITH DIGITAL TELEVISION LIGHT SIGNAL |
-
2018
- 2018-04-23 RU RU2018115021A patent/RU2703294C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19544718B3 (en) * | 1995-11-30 | 2013-11-28 | Thales | Method for detecting and locating target by bistatic radar, involves calculating ratio of respective lines of frequency spectrums, and extracting bistatic distance of target by performing Fourier transform of ratio |
US6181261B1 (en) * | 1999-06-24 | 2001-01-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Airfield hazard automated detection system |
RU2215303C2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" | Method of airspace control |
EA007143B1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-08-25 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Bistatic radar station |
RU2324951C2 (en) * | 2006-01-10 | 2008-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Ground/space radar system |
RU150931U1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-03-10 | Геннадий Николаевич Майков | SEMI-ACTIVE RADAR STATION DETECTION FOR LAUNCHING SPACE DEVICES AND BALLISTIC ROCKETS IN THE FIELD OF THE LIGHT OF THE SATELLITE DIGITAL TELEVISION BROADCASTING |
RU166267U1 (en) * | 2016-04-14 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное военно-образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | BISTATIC RADAR DEVICE WITH DIGITAL TELEVISION LIGHT SIGNAL |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101173985A (en) | Passive radar detection method for detecting low-altitude objective by satellite signal | |
US20170264381A1 (en) | Systems and methods for measuring terrestrial spectrum from space | |
RU2324951C2 (en) | Ground/space radar system | |
Bezousek et al. | Radar technology in the Czech Republic | |
CN103282791B (en) | A radar station, featuring broadband, linear-frequency-modulated, continuous-wave emission | |
RU96664U1 (en) | MOBILE THREE ORDER DETECTION RADAR | |
CN106772335A (en) | Towards the active alien frequencies receiving type microwave radar systems of large scale structure deformation monitoring | |
CN103323856A (en) | Method for locating non-cooperative wireless signal source based on high-rail three-satellite time-difference system | |
Holdsworth et al. | Jindalee operational radar network: New growth from old roots | |
Rosado-Sanz et al. | DVB-S passive radar performance evaluation in semi-urban ground scenario | |
RU2697389C1 (en) | Combined radar and communication system on radio photon elements | |
RU2018855C1 (en) | Aircraft radio navigation system | |
AU2019293166A1 (en) | Over The Horizon Radar (OTH) system and method | |
Riddolls | A Canadian perspective on high-frequency over-the-horizon radar | |
RU2578168C1 (en) | Global terrestrial-space detection system for air and space objects | |
RU2703294C1 (en) | System for detecting aerial and space objects using signals from geostationary earth satellites | |
RU2497145C1 (en) | Multiband helicopter radar system | |
RU2556708C1 (en) | Approach radar | |
US3413633A (en) | Method and apparatus for the radio-electric exploration of space | |
CN106507959B (en) | The ground-based radar two dimension Sparse Array detection system of space junk and method | |
Sen et al. | Radar systems and radio aids to navigation | |
RU2531255C1 (en) | Airborne vehicle radar system | |
CN108919208A (en) | A kind of passive radar reference signal acquisition methods based on reflection | |
Jędrzejewski et al. | A concept of a multiband passive radar system for air traffic control on general aviation airfields | |
WO2022056219A2 (en) | Satellite constellation systems and methods for combined aviation and weather surveillance |