РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ОКОЛОЗЕМНОГО КОСМОСА Российский патент 2014 года по МПК G01S13/00 

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации, конкретно к системам разнесенной радиолокации околоземного космоса.

Известна пассивная многопозиционная радиолокационная система (патент РФ на ПМ №84996, G01S 13/00), содержащая не менее двух пространственно-разнесенных на местности синхронизированных приемных станций, каждая из которых имеет антенну и приемник, блок обработки сигналов, снабженный процессором.

К числу достоинств данной распределенной многопозиционной радиолокационной системы можно отнести более высокие параметры помехозащищенности, живучести системы, а также точности оценок траекторных характеристик объектов.

Недостатками данной системы являются ее техническая сложность и низкая надежность, обусловленная наличием специальной системы связи (космической или ретрансляционной) между приемными устройствами и центральной станцией, а также сложность приемных устройств, каждое из которых содержит вычислитель и должно определять дальность до цели и направление на нее одновременно. Эти приемные устройства фактически являются отдельными радиолокаторами, работающими по сигналу радиоподсвета от спутника. Наличие вычислительных устройств на каждом приемном устройстве понижает надежность данной системы в целом.

Наиболее близкой по своей технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является наземно-космическая радиолокационная система по патенту РФ на ПМ №113022, G01S 13/06, выбранная в качестве прототипа.

Данная наземно-космическая радиолокационная система содержит передатчик космического или воздушного базирования, в качестве носителя которого используется спутник или летно-подъемные средства, а разнесенные радиолокационные приемные устройства размещены на вышках сотовой связи и соединены через каналы сотовой связи с узловыми станциями сотовой связи, каждая из которых содержит узловой вычислитель координат цели, соединенный по каналу сотовой связи с центральной станцией сотовой связи, на которой размещен центральный вычислитель координат цели, выход которого подключен к центру управления наземно-космической системой, который подключен к передатчику.

Данная система значительно проще, чем вышеописанная, однако она имеет не достаточно высокую помехозащищенность, точность оценок траекторных характеристик наблюдаемых объектов.

Технической задачей предложенного изобретения является повышение надежности и помехозащищенности радиолокационной системы, точности оценок траекторных характеристик наблюдаемых объектов, а также уменьшение габаритов и веса бортовых радиолокаторов.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в радиолокационной системе контроля околоземного космоса, содержащей по меньшей мере одну космическую станцию подсвета, которая имеет по меньшей мере один передатчик подсветных сигналов, наземные станции приема и передачи данных, связанные с наземным центром управления системой, который связан с передатчиком подсветных сигналов, содержатся разнесенные низкоорбитальные приемные станции, синхронизированные между собой и выполненные с возможностью приема и обработки прямых подсветных сигналов передатчика подсветных сигналов и радиолокационных сигналов, переотраженных от объектов, получаемых при рассеянии подсветного сигнала на объектах, находящихся в заданной области пространства вне атмосферы Земли или в ее верхних слоях, при этом низкоорбитальные приемные станции связаны с наземными станциями приема и передачи данных, а наземный центр управления системой выполнен с возможностью передачи и приема данных и связи от космических станций подсвета, при этом каждый из передатчиков подсветных сигналов выполнен с возможностью работы в области диапазона волн, характеризующейся максимальным поглощением радиоизлучения в атмосфере Земли, а каждая из низкоорбитальных приемных станций содержит связанные между собой по меньшей мере один приемник подсветных и переотраженных сигналов, по меньшей мере один измеритель параметров объектов, устройство формирования и хранения данных, а также аппаратуру передачи данных и связи.

Желательно, чтобы в радиолокационной системе каждая из наземных станций приема и передачи данных содержала связанные между собой блок обработки и объединения данных, а также аппаратуру передачи данных и связи.

Целесообразно, чтобы в радиолокационной системе наземный центр управления системой содержал связанные между собой командно-вычислительный комплекс и аппаратуру передачи данных и связи.

Предпочтительно, чтобы в радиолокационной системе каждый из передатчиков подсветных сигналов был выполнен с возможностью работы в области диапазона миллиметровых волн 60 ГГц.

Целесообразно, чтобы в радиолокационной системе космическая станция подсвета была размещена на геостационарном космическом аппарате в точке, обеспечивающей наилучшую наблюдаемость околоземных объектов.

Предпочтительно, чтобы в радиолокационной системе каждая из низкоорбитальных приемных станций была расположена на космической подвижной низкоорбитальной платформе.

Целесообразно, чтобы в радиолокационной системе командно-вычислительный комплекс был выполнен с возможностью определения и установки конфигурации области пространства, формируемой при помощи передатчиков подсветных сигналов, порядка и координации функционирования космического аппарата системы с учетом ее текущего состояния и реализовавшейся внешней обстановки.

Предпочтительно, чтобы в радиолокационной системе каждая из космических станций подсвета была выполнена с возможностью управления параметрами сигналов, в том числе модулирующими функциями, и управляемыми диаграммами направленности передающих антенн.

Для более подробного раскрытия изобретения далее приводится описание конкретных возможных вариантов его исполнения с соответствующим чертежом.

Фиг.1 - структурная схема радиолокационной системы контроля околоземного космоса.

Радиолокационная система контроля околоземного космоса содержит по меньшей мере одну космическую станцию подсвета 1, которая имеет, по меньшей мере один передатчик подсветных сигналов 2, связанный с аппаратурой передачи данных и связи 3, передвижные низкоорбитальные приемные станции 7, каждая из которых содержит связанные между собой, по меньшей мере, один приемник подсветных и переотраженных сигналов 4, по меньшей мере, один измеритель параметров объектов 5, устройство формирования и хранения данных 6, а также аппаратуру передачи данных и связи 3.

Также радиолокационная система имеет наземные станции приема и передачи данных 9, связанные с наземным центром управления системой 11, который содержит связанные между собой командно-вычислительный комплекс 10 и аппаратуру передачи данных и связи 3, а каждая из наземных станций приема и передачи данных 9 имеет блок обработки и объединения данных 8, связанный с аппаратурой передачи данных и связи 3.

Радиолокационная система работает следующим образом. Передатчик подсветных сигналов 2, по меньшей мере, одной космической станции подсвета 1 генерирует зондирующие сигналы, облучающие заданную область околоземного воздушного пространства Земли. Эти сигналы напрямую принимаются на антенны прямого сигнала низкоорбитальных приемных станций 7, синхронизированных между собой и размещенных на низкоорбитальных космических аппаратах, при этом космические станции подсвета 1 могут быть размещены на одной геостационарной платформе.

Сигналы передатчика подсветных сигналов 2, отраженные от цели, принимаются на антенны отраженного сигнала низкоорбитальных приемных станций 7. При этом для повышения помехозащищенности, живучести системы, точности оценок траекторных характеристик наблюдаемых объектов, а также уменьшения размеров и веса бортовой аппаратуры, передатчики подсветных сигналов 2 работают в диапазоне 60 ГГц (на максимуме поглощения в атмосфере Земли). Далее принятые прямые и отраженные сигналы поступают в приемник подсветных и переотраженных сигналов 4, затем в измеритель параметров объектов 5 и устройство формирования и хранения данных 6, где производится формирование и, при необходимости, хранение массивов данных об объектах для передачи на наземные станции приема и передачи данных 9, при помощи аппаратуры передачи данных и связи 3.

Управление радиолокационной системой, включая изменение конфигурации области пространства, в которой обеспечивается подсвет, изменение параметров подсветных сигналов, координацию функционирования космического аппарата системы с целью адаптации к ее текущему состоянию и реализовавшейся внешней обстановке, осуществляется наземным центром управления системой 11 с командно-вычислительным комплексом 10.

Таким образом, в предлагаемом изобретении, за счет использования низкоорбитальных приемных станций 7, размещаемых на мобильных платформах, а также использования в качестве рабочего диапазона передатчика подсветных сигналов миллиметровых волн радиоизлучения 60 ГГц значительно повышены надежность и помехозащищенность радиолокационной системы, точность оценок траекторных характеристик наблюдаемых объектов, а также значительно уменьшены габариты и вес бортовых радиолокаторов.

Как очевидно специалистам в данной области техники, данное изобретение легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данного изобретения.

При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем изобретения представлен его формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данного изобретения.

Предлагаемое изобретение относится к системам разнесенной радиолокации околоземного космоса. Достигаемый технический результат - повышение надежности и помехозащищенности радиолокационной системы, точности оценок траекторных характеристик наблюдаемых объектов, а также уменьшение габаритов и веса бортовых радиолокаторов. Указанный результат достигается за счет того, что в радиолокационной системе контроля околоземного космоса, содержащей по меньшей мере одну космическую станцию подсвета, которая имеет по меньшей мере один передатчик подсветных сигналов, наземные станции приема и передачи данных, связанные с наземным центром управления системой, который связан с передатчиком подсветных сигналов, содержатся разнесенные низкоорбитальные приемные станции, синхронизированные между собой и выполненные с возможностью приема и обработки прямых подсветных сигналов передатчика подсветных сигналов и радиолокационных сигналов, переотраженных от объектов, получаемых при рассеянии подсветного сигнала на объектах, находящихся в заданной области пространства вне атмосферы Земли или в ее верхних слоях, при этом низкоорбитальные приемные станции связаны с наземными станциями приема и передачи данных, а наземный центр управления системой выполнен с возможностью передачи и приема данных и связи от космических станций подсвета, при этом каждый из передатчиков подсветных сигналов выполнен с возможностью работы в области диапазона волн, характеризующейся максимальным поглощением радиоизлучения в атмосфере Земли. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Радиолокационная система контроля околоземного космоса, содержащая по меньшей мере одну космическую станцию подсвета, которая имеет по меньшей мере один передатчик подсветных сигналов, наземные станции приема и передачи данных, связанные с наземным центром управления системой, который связан с передатчиком подсветных сигналов, отличающаяся тем, что имеет разнесенные низкоорбитальные приемные станции, синхронизированные между собой и выполненные с возможностью приема и обработки прямых подсветных сигналов передатчика подсветных сигналов и радиолокационных сигналов, переотраженных от объектов, получаемых при рассеянии подсветного сигнала на объектах, находящихся в заданной области пространства вне атмосферы Земли или в ее верхних слоях, при этом низкоорбитальные приемные станции связаны с наземными станциями приема и передачи данных, а наземный центр управления системой выполнен с возможностью передачи и приема данных и связи от космических станций подсвета, при этом каждый из передатчиков подсветных сигналов выполнен с возможностью работы в области диапазона волн, характеризующейся максимальным поглощением радиоизлучения в атмосфере Земли, а каждая из низкоорбитальных приемных станций содержит связанные между собой по меньшей мере один приемник подсветных и переотраженных сигналов, по меньшей мере один измеритель параметров объектов, устройство формирования и хранения данных, а также аппаратуру передачи данных и связи.

2. Радиолокационная система по п.1, отличающаяся тем, что каждая из наземных станций приема и передачи данных содержит связанные между собой блок обработки и объединения данных, а также аппаратуру передачи данных и связи.

3. Радиолокационная система по п.1, отличающаяся тем, что наземный центр управления системой содержит связанные между собой командно-вычислительный комплекс и аппаратуру передачи данных и связи.

4. Радиолокационная система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из передатчиков подсветных сигналов выполнен с возможностью работы в области диапазона миллиметровых волн 60 ГГц.

5. Радиолокационная система по п.1, отличающаяся тем, что космическая станция подсвета размещена на геостационарном космическом аппарате в точке, обеспечивающей наилучшую наблюдаемость околоземных объектов.

6. Радиолокационная система по п.1, отличающаяся тем, что каждая из низкоорбитальных приемных станций расположена на космической подвижной низкоорбитальной платформе.

7. Радиолокационная система по п.3, отличающаяся тем, что командно-вычислительный комплекс выполнен с возможностью определения и установки конфигурации области пространства, формируемой при помощи передатчиков подсветных сигналов, порядка и координации функционирования космического аппарата системы с учетом ее текущего состояния и реализовавшейся внешней обстановки.

8. Радиолокационная система по п.1, отличающаяся тем, что каждая из космических станций подсвета выполнена с возможностью управления параметрами сигналов, в том числе модулирующими функциями, и управляемыми диаграммами направленности передающих антенн.