[发明专利]一种空间碎片探测系统及方法

权利要求书

1.一种空间碎片探测系统，其特征是，包括FM广播站群和低频射电望远镜阵列数据接收与处理系统；

上述FM广播站群作为系统的发射端，由L个FM广播站组成；

上述低频射电望远镜阵列数据接收与处理系统作为系统的接收端，由低频射电望远镜阵列、波束合成器、接收机、相关器和数据处理模块组成；

低频射电望远镜阵列由M个台站组成，每个台站又进一步由N个双极化偶极子天线组成，每个双极化偶极子天线接收X和Y两个极化方向的信号，并输出X和Y极化方向的信号；

波束合成器的数量与台站的数量相同，即为M个；每个波束合成器包含2×N个输入端和2个输出端，其2×N个输入端分别接入N个双极化偶极子天线的X和Y极化方向的信号，其2个输出端分别输出X和Y极化方向的波束；

接收器包含2×M个输入端和2×M个输出端，其2×M个输入端分别接入M个波束合成器输出的X和Y极化方向的波束，其2×M个输入端分别输出2×M路复数信号；

相关器具有2×M个输入端和1个输出端，其2×M个输入端分别接入接收器输出的复数信号，其输出端输出观测数据；

相关器的输出端与数据处理模块的输入端连接；

其中L、M和N均为设定值。

2.根据权利要求1所述的一种空间碎片探测系统，其特征是，每个波束合成器均由2×N个低噪声放大器、2×N个带通滤波器、2×N个开关延时器、X方向求和器和Y方向求和器组成；

其中N个低噪声放大器、N个带通滤波器、N个开关延时器和X方向求和器构成X方向波束合成单元；这N个低噪声放大器与N个双极化偶极子天线的X极化方向的信号输出端连接；每个低噪声放大器的输出端均与1个带通滤波器的输入端连接，每个带通滤波器的输出端均与1个开关延时器的输入端连接；这N个开关延时器的输出端与X方向求和器的输入端相连，X方向求和器输出X极化方向的波束；

另外N个低噪声放大器、N个带通滤波器、N个开关延时器和X方向求和器构成Y方向波束合成单元；这N个低噪声放大器与N个双极化偶极子天线的Y极化方向的信号输出端连接；每个低噪声放大器的输出端均与1个带通滤波器的输入端连接，每个带通滤波器的输出端均与1个开关延时器的输入端连接；这N个开关延时器的输出端与Y方向求和器的输入端相连，Y方向求和器输出Y极化方向的波束。

3.根据权利要求2所述的一种空间碎片探测系统，其特征是，每个开关延时器由2条以上的开关延时线排列组合而成。

4.根据权利要求1所述的一种空间碎片探测系统，其特征是，接收器由2×M个放大器、2×M个带限滤波器、2×M个模数转换器、2×M个多相滤波器组、2×M个通道选择器和2×M个量化器组成；

每个放大器的输入端各接入1个波束合成器输出的X或Y极化方向的波束；每个放大器的输出端与1个带限滤波器的输入端连接，每个带限滤波器的输出端与1个模数转换器的输入端连接，每个模数转换器的输出端与1个多相滤波器组的输入端连接，每个多相滤波器组的输出端与1个通道选择器的输入端连接，每个通道选择器的输出端与1个量化器的输入端连接；每个量化器输出1路复数信号。

5.根据权利要求1所述的一种空间碎片探测系统，其特征是，FM广播站、低频射电望远镜阵列和空间碎片必须满足下式：

式中，S是低频射电望远阵列接收到的谱流量密度，r为空间碎片的半径，R_r为空间碎片与低频射电望远镜阵列之间的距离，R_t为空间碎片与FM广播站之间的距离，P_t是FM广播站的有效发射功率，G是FM广播站发射在空间碎片方向的增益，B是FM广播站发射信号的带宽，v是FM广播站发射信号的中心频率。