Analysis of the possibilities of using reflected radiation of ground-based radioelectronic devices from low-orbit Earth satellites

Parameter 
Value 
Wavelength λ, m 
0,9 
Pulse width, ms 
2,66 
System losses L, dB 
6 
Noise temperature, К 
290 
ESA of objects 
S
эфо
, m
2
1,0 
Transmitter Amplifier 
𝐺
𝑡
, dB 
30 
Receiver Amplifier 
𝐺
𝑟
, dB 
32 
Distance from the transmitter to 
the objects 
𝑅
1
, km 
424 
Distance from receiver to objects
𝑅
2
, km 
424 
Signal-to-noise ratio at the receiver: 
Probability of detection 
0,1 
The probability of a false alarm 
0,05 
Number of impulses 
30 
Maximum power of the 
transmitter, W 
20 

---

Fig. 6. M-file of the Radar Equation Calculator application 
Using the Radar Waveform Analyzer signal analyzer 
application in MATLAB, it is possible to visualize the real and 
imaginary parts, magnitude and phase graphs, signal 
autocorrelation, spectral analysis of the signal, etc. It can also 
get a calculation of the minimum and maximum range, range 
resolution, etc. To do this, it needs to specify the following 
parameters: sampling rate, number of pulses, pulse width, 
system losses, bandwidth, etc. Figures 7 and 8 show the 
analyzer of the real and imaginary parts of the signal and the 
spectral analysis of the signal. 
Fig. 7. M-file and analyzer of the real and imaginary part of the signal 
Fig. 8. M-file and signal spectral analysis 
To detect and restore a useful signal on the terminal device 
at a distance of 600 km from the receiver to the transmitter, the 
power on the transmitter must be large. To reduce the power of 
the transmitter, one solution is to increase the number of pulse 
signals. The calculation results are obtained by increasing the 
number of pulses from 1 to 30. When 30 pulses with a 
maximum power of 20 watts are accumulated on the receiver, 
it is possible to receive a useful signal re-reflected from a group 
of space objects in low Earth orbit at 424 km from the receiver 
and transmitter. In the example given, the information is 
transmitted at a speed of 8 bit/s, while the signal level at the 
receiver will be -17.7 dB. 
Fig. 9. Graph of the dependence of the transmitter power on the number of 
pulses 
CONCLUSION
As a conclusion, we can say that the use of reflected 
radiation of ground-based radio-electronic communications 
from low-orbit idle satellites and their fragments of the Earth 
has good prospects, since the number of satellite data and its 
fragments continues to grow. As the study showed, when 30 
pulses with a maximum power of 20 watts accumulate on the 
receiver, it is possible to receive a useful signal re-reflected 
from a group of space objects in low Earth orbit at 424 km from 
the receiver and transmitter. In the example given, the 
information is transmitted at a speed of 8 bit/s, while the signal 
level at the receiver will be -17.7 dB. It is necessary to evaluate 
the characteristics of the reflected radiation of radio-electronic 
means and build a mathematical model on this in order to better 
derive the expected results from the actual use of these systems. 
V. S
OURCE OF FINANCING
.
G
RATITUDES
This research has been funded by the Science Committee of 
the Ministry of Education and Science of the Republic of 
Kazakhstan (Grant No. AP14869120). 
R
EFERENCES
[1] 
NORAD database of spacecraft in near-Earth orbits 
[Electronic 
resource]. 
– 
Access 
mode: 
http://satellitedebris.net/Database/index.php. 
[2] 
Database of active artificial Earth satellites [Electronic 
resource]. – Access mode: http://www.ucsusa.org/nuclear-
weapons/space-weapons/satellite-
database.html#.VdPqXfntlBd
[3] 
Catalogue of artificial space objects [Electronic resource]. 
– Access mode: https://www.space-track.org/#/catalog
[4] 
Finkelstein M.I. Fundamentals of radar: Textbook for 
universities. – M.: Radio and Communications, 1983 
[5] 
Yakovlev O.I. Propagation of radio waves in space – 
Moscow: Nauka, 1985 
[6] 
Ovodenko A.A., Bestugin A.R., Kryachko A.F., Kirshina 
I.A. Theory of information control complexes based on 
low–orbit network structures. - St. Petersburg: GUAP, 
2015 
[7] 
Ignatov V.A. Theory of information and signal 
transmission. – M.: Soviet Radio – 1979 
[8] 
Isakov V.N. Statistical theory of radio engineering systems 
[Electronic resource]. – Access mode: http://strts-
online.narod.ru /. – 

---

[9] 
Weinstein L.A., Zubakov V.D. Isolation of signals against 
the background of random interference. – M.: Soviet Radio 
– 1960 
[10] 
Zyuko A. G., Klovsky D. D., Nazarov M. V., Fink L. M. 
Signal transmission theory — Moscow: Svyaz, 1980 
[11] 
Tikhonov V.I. Optimal signal reception. – M.: Radio and 
Communications – 1983
[12] 
B.O.Tuychiyev, 
D.A.Davronbekov. 
Models 
and 
algorithms for the optimal processing of spatio-temporal 
signals by the method of fractal // 2020 International 
Conference on Information Science and Communications 
Technologies, 
ICISCT 
2020
DOI: 10.1109/ICISCT50599.2020.9351501
[13] 
D.A.Davronbekov, U.T.Aliev, J.D.Isroilov. Using the 
energy of electromagnetic radiation as a source of power // 
2017 International Conference on Information Science and 
Communications 
Technologies, 
ICISCT 
2017 
DOI: 10.1109/ICISCT.2017.8188565
[14] 
D.Davronbekov. Features measurement parameters and 
control functioning of integrated chips // 2016 International 
Conference on Information Science and Communications 
Technologies, 
ICISCT 
2016
DOI: 10.1109/ICISCT.2016.7777379