Brevet FR2005514A1 — publié le 19691212

La présente invention est relative à l'identification de cibles et, plus particulièrement, à des techniques radiométriques d'identification de cibles utilisant des signaux de différence de puissance de plusieurs longueurs d'onde pour produire un signal de 5 composition de la cible indépendant de la température. Le rayonnement émis en permanence par tous les objets résulte de l'accélération des charges électriques dans leur matériau. En raison du fait que les interactions de ces charges dans les corps solides sont très complexes, il est difficile d'appliquer directe-0 ment la théorie électromagnétique; on utilise plutôt la thermodynamique pour prévoir et expliquer le comportement des corps qui é-mettent un rayonnement. Moyennant cette approximation, on a mis au point le concept utile de source idéale de rayonnement ou de corps noir, ayant une caractéristique de rayonnement parfaitement déter-5 minée par la température. La puissance du rayonnement émis par un radiateur imparfait dans un petit intervalle spectral centré sur u-ne longueur d'onde A- et celle émise par un corps noir idéal sont liées par une constante indépendante de la température qui est connue sous le nom de pouvoir émissif du radiateur. Mathématiquement, 0 ceci peut s'exprimer sous la forme s K( ^ rT> = £( A) R^ A »T) (1) dans laquelle R( A ,T) est la puissance du rayonnement émis par une unité de surface de la source à la température T dans un petit intervalle spectral particulier centré sur la longueur d'onde , 5 ®bb^ A est Puissance par unité de surface ra- yonnée par unité de surface drun radiateur parfait, c'est-à-dire d'un corps noir, à la température T dans un petit intervalle spectral particulier centré sur la longueur d'onde , et ^ ( A ) esi: 1® pouvoir émissif de la source dans un 0 petit intervalle spectral particulier centré sur la longueur d'onde X » Le terme est lié à \ et T par la formule de rayonnement de Planck : Rbb( A.?) - ^ hc v T ^2) A LexP (-XkF - ^ 5 dans laquelle £ est la vitesse de la lumière, h est la constante de Planck, k est la constante de Boltzmann. 69 10006 2. 2005514 XI découle de l'équation (l) que le pouvoir émissif d'un corps est donné par le quotient de la puissance rayonnée par ce corps et de la puissance qui serait rayonnée par un corps noir de même température. Comme le pouvoir émissif est indépendant de la tempéra-5 ture, il caractérise la nature rayonnante et ainsi peut être utilisé pour déterminer ou identifier la composition physique du corps par comparaison avec des courbes d'émission connues. Jusqu'à maintenant, les techniques d'identification des cibles par rayonnement ont mesuré la puissance rayonnante d'un corps à une 10 température inconnue. On supposait que plusieurs cibles voisines étaient toutes à la même température ambiante et une évaluation savante de la température était effectuée. On calculait le rayonnement du corps noir à la température estimée et on évaluait à partir de là le pouvoir émissif de la cible pour en déterminer la coin— 15 position physique. Des mesures de la température réelle ont montré toutefois que divers matériaux peuvent différer d'une température allant jusqu'à 4,k°C par suite d'un réchauffement inégal par la lumière du soleil. Ainsi, il est raisonnable de conclure que la température, aussi bien que le pouvoir émissif d'un corps, varie 20 avec le matériau et que les techniques antérieures d'estimation de la température fournissaient des indications erronées sur la composition des matériaux. Selon l'invention, on combine des mesures du spectre de puissance sur deux ou plusieurs bandes spectrales pour séparer les ef— 25 fets de la température des effets du pouvoir émissif afin de déterminer la composition d'un corps. On dirige alternativement l'énergie rayonnante provenant d'une cible et d'un corps noir de référence sur des détecteurs de rayonnement par l'intermédiaire de filtres qui sont conçus de manière à ne laisser passer que des lon-30 gueurs d'onde choisies de la bande spectrale. De la manière habituelle, l'amplification différentielle du signal d'énergie radiante de référence et des signaux d'énergie radiante de la cible produit un signal de différence de puissance pour chaque longueur d'onde qui est indépendant des niveaux de puissance extérieurs. Cha-35 que signal de différence de puissance est amplifié au moyen d'un amplificateur logarithmique et est pondéré; deux ou plusieurs signaux logarithmiques pondérés sont combinés pour produire un signal de détermination de la composition de la cible qui est indépendant de la température. La somme de deux des signaux logarithmi-40 ques pondérés fournit un signal de température de la cible repré 69 10006 3. 2005514 sentant les variations de température du corps. L'invention vise à fournir un dispositif radiornétrique d'identification de cible qui combine des mesures du spectre de puissance sur deux ou plusieurs bandes spectrales; 5 - tin tel dispositif dans lequel les effets de la température sur le signal de détermination de la composition du corps sont supprimés ; - une mesure de la température de-la cible au moyen de techniques radiométriques; 10 - un dispositif de détermination radiométrique de cible au mo yen de la relation qui existe entre le logarithme de la puissance incidente provenant d'une cible inconnue et de celle d'une cible de référence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî-15 tront au cours de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'identification de cible comportant des amplifieateurs logarithmiques; - la Fig. 2 est un diagranme vectoriel représentant l'indépen-20 dance par rapport à la température d'un signal de composition produit par le dispositif de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est un schéma synoptique d'une variante de mode de réalisation de la partie de détection du dispositif de la Fig.1 ; - la Fig. k est un schéma synoptique partiel d'un dispositif 25 de détection utilisant plus de deux bandes spectrales pour supprimer des effets de la température sur un signal de composition; - les Fig. 5A à 5D sont des graphiques du pouvoir émissif en fonction de la longueur d'onde en microns pour plusieurs matériaux. En se référant à la Fig. 1, une cible 10 de composition et de 30 température inconnues émet en permanence un rayonnement qui frappe des détecteurs d'infrarouges 12 et 14 après avoir traversé des filtres Î6 et 18 respectivement. Une roue de sélection 20 entraînée en rotation par un moteur électrique 22 laisse passer ou bloque le rayonnement émis par la cible 10, vers les détecteurs 12 et 35 14. Dans la position représentée, la roue de sélection 20 laisse passer le rayonnement émis par la cible 10 jusqu'aux détecteurs. Lorsque la roue 20 a tourné de 30°, le rayonnement émis par la cible 10 est bloqué et le rayonnement provenant d'un corps noir de référence 2k est réfléchi par un réflecteur arrière 20a, traverse 40 les filtres 16 et 18 et atteint les détecteurs 12 et 14. Le rayon 69 10006 k. 2005514 nement frappant les détecteurs 12 et 14 provient ainsi alternativement,pour chaque rotation de 30° de la roue 20, de la cible 10 et du corps de référence 24. Beaucoup d'autres procédés peuvent être utilisés pour faire alterner l'incidence du rayonnement sur les 5 détecteurs 12 et 14 entre la cible 10 et la source de référence 2k. La roue de sélection 20 n'est indiquée qu'à titre d'exemple. On trouvera uné description complète des techniques de mesure du rayonnement dans le "Handbook of Military Infrared Technology", Office of Naval Research, Department of the Navy. 10 La source de référence 2k émet un rayonnement thermiquè ou de corps noir qui est défini comme étant le rayonnement électromagnétique présent dans une région quelconque de l'espace vide à l'équilibre thermodynamique et à la température T. Le rayonnement du corps noir est isotrope et non polarisé et présente une distribu-15 tion continue des fréquences. Il présente une importance pratique du fait que c'est la quantité maximale de rayonnement qui peut ê-tre émise par un corps solide chaud. Il présente une importance théorique dans l'histoire de la physique, car c'est par l'étude de ses propriétés que Planck a été conduit en 19OO à l'idée initiale 20 de la théorie dès quanta. Le dispositif de l'invention tire parti de la formule de rayonnement de Planck qui décrit la nature du rayonnement des matériaux chauffés. La sortie du détecteur 12 alterne proportionnellement entre la densité du flux rayonnant provenant de la cible 10 et la source 25 de référence 2k sur la bande spectrale particulière transmise par le filtre 16. Ceci produit un signal alternatif à deux niveaux, qui, après amplification et redressement dans un amplificateur 26, produit un signal continu sur une ligne 28 qui est proportionnel à la différence de puissance de rayonnement entre la cible 10 et la 30 source de référence 2k, indépendant des sources de puissance externes. Le fonctionnement de l'amplificateur 26 est synchronisé a-vec le moteur 22 au moyen d'une connexion 29 pour polariser convenablement le signal continu présent sur la ligne 28. Une résistance réglable 30 fournit un moyen pour pondérer le signal- de diffé-35 rerice de puissance afin d'éliminer les variations du dispositif et un réseau de sommation J2, connecté1 à une alimentation en courant continu variable 34, polarise le signal de puissance différentiel pondéré avant amplification dans un amplificateur logarithmique 360 De même, le détecteur 14 délivre un signal de sortie proportion-40 nel alternativement à la densité de flux rayonnant provenant de la 69 10006 5. 2005514 cible 10 et de la source de référence 24 sur la bande spectrale transmise par le filtre 18. La bande de fréquence transmise par le filtre 18 est indépendante de celle transmise par le filtre 16. Un amplificateur 38 amplifie et redresse le signal alternatif à deux 5 niveaux provenant de l'énergie émise par la source de référence 2k et de l'énergie émise par la cible 10 pour produire un signal différentiel de puissance de rayonnement sur une ligne 40 qui est de nouveau indépendant des sources de puissances externes. Le fonctionnement de l'amplificateur 38 est également synchronisé avec le 10 moteur 22 au moyen de 1*interconnexion 29. Une résistance variable 42 fournit un moyen de pondérer le signal de différence de puissance présent sur la ligne 40 et un réseau de sommation 44, connecté à l'alimentation 34, polarise le signal de différence de puissance provenant de l'amplificateur 38 avant amplification dans un ampli-15 ficateur logarithmique 46. A titre d'exemple, les amplificateurs logarithmiques 36 et 46 sont des amplificateurs opérationnels courants comportant un transistor à trois bornes connecté dans une boucle de réaction. De la manière habituelle, lrémetteur du transistor relie la borne de 20 sortie de l'amplificateur opérationnel et la base et le collecteur sont interconnectés à la borne drentrée en même temps que le signal de différence de puissance pondéré provenant des circuits de sommation. Les sorties des amplificateurs 36 et 46 sont connectées à un circuit de différence 48 et à un circuit de sommation 50. Des 25 potentiomètres 52 et 54 sont connectés dans la ligne de signal provenant de lfamplificateur 36 pour en pondérer la sortie logarithmique. Un diviseur de tension comprenant des résistances 55 et 57» est incorporé dans la ligne provenant de l'amplificateur 46 et fournit un moyen d'en pondérer la sortie logarithmique en même 30 temps que le potentiomètre 52. Le circuit de différence 48 fournit un signal d'identification de la composition de la cible indépendant de la température à la borne 56, à partir des deux signaux pondérés des différences de puissance de rayonnement provenant des amplificateurs 36 et 46. Une somme des deux signaux de sortie pro-35 venant des amplificateurs 36 et 46,effectuée dans le circuit de sommation 50 fournit un signal de température de la cible sur une borne 58. A partir de ces deux signaux relatifs à la cible, la composition et la température de la cible peuvent être déterminées en comparant avec des courbes caractéristiques courantes de divers 40 matériaux connus. 69 10006 2005514 En fonctionnement, le dispositif utilise la relation qui existe entre le logarithme de la puissance incidente provenant de la cible 10 et de celle provenant de la source de référence 24. A une longueur d'onde \ , cette relation peut s'écrire sous la 5 forme : s± = m p±/pr = m £± + X e± O + 4 ) (3) dans laquelle P^ est la puissance incidente provenant de la cible 10, Pr est la puissance provenant de la source de réfé-10 rence, à corps noir 24r est le pouvoir émissif de la cible 10, £ = 1 - Tq/T, T est la température de la cible 10, Tq est la température de la source de référence 24, 15 g± = x± (1 -exp[-xi]), x.^ = hc/ A ^ kTr et û est l'erreur fractionnaire qui résulte du développement de par le premier terme du développement en série autour de ^ = 0. Aux fréquences considérées et dans des gammes de tempé-20 rature normale, le terme A peut être négligé, ce qui simplifie l'équation (3)• Le tableau X indique le pourcentâge d'erreur probable pour une longueur d'onde de 12 microns et une température de la source de référence de 300° K. Qn notera que pour une variation de température de 75& K à 600° K, l'erreur est inférieure à 4 ^ 25 et peut être négligée dans la pratique. TABLEAU I. Température en y> ( & ) degrés Kelvin S = 1 - T /T Erreur en o pourcentage 75 »3 1,7 150 -1 1,4 200 -1/2 0,9 300 O 0 400 1/4 1,3 600 1/2 4 1,200 3/4 9,7 En supposant que l'erreur fractionnaire 21 peut être négligée, un signal de composition indépendant de la température peut être engendré par 1'éliminatinn du terme S pour deux mesures 69 10006 i. 2005514 quelconques de cette sorte. Par exemple, en supposant les valeurs de S-j et Sg mesurées aux longueurs d'onde ^ et A ^ respectivement, on peut éliminer pour deux mesures quelconques de cette sorte afin de former un signal indépendant de la température, 5 comme indiqué par l'expression : P( A 1, /) 2) = S-j/g! - s2/e2 = 1/g1 ln ^ 1 " 1/g2 1x1 ^ 2 (5) Aux fréquences plus élevées dans les régions infrarouge ou optique, g^ est voisin de x^ et, en introduisant l'équation (4) dans l'équation (5), on obtient l'expression suivante : 0 f(/\1»'>'2^ = ^1S1~^ 2S2 = ^ 1ln ^ 1 " ^ 2ln ^"2 Bien qu'un signal produit selon l'équation (6) identifie une composition particulière indépendante de la température, une identification plus positive peut être assurée en formant P ( A ^ ^ + 1 ) pour un plus grand nombre de points d'échantillonnage. 5 Une caractéristique importante de l'invention est l'indépen dance par rapport à la température du signal de composition présent sur la ligne 56, comme décrit ci-dessus. Pour mettre ce point encore plus en lumière, on appliquera le procédé d'orthogonalisa-tion de Schmidt au signal de composition de la cible é.chantil-0 lonné aux longueurs d'onde ^ ^ ♦ ^2""* ^ n' pour COIlstruire des vecteurs de composition de la cible, indépendants de la température, comme représenté à la Fig. 2, Si S1, g^ et ln i = 1» 2, ... m, sont la ième composante des vecteurs S, g et /3 , respectivement, l'équation (3) peut alors s'écrire en notation vectorielle : S = 0 + ï s (7) et si x, y représente le produit scalaire des deux vecteurs x et y, un vecteur z défini par : z = S - ——-—1—g (8) sera orthogonal à g. D'après les deux équations ci-dessus, on peut obtenir, par simple substitution, le vecteur z : '•e-W'.ï, g (9> Ainsi, le vecteur z est un vecteur indépendant de la température, parfaitement déterminé par le pouvoir émissif du matériau. Comme le vecteur g est de dimension m, il est possible de construire ■ - 1 vecteurs mutuellement orthogonaux et orthogonaux à g. Ces 69 10006 8. 2005514 vecteurs peuvent être utilisés comme vecteurs de base pour £ et il en résulte que : m-1 z = i = 1 dans laquelle ê^, i = 1, 2, ... m-1, constituent un ensemble de 5 vecteurs orthogonaux qui sont orthogonaux au vecteur g. Il s'ensuit qu'il existe m-1 paramètres linéaires indépendants de la température pour les m points d'échantillonnage du spectre de puissance radiométrique. Ces paramètres peuvent être utilisés pour i-dentifier la composition d'une cible et la composante du vecteur 10 g peut être utilisée pour déterminer sa température. Le diagramme vectoriel de la Fig. 2 représente ce concept d'identification radiométrique de la cible pour un dispositif à trois longueurs d'onde. Une variation de la température de la cible 10 provoque une variation correspondante des signaux de ten-15 sion provenant des détecteurs pour chacune des trois longueurs d'onde /\ „ et ce qui fait tourner le vecteur de puis ai ^ J sance de S en S . L'équation de Planck contraint les variations dues à la température à rester parallèles à l'axe Ainsi, bien que les mesures effectuées le long des trois axes de longueurs d'-20 onde soient affectées par la variation de température, les composantes de S dans le plan perpendiculaire à g (c'est-à-dire le plan ê^, ê^) ne sont pas affectées. Comme dans le cas présent m = 3» il existe deux paramètres indépendants de la température (c'est-à-dire les composantes suivant ê1 et ê2) qui peùvent être utilisés 25 pour identifier la cible. D'autre part, la composante suivante g fournit une mesure directe de la variation de température de la cible. Lorsque le spectre de puissance n'est échantillonné que pour deux fréquences, par exemple par un dispositif tel que celui re-30 présenté à la Fig. 1, alors m = 2 et il n'existe qu'un seul vecteur ê et tin seul paramètre correspondant de la cible. En prenant les composantes de g sous la forme (g^, gg)» le vecteur ê orthogonal à g se trouve dans la direction (&2» )• D'après l'exposé précédent, on voit que le paramètre de la cible est fourni par 35 qui est égal à son tour au produit de r ( > -, » à 2) par une constante, f ( ^, ^2^ étant un signal de composition de la cible indépendant de la température, donné par l'expres- 69 10006 9. 2005514 sioii (5). La technique de base d'identification de la cible décrite ci-dessus a été mise au point à partir du logarithme du rapport entre la puissance émise par la cible 10 et celle émise par la source de 5 référence 24. Malheureusement, les dispositifs de mesure connus (analyseurs, radiomètres, etc), ne mesurent ni ce rapport ni la puissance incidente provenant directement d'une cible. On va décrire maintenant la manière dont ces dispositifs de mesure connus fournissent un signal d'identification de la cible. L'énergie frap-10 pant les détecteurs 12 et 14 à un moment donné quelconque provient en partie du rayonnement de la cible 10 et en partie de sources extérieures entourant la cible. En supposant que les détecteurs 12 et 14 présentent une fonction de transfert linéaire, les effets des sources extérieures 15 peuvent être éliminés pour la plus grande part en produisant un signal proportionnel à la différence entre la réponse de la source de référence 24 et celle de la cible 10. Si le dispositif de mesure a une fonction de transfert égale à a ( fï ), la différence de puissance de rayonnement à la sortie des amplificateurs 26 et 38 20 est donnée par : v = a( /) )[>(/* , T) - Pr( A, Tj] (11) qui peut être simplifiée en : v = w [q + qt + t] (12) dans laquelle : v = a ( /l ) R& ( A , Tq) = poids du dispositif 03) £( *)- £„(*) émi ssif q s 1 ° 1 = variation relative du pouvoir (14) RbJ*'T> - Rbb , , t = ■ 1 •' j bb^ ' o' l'énergie du corps noir Si u est rendu égal à v/w on a alors, d'après l'équation (12) : u = q + qt + t, 06) et par un développement simple, (1 + u) - (1 + q) (1 + t) (17) = ( £/£„) (K/R„) - vpr D'après l'expression ci-dessus, on obtient : ln (1 + u) = ln (P-j/P,,) O8) 69 10006 10. 2005514 qui est l'équation d'identification de base (3) donnée ci-dessus. Le calcul de u nécessite une seconde source de référence (non représentée) ayant des valeurs connues de £ et de t pour supprimer le poids w du dispositif de l'énergie radiante mesurée. 5 Cette seconde source de référence ayant tin pouvoir émissif connu à une température connue remplace la cible 10 pendant 1'étalonnage. On peut trouver w à partir de l'équation (l2) en divisant la tension mesurée à partir de cette seconde source de référence par la valeur de u calculée à partir des valeurs de a et t associées à 10 la seconde référence. Le choix le plus simple et peut-être le meilleur pour la seconde source de référence est celui d'une source ayant le même pouvoir émissif que la première source de référence 24, auquel cas q = O et u = t. En rapportant la discussion ci-dessus au dispositif de la 15 Fig. 1, la sortie des amplificateurs logarithmiques 36 et 46 est donnée par l'expression : ln (a + w1 Uj) (19) ln (a + w2 u2), (20) respectivement. Pour que les amplificateurs 36 et 46 délivrent des 20 signaux de sortie, tels que ceux donnés par l'équation (l8) ci- dessus, il est nécessaire d'étalonner le dispositif en réglant des résistances variables 30 et 42 et l'alimentation en courant continu 34. L'étalonnage du dispositif peut être.effectué en réglant d'abord les potentiomètres 52 et 54. Ce circuit, avec les circuits 25 48 et 50 peut être considéré comme faisant tourner le vecteur de composition de base S de façon à délivrer des sorties suivant l'axe des températures % et l'axe du pouvoir émissif ê» D'après les relations vectorielles établies au cours de la description de la Fig. 2, il apparaît que si le potentiomètre 52 est réglé de façon 30 telle que le gain soit égal au rapport g^/gg, qui est de A 2/ ^i environ aux longueurs d'onde correspondant à 1'infrarouge, la sortie apparaissant à la borne 58 est alors proportionnelle à S.£. Comme ê^ est perpendiculaire à ê» il s'ensuit qu'en réglant convenablement le potentiomètre 54, les composantes s,ê sont produites 35 à la sortie du circuit de différence 48 à la borne 56» Mathématiquement, le réglage du potentiomètre 54 fournit un gain = rv^f. Ensuite l'alimentation à courant continu 34 est réglée de façon que a =t 1 ; ceci nécessite que les deux amplificateurs logarithmiques 36 et 46 délivrent un signal de sortie nul lorsque 40 la première cible de référence est. observée. Avec ce réglage, la 69 10006 u. 2005514 sortie des amplificateurs logarithmiques prend la forme [ln (1 + wu)] qui est voisine de l'expression (18) ci-dessus. En supposant maintenant que la seconde référence est choisie de façon que q = O à une température connue, le rapport w^/w2 Peut alors être fixé en 5 réglant les résistances 30 et 42 de façon que le signal apparaissant sur la borne 56 soit nul tandis que le niveau d'amplitude de w.j et Wg peut être réglé en observant le signal de "sortie à la borne 58 et en réglant en vue de la normalisation appropriée lorsque la seconde cible de référence est observée. Après réglage du 10 rapport w^/wg, la sortie des amplificateurs logarithmiques 36 et 46 prend la forme donnée par l'expression (18). Ainsi, le dispositif de la Fig. 1 fournit à la sortie des amplificateurs logarithmiques 36 et 46 le logarithme du rapport de la puissance émise par la cible 10 et celle émise par la source de référence 24. 15 Chacun des amplificateurs logarithmiques 36 et 46, placé a- près les circuits de sommation 32 et 44 respectivement, produit un signal à partir duquel le signal de composition de la cible indépendant de la température, fourni par l'équation (6), peut être engendré en tirant parti d'une différence pondérée entre deux si-20 gnaux logarithmiques. La température de la cible 10 peut être obtenue d'une somme pondérée des sorties des amplificateurs logarithmiques 36 et 46. Dans les deux cas, la pondération est effectuée par les potentiomètres 52 et 54. L'amplificateur logarithmique après soustraction linéaire, en combinaison avec une tension 25 continue additive, supprime également le produit de la variation relative du pouvoir émissif et de la variation relative du corps noir du signal d'identification de la cible donné par l'équation (6). D'après la discussion ci-dessus, on peut conclure logiquement 30 que l'amplification logarithmique peut être effectuée directement sur les signaux provenant des détecteurs 12 et 14 pour produire un signal de différence de puissance rayonnante logarithmique au lieu d'un signal linéaire auquel cas la tension de sortie des amplificateurs 26 et 38, engendrant une différence entre les logarithmes 35 des puissances rayonnantes émises par la cible 10 et par la source de référence 24, produit directement tua signal d'identification. Toutefois, comme l'énergie frappant les détecteurs à un moment donné provient en partie de sources extérieures, la différence logarithmique est donnée par l'expression : 40 log [(R-Re)/(Ro-Re)], 69 10006 12. 2005514 dans laquelle R est le rayonnement provenant de sources extérieu-© res. Les amplificateurs 26 et 38 présentent l'avantage que la plus grande partie de Rg est supprimée. Comme représenté à la Pig. 3, un second dispositif d'identi-5 fication de cible selon l'invention n'utilise pas d'amplificateurs logarithmiques ni de sources de tension continue. Les filtres 60 et 62 transmettent des énergies de longueurs d'onde sélectives provenant de la cible 10 ou de la source de référence 24 à des détecteurs respectifs 64 et 66. XI faut une seconde source de réfé-10 rence (non représentée) ou bien la source de référence 24 doit ê-tre réglée à deux températures fixées pour étalonner ce dispositif, comme décrit précédemment en relation avec le dispositif de la Fig, 1. Un amplificateur 68 délivre une tension continue sur une ligne 70 qui est indépendante de la puissance parasite et est 15 proportionnelle à la différence de rayonnement comme ci-dessus. Le signal présent sur la ligne 70 est pondéré au moyen d'un potentiomètre 72 pour être appliqué à un circuit dé sommation 74 et à un circuit de différence 76 à travers un potentiomètre d'étalonnage 78. Pour la seconde bande spectrale choisie, un amplificateur 80 20 fournit Tin signal de différence de rayonnement, exempt de puissance parasite sur une iigne 82. Ce signal est pondéré au moyen d'un potentiomètre 84 avant d'être applique au circuit de sommation 74 et au circuit de différence 76. Comme décrit ci-dessus", la sortie du circuit de sommation'74 est un signal de température et la sor-25 tie du circuit de différence 76 représente un signal d'identification de cible indépendant de la température. Dans le dispositif de la Fig. 3» et U^ donnés par l'équation (16) représentent les entrées des circuits de sommation et de différence 74 et 76 après une pondération appropriée effectuée par 30 les potentiomètres 72 et 84. On notera que, comme u\j et u^ sont nuls, lorsqu'on observe la cible de référence 24, les deux signaux de composition et de température sont automatiquement nuls. Pour étalonner le dispositif de la Fig. 3» on règle d'abord le potentiomètre 78 pour produire un gain en tension fixe, (g„/ 2 ^ 35 g^) j sur le curseur du potentiomètre 72. Ensuite, on règle les potentiomètres 72 et 84 afin de normaliser le signal de température présent à la borne 75 èt d'obtenir une sortie nulle à la borne 77 lorsqu'on observe deux sources de référence ayant le même pouvoir émissif. Ce réglage détermine les inconnués des équations : 69 10006 13. 2005514 R72v72 + R84V84 " 1 R72V72 " R84V84 « 0 (21) (22) l'équation (21) représentant le fonctionnement du circuit 74 et l'équation (22) représentant le fonctionnement du circuit 76» Les 5 termes (R) sont les réglages des rapports des potentiomètres 72 et 84 et V représente les tensions appliquées à ces potentiomètres. On notera qu'une partie du réglage par tâtonnement peut être évitée en utilisant des potentiomètres couplés pour étalonner le dispositif. Le dispositif de la Fig. 3 produit une différence de puis-10 sance normalisée entre celle provenant de la cible 10 et celle é-mise par la source de référence 24 aux sorties des circuits 74 et 76 pour deux longueurs d'ondes indépendantes. Toutefois, en raison du terme central et de lléquation (16), cette soustraction linéaire ne produit qu'un signal quasiment indépendant de la tem-15 pérature. Outre l'indépendance par rapport à la température, il est a-vantageux d'éliminer les corps gris (c'est-à-dire un corps ayant un pouvoir émissif constant dans la bande de fréquences concernée). Cette contrainte supplémentaire nécessite un degré supplé-20 mentaire de liberté ou une troisième bande spectrale connectée au circuit de différence 48 de la Fig* 1 et 76 de la Fig. 3« Une partie d'un tel dispositif est représentée à la Fig. 4. Les bornes 86 à 90 sont connectées aux sorties d'amplificateurs logarithmiques individuels tels que ceux décrits ci-dessus en relation avec 25 la Fig. t. Comme expliqué précédemment, chacun de ces amplificateurs produit un signal de puissance rayonnante d'une bande spectrale particulière d'énergie rayonnante provenant d'une cible et de la source de référence. Le signal apparaissant sur la borne 86, après avoir été pondéré au moyen d'une résistance variable 92, 30 est appliqué à un circuit de sommation 94. Le signal présent sur la borne 87, pondéré au moyen d'une résistance variable 96, est appliqué au circuit de sommation 94; il est également pondéré au moyen d'une résistance variable 98 avant drêtre appliqué à un circuit de sommation 100. De même, le signal présent sur la borne 35 89 est pondéré au moyen de résistances variables 102 et 104 avant d'être appliqué aux circuits de sommation 100 et 106 respectivement. Un signal présent sur la borne 90 après avoir été pondéré au moyen d'une résistance variable 108, est appliqué à un circuit de sommation 106. Le troisième signal drentrée appliqué à chacun 69 10006 14. 2005514 des circuits de sommation 94, 100 et 106, est transmis à partir de la borne 88 à travers un amplificateur inverseur 110. Pour N bandes spectrales, il suffit de faire N-2 groupements indépendants afin d'obtenir toute l'information disponible pour 5 reconnaître la configuration. Toutefois, pour des raisons de précision, la redondance fournie par des groupements supplémentaires peut être avantageuse. L'étalonnage du dispositif représenté à la Fig. 4 doit être effectué en réglant d'abord les résistances 92 et 96 jusqu'à ce que la sortie de sommation 94 soit nulle pour 10 l'énergie rayonnante des deux sources de référence positionnées à l'emplacement de la cible 10 et comparées à l'énergie provenant de la source de référence 24. La première source de référence située à l'emplacement de la cible doit être à la température de la source de référence 24 mais doit avoir un pouvoir émissif différent 15 et la seconde source de référence située à l'emplacement de la cible doit avoir le même pouvoir émissif à une température différente. On règle ensuite les résistances 98 et 102 jusqu'à ce que la sortie du circuit de sommation 100 soit nulle et on règle finalement les résistances 104 et 108 jusqu'à ce que la sortie du cir-20 cuit de sommation 106 soit nulle pour les deux sources de référence situées à l'emplacement de la cible. On notera qu'un certain réglage par tâtonnement peut être nécessaire pour obtenir les signaux de sortie nuls désirés. Les corps non gris produiront des valeurs finies aux bornes de sortie des circuits 94, 100 et 106 25 qui peuvent,être combinés dans un filtre de reconnaissance (non représenté) pour identifier la composition de la cible 10 indépendamment de la température. Un signal de température de la cible peut être engendré par le dispositif de la Fig. 4 en ajoutant des circuits supplémentaires décrits ci—dessus en relation avec les 30 Fig. 1 et 3. En se référant aux Fig. 5-Â. à 5D» il est représenté des courbes du pouvoir émissif en fonction de la longueur d'onde pour quatre matériaux particuliers. Le tableau suivant montre la manière dont les signaux indépendants de la température des dispositifs 35 décrits ci-dessus peuvent être utilisés pour classer des cibles infrarouges; les longueurs d'onde choisies pour cet échantillon sont de 9 et 12 microns. 69 10006 15. 2005514 Matériaux p ( 9,12 ) Terre glaise (Coïts Neck Loam) -1,11 Kalmiè verte à larges feuilles 0,057 Peinture à l'oxyde de zinc 0,96 5 Peinture à 1 ' oxyde ferreux 5 » 4 En rapportant ces données aux graphiques des Fig. 5A. à 5D, pour la terre glaise la tension à la borne 56 de la Fig. 1 doit indiquer qu'à 12 microns le pouvoir émissif est supérieur à celui à 9 raierons d'un facteur 1,11. De même, pour la "kalmie verte", le pou-10 voir émissif à 12 microns est plus grand qu'à 9 microns d'un facteur 0,057» D'autre part, pour la "peinture à l'oxyde de zinc" et la "peinture à l'oxyde ferreux", le signal présent à la borne 56 indique que le pouvoir émissif à 12 microns est plus petit qu'à 9 microns pour ces matériaux. Ainsi, en comparant la différence de 15 tension à la borne 56 avec des courbes de pouvoir émissif connues, on peut identifier un matériau particulier. Pour augmenter le pouvoir d'identification d'un matériau, on peut employer des bandes spectrales supplémentaires, telles que celles représentées à la Fig. 4. La possibilité d'identification positive du matériau est 20 d'autant plus grande qu'un nombre plus élevé de signaux de différence est produit. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. 69 10006 16. 2005514 - REVENDICATIONS. - 1 - Appareil destiné à l'identification radiométrique de cibles, comprenant au moins un détecteur de rayonnement pour détecter le rayonnement incident provenant d'une cible afin de produire 5 des signaux représentant le rayonnement détecté et un mécanisme a-nalyseur de signaux pour recevoir les signaux produits par les détecteurs et fournissant une indication de l'identité de la cible, basée sur le pouvoir émissif rayonnant de la cible, cet appareil étarit caractérisé par au moins deux détecteurs destinés à détecter 10 le rayonnement incident provenant de la cible et d'une source de référence, et un mécanisme sélecteur pour bloquer et transmettre en alternance le rayonnement provenant de la cible et de la source de référence aux détecteurs à plusieurs bandes de longueurs d'ondes indépendantes respectives suivant une suite continue, de sorte 15 que le rayonnement frappant les détecteurs alterne suivant un cycle périodique entre la cible et la source de référence, chacun des détecteurs engendrant un signal alternatif qui représente le rayonnement ainsi détecté pour une bande de longueur d'onde respective et en ce que le mécanisme analyseur de signaux comprend 20 des circuits sensibles aux signaux alternatifs engendrés par les détecteurs afin d'engendrer un signal de différence de puissance de rayonnement exempt de signaux de puissance de rayonnement parasite pour chaque bande dé longueur d'onde et des circuits pour produire un signal d'identification de composition de la cible in-25 dépendant de la température à partir d'au moins deux signaux de différence de puissance pour deux bandes de longueurs d'ondes indépendantes. " 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des c'ircuits destinés à produire un signal de tempéra- 30 ture de la cible à partir de deux signaux de différence de puissance pour deux bandes de longueurs d'ondes indépendantes. 3 - Appareil selon la revendication '2, caractérisé en ce que les circuits destinés à produire Un signal de température de la cible comprennent un circuit de sommation pour additionner deux 35 des signaux de différence de puissance. h - Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les circuits de production d'un signal d'identification de composition de la cible indépendant de la température comprennent un circuit de différence pour soustraire deux des si-kO gnaux de différence de puissance. 69 10006 2005514 5 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des résistances variables respectives sont fournies pour pondérer chacun des signaux de référence de puissance engendré par le circuit en réponse aux signaux alternatifs en- 5 gendres par les détecteurs. 6 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des potentiomètres respectifs sont fournis pour pondérer chacun des signaux de différence de puissance engendré par les circuits sensibles aux signaux alternatifs engendrés par les 10 détecteurs. 7 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que des amplificateurs logarithmiques respectifs sont fournis pour recevoir chacun des signaux de différence de puissance pondérés pour engendrer un signal égal au logarithme du quatient entre les ni— 15 veaux de puissance de rayonnement de la cible et de référence devant être reçus par les circuits pour produire le signal d'identification de composition de la cible indépendant de la température. 8 - Appareil selon la revendication 7» caractérisé par un amplificateur inverseur destiné à recevoir la sortie d'un amplifica- 20 teur logarithmique pour inverser le signal de différence de puissance logarithmique d'une bande de longueur d'onder engendré par l'amplificateur logarithmique. 9 - Appareil selon la revendication 7 » caractérisé par une source de tension continue et des circuits de sommation respectifs 25 inclus dans le circuit de façon à polariser chacun des signaux de différence de puissance pondérés aux entrées respectives des amplificateurs logarithmiques. TO - Appareil selon la revendication 9> caractérisé en ce que les sorties des amplificateurs logarithmiques contiennent des si- 30 gnaux logarithmiques ce qui supprime le produit entre la variation relative de pouvoir émissif et la variation de puissance relative de la source de référence du signal de différence de puissance pondéré et polarisé pour chaque bande de longueur d'onde. 11 - Procédé d'identification radiométrique de cible utilisant 35 l'appareil selon la revendication 1, caractérisé par les stades consistant à engendrer au moins deux signaux représentant la différence de puissance de rayonnement entre la cible et une source de référence sur des bandes de longueurs d'ondes choisies, les signaux de puissance parasites étant enlevés des signaux de diffé- 40 rence de puissance, et à produire un signal d'identification de 69 10006 18. 2005514 composition de la cible indépendant de la température à partir d'au moins deux signaux de différence de puissance appartenant à des longueurs d'ondes indépendantes. 12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé par la 5 production d'un signal de température de la cible à partir d'au moins deux signaux de référence de puissance appartenant à des bandes de longueurs d'ondes indépendantes. 13 - Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il consiste à pondérer chacun des signaux de diffé- 10 rence de puissance avant de produire le signal d'identification de composition de la cible indépendante de la température. 14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste à engendrer le logarithme de chacun des signaux de différence de puissance avant de produire le signal d'identifica- 15 tion de composition de la cible indépendante de la température. 15 - Procédé selon la revendication T4, caractérisé en ce qu'il consiste à polariser chacun des signaux de différence de puissance pondérés avant d'en engendrer le logarithme.