Brevet FR2346727A1 — publié le 19771028

L'invention concerne un système de brouillage aéroporté,et elle concerne notamment un système de leurrage pour un télémètre à laser créant de hausses cibles qui ne pleurent pas etre reconnues comme telles par le télémètre à laser.. Les télémètres à laser servant à repercer des aéronefs en vol comportent principalement un laser émettant des ondes laser de fréquence donnée et un récepteur destiné à recevoir les ondes laser réfléchies par une cible éventuelle. Pour permettre l'ex- ploitation de ces ondes laser réfléchies,on dispose généralement à l'entrée du récepteur du télémètre à laser un filtre interférentiel captant sélectivement les ondes laser dont la longueur d'onde correspond à celle de l'émetteur du télémètre. La bande passante d'un filtre interférentiel est relativement faible (de l'ordre de 0,5 nanomètre). De ce fait la puissance captée en provenance d'une source d'émission incohérente, tel un aéronef en vol, ne peut être que très limitée.D'autre part la durée des impulsions d'émission des télémètres laser est comprise entre vingt et quelques centaines de nanosecondes. Par conséquent, les dispositifs de leurrage classiques utilisant des sources incohérentes ne peuvent convenir étant donné que la vitesse de commutation de ces sources, même les plus rapides, ne peut attendre de telles valeurs. Un autre problème important apparaissant dans un système de leurrage de ce type réside dans le fait que ce système doit avoir des dimensions et un poids suffisamment faibles, ainsi qu'une consommation électrique suffisamment réduite pour pouvoir être embarqué sans difficultés à bord d'un aéronef, tout en permettant le leurrage d'un télémètre à laser dont la position est quelconque par rapport à l'aéronef. D'autre part, ce système de leurrage devra satisfaire aux clauses normales d'environnement. Par conséquent, il serait souhaitable de disposer d'un système de leurrage aéroporté fiable qui permette d'émettre partir de l'aéronef des signaux qui, une fois reçus au niveau du télémètre, sont semblables à des échos laser1 lesdits échos laser devant cependant correspondre à des cibles fictives se trouvant à des distances distinctes de la vraie cible, à savoir l'aéronef. Ces différents problèmes sont résolus suivant l'invention grâce à un système de brouillage aéroporté qui comporte un laser de brouillage pouvant être réglé sur la longueur d'onde du télémètre à leurrer, un dispositif permettant de détecter une émission laser en provenance dudit télémètre, un dispositif traitant les signaux de détection pour localiser la source d'émission laser et élaborer sur cette base des premiers signaux appliqués à un dispositif de commande du déclenchement du laser de brouillage, et des seconds signaux appliqués à un dispositif de commande d'orientation du faisceau laser de brouillage qui est relié à un dispositif d'orientation de ce faisceau recevant lui-même le faisceau émis par le laser de brouillage par l'intermédiaire d'un dispositif d'expansion. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel La figure 1 est un schéma de blocs d'un système suivant l'invention. La figure 2 est un schéma du dispositif de détection et de localisation d'une émission laser. La figure 3 est un schéma de principe du système de comptage utilisé dans la figure 2. Le système représenté dans la figure 1 comporte un dispositif dé détection d'émissions lasér constitué par des détecteurs D1 à Dn et par un circuit 1 déterminant les différences entre les temps d'arrivée de la meme impulsion laser sur les détecteurs. Ce dispositif de détection doit etre omnidirectionnel étant donné qu'un aéronef ne suit pas en général une trajectoire radiale par rapport à I'emplaement du télémètre à laser. La position du télémètre par rapport à l'aéronef peut donc être pratiquement quelconque au cours du passage de l'aéronef dans la zone surveillée. Par conséquent, les détecteurs D1 à Dn sont omnidirectionnels et sont placés aux extrémités (pointe avant extrémités des ailes, dérive) de l'aéronef.Lorsqu'une onde laser, représentée par les flèches à gauche de la figure 1, atteint l'aéronef elle est détectée par lesdits détecteurs D1 à Dn et les signaux fournis par ces détecteurs sont combinés dans le circuit 1. L'ensemble de détection est représentée plus en détail dans la figure 2. Le dispositif 2 traite les signaux en provenance du circuit 1 et a pour fonction de calculer la direction de émission laser à partir des différences de temps mesurées et de commander le déclenchement d'un laser de brouillage 5, par l'intermédiaire du dispositif 3 de commande de déclenchement des impulsions laser, ainsi que l'orientation du faisceau de brouillage, par l'intermédiaire du dispositif 4 de commande d'orientation du faisceau de brouillage. Le laser de leurrage 5 permet d'envoyer des impulsions avec une fréquence de répétition élevée et dont la durée est de l'ordre de 100 nanosecondes. Dans la forme de réalisation préférée ce laser de leurrage est un laser à grenat d'yttrium et d'aluminiuw (dénommé YAG) à dispositif de retard prédéterminé.Etant donné que dans le système suivant l'invention la direction d'émission du télémètre est déterminée et que le faisceau de leurrage est orienté dans cette direction, la puissance crête d'émission du laser de leurrage peut être environ 1000 fois inférieure d la puissance crête d'émission des lasers utilisés dans les télémètres classique, (de l'ordre de l M1) et donc être de l'ordre de l kW pour des durées d'impulsions de l'ordre de 100 nanosecondes, la directivité devant alors être de l'ordre de 1/10 de radian . Il s'ensuit que la puissance d'alimentation du laser est faible. Le faisceau 6 émis par le laser 5 a une ouverture angulaire de l'rare de quelques milliradians et est envoyé à un dispositif d'expansion 7 qui délivre un faisceau 9 dont l'ouverture angulaire est d'environ 1/10 de radian. Ce dispositif d'expansion 7 est constitué par un collimateur standard qui agrandit le diamètre du faisceau 6 (de ltordre du centimètre), et par une lentille convergente dont la distance focale est d'environ 10 fois le diamètre du faisceau 6, pour fournir l'ouverture angulaire souhaitée d'environ l/10 de radian (angle solide d'environ 1/100 de stéradian). Le faisceau 9 est ensuite orienté de façon souhaitée, par un dispositif d'orientation 8,pour fournir le faisceau laser de leurrage dont un rayon extrême est désigné par la référence 12. Le dispositif d'orientation 8 est représenté schématiquement par un miroir 10 monté à l'aide d'une suspension à cardan dont les axes de rotation sont dirigés respectivement suivant l'axe du faisceau g et perpendiculairement à celui-ci. L'orientation du miroir et par conséquent du faisceaude leurrage 12 est commandé par le dispositif 4 de commande d'orientation, en fonction des données délivrées par le dispositif de traitement 2. Les télémètres a laser ne prennent normalement en compte comme écho de cible que des échos arrivant durant un certain intervalle de temps après l'émission correspondant à la portée maximale du télémètre (par exemple 100 ps pour une portée de 15 km). Une impulsion laser ne sera donc considérée comme cible (vraieou fausse) que si elle arrive durant un tel intervalle. Pour que les impulsions du faisceau de leurrage 12 soient considérdes comme des échos en provenance d'une cible, le laser de leilrrage 5 peut être commandé de trois façons différentes pour faire apparaître au moins une fausse cible qui provoque une indétermination avec l'écho de la vraiecible.L'émission peut être périodi- que et non synchronisée sur les émissions du télémètre à laser, la période de récurrence étant inférieure à 100 ps. L'émission peut être périodique mais synchronisée sur les émissions du télémètre à laser, lorsque celui-ci émet périodiquement, avec un retard ajustable pouvant aller de quelques microsecondes à une centaine de microsecondes. Enfin l'émission peut être déclenchée uniquement à la suite de la détection d'une émission du télémètre, avec un retard ajustable. Pour des émissions apériodiques le faux écho est toujours situé derrière le vrai écho. Pour des émissions périodiques, le faux écho peut être placé n'importe où par rapport au vrai écho, sous réserve d'une mesure précise de la période d'émission. En se référant à la figure 2, on va maintenant décrire le dispositif permettant la détection et la localisation de l'émission laser du télémètre. Cette figure correspond à l'ensemble des détecteurs Dl à D et du dispositif l de la figure n 1. Les détecteurs ou capteurs d'émission laser Dl à Dn qui, comme on l'a vu sont placés aux extrémités de l'aéronef, sont constitués par des photodiodes. Un circuit d'adaptation 20 à 20n est associé à chacun de ces capteurs, pour mettre en forme les signaux reçus et les envoyer sur des lignes de transmission 21 à 21n qui les transmettent à un circuit logique de comptage 22 fournissant les résultats des détections et des informations de localisation en logique TTL.Ces signaux sont transmis, par l'intermédiaire d'une interface TTL, au dispositif 2 de traitement et de commande de la figure 1. Chaque ensemble "capteur-adapteur" (D1-20) à (Dn - 20n) est constitué par un groupement de diodes photoréceptrices placées en parallèle et pilotant un amplificateur. L'association de plusieurs diodes disposées différemment est nécessaire pour obtenir un champ de vision quasi total du capteur. La directivité des photodétecteurs est en effet limitée. L'amplificateur se compose de trois étages à couplage direct. Le premierétage donne du gain en tension, le deuxième étage agit en limiteurdifférentiateur et le troisième étage est un adaptateur d'impédance. La bande passante de l'ensemble est d'environ 1,5 Gllz. Le gain en tension dépend du type de diode choisi. Si l'on recueille à la réception 10 mW crête (ce qui est l'ordre de grandeur de la puissance reçue) on obtiendra un photocourant d'en viron 4 mA, soit 200 mV sur 50 Ci . Ces impulsions sont destinées à être traitées par un système logique dans un ensemble de transmission numérique et le niveau souhaitable est voisin de 1 V crête. Compte-tenu d'une atténuation des lignes de transmission de l'ordre de 6 dB, le gain doit être de l'ordre de 20 dB. Le temps de propagation de groupe doit être constant. Afin d'obtenir ces performances, il est nécessaire d'intégrer les éléments. Chaque adaptateur est suivi d'une ligne de transmission aux caractéristiques sévères. Les caractéristiques requises pour lesdites lignes de transmission sont une connaissance précise et une faible dérive du temps de propagation, une variation faible du temps de propagation, une atténuation faible et un poids faible. Le câble qui répond le mieux à ces caractéristiques est le câble coaxial semi-rigide dit "air articulé". Dans ce cabale coaxial le conducteur iiitérieur est supporté par rapport au conducteur extérieur au moyen d'une arête longitudinale dont la section est en forme d'étoile. Ce câble est donc léger et à faible perte. De plus le centrage du conducteur peut se contrôler avec beaucoup de précision. L'impédance caractéristique est déterminée avec une précision de l'ordre du pour cent. Le temps de propagation est de 87 % et le coefficient de température de la phase est de 35 ppm/O C. Le schéma de principe du système de comptage est représenté dans la figure 3. Le principe de calcul des retards relatifs est le suivant.- Lorsqu'un capteur, par exemple D1, per çoit une onde lumineuse, un signal de présence vient armer une bascule d'état 30. Le compteur C1 pouvant compter jusqu'à 100, qui dépend de ce capteur est remis à zéro (RAZ). La bascule d'état 30 autorise le départ de lthorloge H. Lorsque chacun des capteurs reçoit l'onde laser son compteur est remis à zéro. Lorsque le premier compteur parvient à l'état 99, l'horloge de tous les compteurs s' arrête. Le contenu de ces compteurs représentc bien le complément de retard de l'arrivée de l'impulsion d'un capteur par rapport à la première impulsion reçue. Ces valeurs sont envoyées vers l'ensemble de traitement 2 de la figure 1, par l'intermédiaire d'une interface TTL. Ces sous-ensembles (capteurs-adaptateurs, lignes de transmission et système de comptage) constituent les éléments fonctionnels de la chaîne de mesure et sont associés à des éléments réalisant des fonctions annexes et qui ne sont pas représentés en détail. La présente invention fournit un système de leurrage sûr et fiable pour des télémètres à laser, qui peut facilement être installé sur un aéronef et qui est lui-même indétectable à partir du sol. REVENDICATIONS REVEDICATIOS 1. Système aéroporté de brouillage d'un télémètre au sol émettant un faisceau laser pour répérer des cibles aériennes, notamment un système de leurrage créant de fausses cibles qui ne peuvent pas etre reconnues comme telles par le télémètre à laser, caractérisé par le fait qu'il comporte un laser de brouillage pouvant être réglé sur la longueur d'onde du télémètre à leurrer, un dispositif permettant de détecter une mission laser en provenance dudit télémètre, un dispositif traitant les signaux de détection pour localiser la source d'émission laser et élaborer sur cette hase des premiers signaux appliqués à un dispositif de commande du déclenchement du laser de brouillage, et des seconds signaux appliqués à un dispositif de commande d'orientation du faisceau laser de brouillage qui est relié à un dispositif d'orientation de ce faisceau recevant lui-même le faisceau émis par le laser de brouillage par l'intermédiaire d'un dispositif d'expansion. 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le laser de brouillage est un laser YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium) associé à un dispositif de retardement prédéterminé. 3. Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de détection est constitué par plusieurs détecteurs d'émission laser omnidirectionels respectivement placés aux extrémités de l'aéronef sur lequel le système est monté, et par un circuit déterminant les différences entre les temps d'arrivée sur les détecteurs de la même impulsion laser pour déterminer l'orientation de ladite impulsion laser. 4. Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'expansion du faisceau émis par le laser de brouillage est constitué par un collimateur classique, qui agrandit le diamètre du faisceau, et par une lentille convergente. 5. Système suivant la revendication l, caractérisé par le fait que le dispositif d'orientation du faisceau agrandi est constitué par un miroir plan monté sur une suspension cardan dont les axes de rotation sont respectivement dirigés suivant l'axe du faisceau et perpendiculairement à celui-ci.