Brevet FR2328203A1 — publié le 19770513

La présente invention concerne un procédé de leurrage électronique destiné plus particulièrement à détourner d'un objectif les missiles pourvus d'un dispositif de guidage autodirecteur électromagnétique, et a trait également à une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait en effet que l'autodirecteur radar est actuellement couramment utilisé pour guider un missile en fin de trajectoire sur l'objectif choisi, par exemple un avion ou un navire, ce de nuit comme de jour et à peu près indépen dandinant des conditions atmosphériques. Son fonctionnement est bien conr.e, le radar du missile envoyant une émission s lectromagné tique pulsée dont les échos réfléchis par 11 objectif constituent la cible réelle poursuivie par l'autodirec- teur du missile, en l'absence de contremasures efficaces prises par l'objectif. Les contremosures électroniques susceptibles d'être prises par l'objectif consistent à disséminer des fausses cibles ou à générer des cibles fictives. Des fausses cibles peuvent être constituées par exemple à l'aide de bandelettes diffusantes, connues également sous le nom de "chaffs" ou bien par des brouilleurs placés en dehors des zones dangereuses pour l'objectif. I1 convient cependant de noter que les fausses cibles peuvent manquer d'efficacité si le missile a déjà acquis la cible réelle correspondant à l'objectif. En effet, si on met en place une ou plusieurs fausses cibles, on ne saurait garantir que le missile va abandonner la cible réelle pour aller poursuivre ces fausses cibles. Dans ce cas, le leurrage du missile n'est donc pas obtenu. Cet inconvénient des fausses cibles ne se présente pas si on crée une cible fictive électromagnétique qui se substitue à la cible réelle en commençant par se superposer à elle. Dès qu'on a l'assurance que le missile poursuit la cible fictive, plus intense que la cible réelle, on porte progressivement cette cible fictive en dehors de la zone dangereuse pour l'objectif, détournant ainsi le missile qui continue de poursuivre la cible fictive sans dommage pour l'objectif. Un système de leurrage bien connu de ce type, d'ailleurs non totalement efficace, est constitué par un répondeur actif avec retard situé à l'intérieur de la zone dangereuse pour l'objectif. I1 est ainsi possible de réaliser des cibles fictives plus éloignées que la cible réelle, mais seulement dans la même direction, en renvoyant vers le radar du missile une impulsion ou une série d'impulsions semblables à celle émise, quelques instants après la réception par l'objectif. De cette façon, le radar du missile se trouve en présence d'un plus grand nombre d'échos répartis tout au long de la même radiale, la cible réelle étant la plus proche, les cibles fictives se trouvant à des distances plus éloignées situées toutes dans la direction du répondeur par rapport au missile. On sait cependant que pour être pleinement efficace, le leurrage doit être tel que la trajectoire du missile leurré ne passe en aucun point de la zone dangereuse pour l'objectif. nutrcmint dit, dans le langage technique propre au:specialistes de la construction et de l'emploi des missiles5 Je leurrage doit empêcher 1' interception. Or, les missiles modernes sont généraleinent munis d'une fusée d'impact ou d'une fusée de proximité, de sorte que la charge du missile pourra exploser au contact ou au voisinage de I'objectif, si cet objectif se trouve sur la route du missile, en dépit de la présence de cibles fictives éloignées. Même si l'on sait réaliser une ou plusieurs cibles fictives plus proches du missile que la cible réelle, le constructeur du missilepeut aisement faire en sorte que 1 'explo- sion de la charge ne se produise pas sur une cible fictive puisqu'il manquerait alors l'indication d'impact ou l'indication de proximité déclonchablos seulement par l'objectif.Dans ces conditions, le missile soumis à un leurrage portant seulement sur la distance poursuivrait sa route jusqu'à frapper l'objectif. Un tel leurrage est donc également inopérant. La présente invention a pour but principal de remédier aux inconvénients susmentionnés des système s de leurrage existants, en fournissant un nouveau procédé de leurrage qui se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste à créer des cibles fictives à partir de plusieurs sources d omission cohérentes éloignées les unes des autres. On notera dès maintenant que ces sources cohérentes peuvent être situées en totalité ou en partie à l'intérieur de la zone considérée comme dangereuse pour l'objectif. Une installation pour la mîse en oeuvre du procédé selon l'invention comprend au moins deux stations de leurrage, éloignées géographiquement l'une de l'autre et pourvues chacune de moyens d'émission et de réception fonctionnant alternativement, ces deux stations étant associées à un ensemble calculateur programmateur comportant des moyens pour mesurer les fréquences et les phases relatives des rayonnements reçus des missiles dans chacune desdites stations et des moyens pour en déduire les fréquences, les phases et les puissances à émettre afin de créer une cible fictive décalée en azimut. I1 est ainsi possible de créer une cible fictive permettant d'éviter l'interception du missile par l'objectif, et ce même si ledit missile a préala- blement acquis la cible réelle correspondant à l'objectif. Un tel système permet également de s'affranchir des mouvements du missile, et ce malgré les changements de position éventuels des stations de leurrage. I1 convient en effet de noter que celles-ci peuvent, le cas échéant, être situées dans la zone de l'objectif et en particulier sur l'objectif lui-même qui est le plus souvent mobile. Dans une forme de realisation particulière de l'invention, l'ensemble calculateur programmateur comporte en outre des moyens pour mesurer l'effet Doppler différentiel, ainsi que des moyens pour commander on conséquence les fréquences omises par les stations de leurrage, de manière eue le missile perçoive une fréquence Doppler unique. De préférence, chaque station de leurrage comporte une seule antenne asservie sur le missile, de façon à minimiser les variations de position du centre de phase en fonction de la direction du missile. Une forme d'cxécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente le schéma synoptique d'une installation de leurrage conforme à l'invention ; et - la figure 2 est un diagramme vector el illustrant le fonctionnement de cette installation. L'installation représentée sur la figure 1 se compose essentiellement de deux stations de fourrage 100 et 200, de constitution analogue, et d'un calcu lateur-programmateur 300 qui est raccordé par un canal bilatéral 305 à un système d'exploitation non représenté, permettant d'intégrer le fonctionnement de ladite installation de leurrage avec les autres équipements chargés de la défense de l'objectif. Conformément à l'invention, les deux stations sont éloignées géographiquement l'une de l'autre et peuvent éventuellement être situées toutes deux à l'intérieur de l'objectif défendu. La station 100 comprend tout d'abord un émetteur 10] et un ensemble de récepteurs 102, raccordés à une mme antenne 103 par un duplexeur 104. De même, la station 200 comprend un émetteur 201 et un ensemble de récepteurs 202, raccordés à une même antenne 203 par un duplexeur 204. Les ensembles de récepteurs ]02 et 202 fournissent respectivement les tensions d'asservissement nécessaires aux dispositifs d'orientation 105 et 205 des antennes 103 et 203, tandis que leurs sorties 106 et 206 sont raccordées a un comparateur de phase 301 faisant partie du calculateur-progr mmateur 300. Ce comparateur est associé à un dispositif de déphasage complémentaire 302 qui est lui-m raccordé à un calculateur 303, dont le rôle sera explicité plus en détail par la suite. On notera simplement des maintenant qu'il est raccordé d'une part à l'émetteur 101 par des liaisons 107, 108 et ]09, et d'autre part à l'émetteur 201 par des liaisons 207, 208 et 209. Enfin, il est également prévu un programmateur 304 auquel aboutit le canal 305 reliant l'installation de leurrage au systeme d'exploitation correspondant. Ce progreomateur est raccordé d'une part aux émetteurs 101 et 201 par des liaisons 111 et 2]1, et d'autre part aux ensembles de récepteurs 102 et 202 par des liaisons 1iO et 210. On va maintenant se référer au diagrarnnne vectoriel de la figure 2, afin d'expliquer sur un cas simple la façon dont s'opère le leurrage à bord d'un missile. Les procédés d'dutoguidege radar les moins vulnérable s au brouillage et au leurrage se ramonent tous au principe bien connu suivant à l'intérieur d'un angle solide déterminé par son antenne, l'autodirecteur élabore d'une part une tension de voie sonne à peu près indépendante de la direction d'arrivée du signal et d'autre part, une tension de voie différence sensiblement proportionnelle à l'écart angulaire de la direction de la cible par rapport à l'axe électrique de l'antenne, cet axe étant généra] amont dirigé suivant l'axe du rrrissile Dans le cas d'une seule cible, lorsque la voie différence est orthogonale à la voie somme, le missile se dirige sur cette cible puisque la voie différence est nécessairement en phase ou en opposition de phase avec la voie somme et ne peut devenir orthogonale à cette voie somme sans s'annuler, quelle que soit I 'amplitude de ladite voie sornme. Par contre, dans le cas de plusieurs signaux, l'orthogonalité de la voie somme et de la voie différence ne garantit pas que le missile se dirige sur une des sources de ces signaux ni meme sur un point situé à l'intérieur du domaine contenant ces sources. Une illustration de cette possibilité de leurrage est donnée sur la figue 2 ou l'on a représenté deux signaux cohérents U1 et U2 d'amplitude voisine et assez proches de l'opposition de phase, ces signaux provenant des azimuts bl et b2 par rapport à l'axe du missile. La voie somme S est telle que S = U1 + U2 et la voie différence D est telle que D = m(b1U1+b2U2), m étant une constante de proportionnalité.On voit sur la figure 2 que les vecteurs représentant S et D sont perpendiculaires bien que b et b2 soient tous deux positifs, ce qui implique que le missile se dirige en dehors de la de même signe, constituée par le segment de droite joignant les deux stations de leurrage. Tout se passe donc comte si le missile poursuivait une cible fictive placée en dehors du domaine ou sont situées les stations de leurrage. L'installation de leurrage illustrée par la figure 1 est précisément conçue pour élaborer des signaux qui, après des trajets différents, donneront bord du missile les signaux U1 et U2 de la figure 2. Le fonctionnement de cette installation est le suivant Lorsqu'un missile se présente, les ensembles de récepteurs 102 et 202 fournissent sur leurs sorties 106 et 206 l'onde de haute fréquence à la fréquence radar reçue du missile, au comparateur de phase 301. Celui-ci détermine alors, compte tenu des trajets internes aux équipements, i 'excès fractionnaire de la différence de marche entre les trajets hertziens venant du missile, reçus par voie directe dans chacune des stations de leurrage 100 et 200. Le déphasage complémentaire donné par 302 est réglé automatiquement de façon à donner l'opposition de phase à partir de la différence de phase mesurée par 301.Ce déphasage complémentaire, corrigé éventuellement des tarages internes, constitue la différence de phase qu'il convient de donner aux omissions des stations 100 et 200 a un instant déterminé. Cette commando s'effectue par l'intermédiaire des liaisons 107 et 207 du calculateur 303. On notera ici que le fait que l'installation mesure elle-meme la différence de marche de la maniera décrite ci-dessus permet, par l'intermédiaire du calculateur 303, de s'affranchir des mouvements et des déformations de la base de leurrage par rapport au missile, et en particulier du mouvement du missile, des mouvements et des déformations des supports des stations de lourrage. L'obtention du leurrage nécessite en outre des commandes de fréquence, réalisées par les liaisons 108 et 208, ainsi que des commandes de puissance, réalisées par les liaisons 109 et 209 pour détern!iner l'effet Doppler différentiel. Les grandeurs de consigne de ces commandos sont elaborées par le calculateur 303, qui est en outre relié directement aux sorties 106 et 206 des récepteurs afin de déterminer l'effet Doppler différentiel. En effet, pour éviter des battements sur la fréquence Doppler résultant de la réception à bord du missile de deux sources présentant des vitesses radiales différentes par rapport au missile, il convient d'émettre à partir des stations de leurrage des fréquences légèrement différentes qui donneront la même fréquence Doppler après réception par le missile. Dans le cadre de l'exemple particulier décrit ici, une façon simple de procéder est de réémettre sur une des stations la fréquence reçue du missile et de corriger la fréquence de l'autre station du double de la différence des fréquences Doppler reçues. De la sorte, le missile recevra une fréquence Doppler unique correspondant à la vitesse radiale par rapport à l'émetteur non corrigé. En plaçant la direction de leurrage du côté de l'émetteur non corrigé, la différence entre cette vitesse radiale apparente et la vitesse du missile sera généralement trop faible pour être détectée par le missile. La nécessité d'ajuster les puissances se comprend d'ailleurs encore plus aisément d'après le diagramme de la figure 2. On doit rechercher l'orthogona- lité de la voie somme et de la voie différence, ce qui s'obtient au voisinage de l'opposition de U1 et de U2, mais en conservant une voie somme la plus élevée possible afin que le signal de leurrage domLne- l'écho de la cible rebelle. En conséquence, on réalise à l'aide du complément de déphasage donné par 302, l'opposition de phase en valeur nominale et on prend la valeur de puissance correspondant au leurrage maximal réalisable dans les conditions d'environnement existantes (écho de cible réelle, trajets réfléchis, ....). Quant au programmateur 304, il a pour but d'initialiser le fonctionnement du calculateur 303, en fonction des informations reçues du système d'exploitation par le canal 305, et de commander en conséquence le blocage ou le déblocage des émetteurs 101 - 201 et récepteurs 102 - 202, par l'intermédiaire des liaisons 111-211 et 110-210. A la lumière de ce qui précède, on établit sans difficulté une procédure d'exploitation des cibles fictives conforme à l'invention, procédure qui est natureller..ent élaborée par I 'ensemble calculateur-prograr"mateur 300. Dès qu 'un missile est signalé, le système d'exploitation met en service les récepteurs 102 et 202 des stations de leurrage, les émetteurs de leurrage 101 et 201 restant silencieux. La fréquence des signaux reçus est mesurée en priorité et l'émetteur 101 mis seul en service par intermittence. Les récepteurs 102 et 202 seront bloqués pendant ces émissions. Le missile qui a pu acquérir la cible réelle au préalable, va commencer par se diriger sur l'antenne 103. Pendant les périodes de silence de l'émetteur 101, > on opèrera la comparaison des phases reçues par les deux stations, à l'aide de 301 , et le déphasage comp lénen taire sera déterminé. L'effet Doppler différentiel sera mesuré par 303. Dès qu on aura obtenu tous les éléments nécessaires à la détermination des commandes, comme décrit plus haut, les deux émetteurs 101 et 201 pourront être mis en service simultanément par périodes de travail pondant lesquelles les récepteurs 102 et 202 seront bloqués. Par le réglage des commandes de puissance, la cible fictive, placée initialement sur l'antenne 103 > sera portée progressivement en dehors de la zone dangereuse, de façon que l'interception de l'objectif par la trajectoire du missile devienne impossible. Pour plus de sécurité, on pourra alors valablement, une fois le missile détourné, substituer à la cible fictive une fausse cible, sur laquelle le missile restera accroché et le système de leurrage redeviendra disponible pour acquérir un autre missile. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit. Il va de soi en particulier quetl'installation selon l'invention pourrait comporter plus de deux stations de leurrage, notamment plusieurs paires de stations telles que celle décrite, fonctionnant simultanément ou non. RL'\Q?'D ICT ION S - Procédé de beurrage électronique de l'autodirecteur électromagnétique d'un missile, caractérisé en ce qu il consiste à créer des cibles fictives à partir de plusieurs sources d'émission cohérentes éloignées les unes des autres, mais pouvant être situées en totalité ou en partie à l'intérieur de la zone dangereuse pour l'objectif défendu. 2.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé de leurrage selon la revendication 1 > caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux stations de leurrage, éloignées géographiquement l'une de l'autre et pourvues chacune de moyens d'émission et de réception fonctionnant alternativement, ces deux stations étant associées à un ensemble calculateur-programmateur comportant des moyens pour mesurer les fréquences et les phases relatives des rayonnements reçus des missiles dans chacune desdites stations et des moyens pour en déduire les fréquences, les phases et les puissances à émettre afin de créer une cible fictive décalée en azimut, en dépit des mouvements relatifs du missile et des stations de leurrage. 3.- Installation de leurrage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ensemble calculateur-prograrE1ateur comporte en outre des moyens pour mesurer l'effet Doppler différentiel, ainsi que des moyens pour commander en conséquence les fréquences émises par les stations de fleurage, de manière que le missile perçoive une fréquence Doppler unique. 4.- Installation de leurrage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que chaque station de leurrage comporte une seule antenne asservie sur le missile.