Brevet FR2444920A1 — publié le 19800718

La présente invention se rapporte à un procédé de lutte contre des objectifs à proximité du sol au moyen de missiles équipés d'autodirecteurs. De tels procédés sont déjà connus, mais ont tous l'inconvénient de ne pas pouvoir fonctionner de façon autonome contre des objectifs terrestres, attendu que les autodirecteurs à radar connus ne sont en général pas à même d'opérer une distinction insuffisamment nette entre les objectifs stars terrestres & l'arrière plan constitué par le sol proprement dit. Avec les nouveaux systèmes radars à ondes courtes, il est certes maintenant possible de discriminer un objectif en mouvement du sol immobile en raison de la variation de fréquence par effet Doppler du rayonnement réfléchi, mais la variation de fréquence obtenue est si faible du fait du déplacement relativement lent de l'objectif sur le sol que les temps de mesure nécessaires pour le balayage du terrain sont beaucoup trop grands. Ce phénomène peut astre brièvement expliqué à l'aide d'un exemple: lorsqu'on utilise des ondes de 3 cm, on n'obtient fréquemment qutun déplacement Doppler d'à peine 100 Hz. Cela revient à dire que le balayage d'un élément du sol nécessite déjà un temps de mesure de 0,01 seconde. Pour le balayage d'une plus grande bande de terrain, on a donc des temps proportionnellement beaucoup plus longs. A ceci s'ajoute encore le fait que le lobe de rayonnement d'un autodirecteur à radar est tellement étendu qu'en plus de l'objectif, il saisit toujours une surface bien plus grande de l'arrière plan constitué par le sol et que le signal utile disparatt dans l'écho radar de ce dernier. On a cherché à remédier à cet inconvénient en utili- sant des autodirecteurs à infrarouge qui réagissent au rayonnement thermique d'un objectif terrestre, et pour ce faire on est parti du principe que des objectifs mobiles dégagent généralement une plus grande quantité de chaleur. I1 s'est toutefois révélé qu'une distinction autonome entre l'objectif et le sol était irréalisable ou peu distincte du fait que le rayonnement d'autres sources de chaleur naturelles du sol donnait lieu à des confusions. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un procédé qui élimine les inconvénients précités et permette une lutte autonome contre les objectifs, le poste de conduite de Kr/ou des missiles étant, après le lancement, immédiatement libéré pour d'autres missions. Ce résultat est atteint selon l'invention parle fait qu'au moyen d'un laser à C02, de préférence du type guide d'ondes, on balaye et on mesure la surface du sol, qu'on détecte les signaux réfléchis par réception hétérodyne, qu'on forme une fréquence mixte caractéristique de la. vitesse radiale, vue à partir de l'autodirecteur, de l'objectif mobile par rapport au sol et qu'on établit simultanément une corrélation entre ces signaux et les signaux thermiques produits, d'un détecteur à infrarouge et qu'on utilise le résultat pour la localisation et la poursuite autonome de l'objectif. Selonune caractéristique avantageuse de l'invention, on compare les signaux produits au moyen d'une mesure télémétrique à laser connue aux valeurs mémorisées dans le calculateur du missile en ce qui concerne la dimension des objectifs à combattre, et,en cas de coincidence, on passe automatiquement de la détection à la poursuite de l'objectif. Selon une autre particularité de l'invention, même en cas d'absence de signal laser avec effet Doppler d'un objectif identifié, la poursuite peut s'engager sur la seule base des signaux produits par rayonnement thermique. Pour la réception hétérocyne on utilise de préférence un ou plusieurs lasers guides d'ondes à C02 en tant que laser d'émission et d'oscillateur local. Selon une autre caractéristique de l'invention, la fréquence de l'oscillateur local est à chaque fois asservie de façon que, indépendamment de la vitesse de vol du missile et du sens de balayage, les signaux qui sont reçus du sol immobile donnent une fréquence mixte constante. Le rayonnement servant à la localisation peut avantageusement être utilisé pour l'identification ami-ennemi. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la desccription suivante d'un exemple de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif. Le procédé de localisation et de poursuite de l'objectif dit système "Lidar-Doppler" proposé par l'invention est conçu en tant que capteur pour le guidage autonome de missiles sur des objectifs à proximité du sol. A cet effet on utilise un laser guide d'ondes à C02 de fréquence stabilisée dont le rayon balaye la surface du sol, tandis que le signal réfléchi est détecté par un récepteur hétérodyne. La fréquence f de l'oscillateur local est commandée à l'aide d'un récepteur à fréquence intermédiaire de façon que la fréquence mixte fO-fL provenant de la différence entre la fréquence f0 décalée par effet Doppler du signal réfléchi par le sol survolé et la fréquence fL de l'oscillateur local soit constante. Si maintenant le rayon laser rencontre un objectif qui se déplace sur le terrain balayé, il se produit pendant le temps de balayage de I'objectif une autre fréquence, c'està-dire une fréquence intermédiaire f0+f1- t' la fréquence f1 cormspIrant à la vitesse radiale, vue à partir de l'autodirec- teur, de l'objectif se déplaçant par rapport au sol ou au terrain. Pour la réception de ce signal, le procédé selon l'invention prévoit un second amplificateur à fréquence intermédiaire dont la bande de fréquence de réception correspond à la fréquence des objectifs recherchés qui se déplacent avec les vitesses prédéterminées. Comme ici f1 se situe de façon caractérisée dans la zone de 100 kHz, il suffit de temps de mesure et de balayage très courts. En même temps que "l'image terrain" produit par le ou les laser, on produit une image thermique du sol balayé au moyen d'un détecteur sensible aux infrarouges qui sert à la réception à amplification directe. En pareil cas on obtient en général une corrélation entre le signal Doppler et le signal thermique, attendu que la température d'objectifs en mouvement est généralement supérieure à la température des éléments du terrain qui les entoure. A cet effet on peut utiliser simultanément l'élément détecteur qui est prévu pour la réception hétérodyne des signaux laser réfléchis. Du fait de la définition angulaire suffisante du système d'émission et de réception qui est utilisé dans le cas présent pour définir spatialement les objectifs en question, de préférence des véhicules ennemis,dans une plage de distance de quelques kilomètres, on obtient des indications sur la dimension apparente de l'objectif. Par la mesure télémétrique effectuée par le rayon laser, on obtient toutefois les valeurs de la grandeur effective de l'objectif. Comme toutes les données de mesure des objectifs recherchés- sont déjà mémorisées dans le calculateur du missile, la comparaison de ces données de mesure permettent d'identifier exactement l'objectif et de passer immédiatement de la détection à la poursuite de l'objectif, c'est-à-dire qu'immédiatement après l'identification de l'objectif et de sa position on passe automatiquement et de façon autonome à la poursuite de l'objectif sans que le poste de conduite de tir doive être sollicité. Par ailleurs, le rayon laser utilisé peut servir à l'identification ami-ennemi. Si maintenant dans le terrain prévu, surveillé et balayé on s'attend à découvrir plusieurs objectifs, par exemple des blindés se déplaçant sur un front plus ou moins large, on programme le missile de façon qu'il puisse procéder à la discrimination des obJectifs sur la base de leursdifférentes distances et qu'il se dirige par exemple sur l'objec- tif le plus proche. De cette façon on peut procéder à un arrosage échelonné et intense de plusieurs objectifs, attendu que l'on peut lancer pratiquement en même temps tout un essain de missiles équipés d'autodirecteurs et dont chacun programmé individuellement repère son objectif et se dirige sur lui, par exemple le premier missile sur l'objectif le plus proche, le deuxième sur l'objectif venant en deuxième position etc.Comme toutefois il existe la possibilité que l'objectif repéré starreAte parce qu'il a remarqué qu'il a été détecté par le rayon laser, le procédé selon l'invention prévoit en outre que même en cas d'absence du signal laser avec effet Doppler d'un objectif identifié, une poursuite de cet objectif peut malgré tout s'engager uniquement sur la base du rayonnement thermique ou de ses signaux. Grâce à l'instruction initiale de l'autodirecteur suivant le critère du déplacement de l'objectif, on évite ici que le capteur passif IR commute sur un objectif inintéressant, par exemple un batiment chauffé ou une parcelle de terrain soumise aux rayons du soleil. Les dispositions proposées comportent toutefois encore un grand nombre d'avantages. Ainsi le lancement des missiles peut désormais s'effectuer à distance stre sans qu'il soit nécessaire de voir l'objectif lui-mebme. L'avantage essentiel réside cependant dans le fait qu'à l'inverse des missiles sol-sol téléguidés actuellement connus dont le vol doit être surveillé et guidé par le poste de conduite jusqu'à l'objectif, le poste de conduite selon le procédé de l'inven- tion est libéré pour d'autres missions immédiatement après le lancement du ou des missiles. Ce point est important pour les missions tactiques qui exigent un changement de position immédiat. La possibilité de pouvoir utiliser un ou plusieurs lasers guides d'ondes à C02 en tant que laser d'émission et d'oscillateur dit local pour la réception hétérodyne, en tratne une simplification considérable du service, du montage et du remplacement des pièces. On réalise ainsi un procédé de lutte absolument autonome contre les objectifs, procédé qui est bien supérieur aux procédés de guidage actuels des missiles, attendu que des objectifs terrestres peuvent être distingués suffisamment nettement de l'arrière plan du sol et peuvent dextre identifiés indépendamment de leur dimension et de leur déplacement. REVENDICATIONS 1. Procédé de lutte contre des objectifs à proximité du sol au moyen de missiles équipés d'autodirecteurs, caractérisé par le fait qu'au moyen d'un laser à C02, de préférence du type guide d'ondes, on balaye et on mesure la surface du sol, qu'on détecte les signaux réfléchis par réception hétérodyne, qu'on forme une fréquence mixte caractéristique de la vitesse radiale, vue à partir de l'autodirecteur, de. l'objectif se déplaçant par rapport au sol et qu'on établit simultanément une corrélation entre ces signaux et les signaux thermiques produits d'un détecteur à infrarouge, et qu'on utilise le résultat pour la localisation et la poursuite autonome de l'objectif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on compare les signaux produits au moyen d'une mesure télémètrique à laser connue aux valeurs mémorisées dans le calculateur du missile concernant la dimension des objectifs à combattre et qu'en cas de coîncidence on passe automatiquement de la détection à la poursuite de l'objectif. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que même en cas d'absence du signal laser avec effet Doppler d'un objectif identifié, on peut engager la poursuite de l'objectif uniquement sur la base des signaux produits par rayonnement thermique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour la réception hétérodyne on utilise un ou plusieurs laser guide-d'ondes à C02 en tant que laser d'émission et d'oscillateur local. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la fréquence de l'oscillateur local est à chaque fois asservie de façon que, indépendamment de la vitesse de vol du missile et du sens de balayage, les signaux qui sont reçus du sol immobile donnent une fréquence mixte constante. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le rayon laser servant à la localisation peut tre utilisé pour l'identification "ami-- ennemi".