Brevet FR2483597A1 — publié le 19811204

- 1 - 0 2483597 L'invention se rapporte aux fuséeslectroniques pour projectiles, munies d'un émetteur d'un signal radar émis sous forme d'un faisceau orienté vers l'avant du projectile. Les fusées connues de ce genre sont principalement des- tinées à commander la mise à feu du projectile lorsque celui-ci arrive à une distance déterminée de son but. Les fusées connues à ce jour ne permettent pas d'assurer dans tous les cas une mise à feu à une distance précise du but. En effet, leur fonctionne- ment est basé sur un des effets suivants: 1) L'effet Doppler, 2) L'effet d'écho, c'est-à-dire la réflexion d'une onde électromagnétique émise 3) L'effet d'écho additionné à l'effet Doppler, 4) L'utilisation de la modulation de fréquence d'un faisceau radar. Il en résulte que le fonctionnement de ces fusées est incertain, car il est perturbé par différents facteurs, tels que les conditions atmosphériques, ainsi que par des ondes de différen- tes natures -. Si l'on veut réaliser une fusée dont la mise à feu est déclenchée par la proximité d'un but dont la nature peut varier de la terre ferme à-une surface d'eau ou de neige, la fusée de- vient excessivement sensible et peut provoquer la mise à feu lorsqu'elle se rapproche de vapeurs d'eau, de brouillard, de pluie ou de grole, ou encore lorsqu'elle reçoit un rayonnement de fré- quence radar. La présente invention a pour but de fournir une fusée de proximité dont le fonctionnement ne dépend pratiquement pas de la nature du but et n'est pas perturbé par des conditions at- mosphériques particulières, ni par des ondes électromagnétiques. A cet effet, la fusée selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend: - 2 - 2483597 - des moyens de détection de l'effet Doppler sur le signal radar, - des moyens pour moduler l'émetteur du signal radar par au moins une fréquence différente de celle de l'émission, - des moyens d'envoi d'au moins une impulsion de modulation, rendus actifs par l'apparition de l'effet Doppler, - des moyens d'analyse du signal modulé, - des moyens de mise à feu rendus actifs lorsque l'analyse du signal modulé répond à des conditions prédéterminées. Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, le schéma-bloc dtune forme d'exécution de la fusée objet de l!iivention. La fusée comprend un émetteur d'un signal radar d'une fré- quence par exemple de l'ordre de 10 GHz. Cet émetteur est cons- titué par un module à effet Doppler qui comprend, de façon con- nue, une cavité résonnante 1 excitée par une. diode Gunn 2 (Gunn diode). Cette cavité résonnante est associée à une antenne di- rectrice 3 disposée de façon à diriger le signal radar sous la forme d'un faisceau relativement étroit et dirigé vers l'avant du projectile. L'alimentation de la diode 2 se fait-par une li- gne 4, reliée à une source ALM de courant continu incorporée au projectile. La liaison entre la ligne 4 et la diode 2 est réali- sée par une résistance R24. Comme on le sait, les modules Doppler sont sensibles aux ondes réfléchies vers la cavité résonnante 1 par un objet en mouvement relatif par rapport à cette cavité. La composante de la vitesse de ce mouvement qui est orientée vers la cavité pro- voque un glissement de la fréquence radar proportionnel à cette composante. Pour une fréquence radar de l'ordre de 10GHz, ce glissement est d'environ 67Hz pour une vitesse de rapprochement ou d'éloigenement de 1 m/sec. La différence entre la fréquence émise et la fréquence reçue constitue le signal Doppler, ce signal étant transmis par un condensateur C18 et un amplificateur Ai à un circuit électroni- que 5 de détection, d'analyse et de commande. Ce circuit 5 est associé à divers circuits auxiliaires, notamment à un circuit _ 3 _ 2483597 horloge T, un circuit "phase looked loops" PLL, un détecteur de phase piloté PHS, un dispositif arithmétique logique UAL, un dispositif piezoélectrique de sécurité SAC et à des circuits connus d'alimentation ALM, de transmission de feu TMIF, de sécu- rité mécanique SEC et d'auto-destruction ATO. Le circuit 5 com- prend encore deux entrées SSCH et SVAR recevant de la cavité résonnante 1 un signal d'une diode Schottky etun signal d'une diode Varactor, après amplification dans des amplificateurs A2 et A3. Le circuit 5 commande un interrupteur électronique SW per- mettant de brancher deux oscillateurs Fi et F2 donnant respec- tivement des signaux hautes fréquences différents sur un modu- lateur MOD agissant par une résistance R1 sur la diode Gunn 2. Le circuit 5 envoie aussi un signal de commande sur un amplifi- cateur programmable ACR dont une entrée est reliée à la ligne 4 d'alimentation par une résistance réglable P4. La fusée décrite est destinée à équiper de préférence un obus de mortier et fonctionne de la façon suivante: Au départ du coup, la source d'alimentation-est chargée par tout dispositif approprié, mais la tension n'est appliquée à la diode Gunn 2 qu'après le fonctionnement de la sécurité piezo-électrique SAC. Cette dernière est du type à inertie;dès que l'obus a amorcé sa descente, la diode 2 est alimentée et l'ensemble décrit devient opérationnel. Le rayonnement radar a une portée de quelques dizaines de mètres et dès qu'un corps se trouve dans son champ, ilproduit un effet Doppler dont le signal est transmis au circuit 5. Ce dernier agit sur l'interrupteur SW pour commander une modulation de fréquence déterminée du rayonnement radar par l'oscillateur Fl. Le faisceau radar modulé à cette fréquence réagit de façon particulière en présence de vapeur d'eau, de sorte que, si l'ef- fet Doppler est produit par un nuage, on obtient par la diode Schottky un signal caractéristique.- Ensuite, le circuit 5 commande la modulation du faisceau radar par l'oscillateur F2 d'une fréquence différente. Cette fréquence de modulation n'est pas sensible aux effets de la va- peur d'eau, de sorte que pour cette modulation on obtient un écho ---j _4_ seulement si le faisceau radar frappe un objet relativement solide. Si aucun écho n'est reçu, le circuit 5 commande une répétition de ces deux modulations successives aussi longtemps que le signal Doppler persiste. Si l'obus a traversé une nappe de brouillard, l'effet Doppler cesse s'il n'y a plus d'objet dans le champ sensible du faisceau radar et la fusée est à nouveau en position d'at- tente. Dès qu'un signal Doppler parvient au circuit 5, les opérations décrites se reproduisent, Lorsqu'un objet relati- vement solide se trouve dans le faisceau radar, un signal fourni par la diode Varactor est obtenu sur l'entrée SVAR du circuit 5 et est analysé par ce dernier au moyen des circuits PLL et PHS. Ce signal peut être produit soit par l'approche du'but choisi, soit par des causes étrangères à ce but, par exemple des échos sur des gouttes de pluie, des grêlons, des oiseaux, etc. Suivant le-cas, le signal émis par la diode Va- ractor présente diverses caractéristiques qui sont analysées par le circuit 5. Si cette analyse montre que les échos ne sont pas dus à l'approche du but, le circuit de transmission de feu TMF est bloqué et la surveillance et l'analyse par le circuit. se poursuivent séquentiellement. Par contre, dès que l'ana- lyse du signal émanant de la diode Varactor montre que l'obus se rapproche d'une surface relativement solide et grande, tel- le que terre, eau, neige, le circuit 5 mesure la distance sépa- rant l'obus de cette surface, ceci notamment au moyen de l'hor- loge T et du circuit arithmétique logique UAL. Lorsque la dis- tance mesurée correspond à celle pour laquelle on désire l'ex- plosion de l'obus, distance qui a été introduite au préalable sous forme codée, le circuit 5 commande la mise à feu par le circuit TMF. le R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Fusée électronique pour projectiles, munie- d'un émetteur d'un signal radar émis sous forme d'un faisceau orienté vers l'a- vant du projectile, c a r a c t é r i s é e en ce qu'elle com- prend: - - des moyens de détection de l'effet Doppler sur le signal radar, - des moyens pour moduler l'émetteur du signal radar par au moins une fréquence différente de celle de l'émission, - des moyens d'envoi d'au moins une impulsion de modula- tion, rendus actifs par l'apparition de l'effet Doppler - des moyens d'analyse du signal modulé, - des moyens de mise à feu rendus actifs lorsque l'analyse du signal modulé répond à des conditions prédéterminées. 2. Fusée selon la revendication l, c a r a c t é r i s é e en ce-qu'elle comprend des moyens pour moduler le signal radar par plusieurs fréquences et des moyens pour analyser l'effet produit sur le signal radar modulé par des corps extérieurs pouvant se trouver dans le faisceau radar. 3. Fusée selon la revendication 2, c a r a-c t é r i s é e en ce que les moyens de modulation sont agencés de façon à modu- ler en fréquence le signal radar successivement par au moins deux s ig na u x de fréquences différentes, au moins un de ces signaux ét a n t constitué par des trains successifs d'impulsions. 4. Fusée selon la revendication 3, c a r a c t é r i s é e en ce que les moyens d'analyse sont reliés à des moyens de com- mande, agencés de façon telle que dès que l'analyse de l'effet produit sur le signal radar ne correspond pas auxdites conditions prédéterminées, les moyens de commande déclenchent un nouveau cycle de modulation du signal radar par lesdits signaux. - 6 - 24-83597 5. Fusée électronique pour projectiles, c a r a c t 6 - r i s é e en ce qu'elle comprend des moyens permettant de dé- terminer que le sommet de la trajectoire a été dépassé.