Brevet FR2535467A1 — publié le 19840504

Dans le domaine militaire, il serait souhaitable de pouvoir, en un poste, fixe ou mobile, par exemple un véhicule, reconnaître des instruments optiques d'observation ennemis pointés vers le poste. C'est en effet à partir des informations fournies par un tel instrument que peut être déclenché un tir dirigé vers le poste. L'invention se rapporte à un procédé pour détecter, à partir d'un poste, les instruments d'observation pointés sur lui, selon lequel on envoie, à partir du poste, un pinceau balayant de lumière et on reçoit au poste l'énergie lumineuse de retour. Par ce procédé, une brusque augmentation de l'énergie lumineuse reçue peut être présumée correspondre à la réflexion du pinceau lumineux émis sur un instrument optique d'observation pointé vers le poste. L'invention a pour but de faire connaître au poste si l'instrument d'observation détecté est un instrument ennemi ou ami. Elle est caractérisée par un dispositif qui, annexé à un instrument d'observation, modifie la propriété de réflexion de l'ensemble constitué par le dispositif et l'instrument pour que la réflexion vers le poste d'un pinceau réfléchi fasse reconnaître au poste que l'instrument éclairé par le pinceau émis est un instrument ami. Dans une forme de réalisation, le dispositif comprend un modulateur de la lumière réfléchie et le poste est muni de moyens pour distinguer la lumière de retour présentant ladite modulation. L'invention est d'un intérêt particulier dans le cas où le poste est équipé d'un appareil de riposte qui, à la détection d'un instrument d'observation pointé sur lui, déclenche une riposte dans la direction de l'instrument d'observation. Elle prévoit alors de rendre inopératoiré l'appareil de riposte lorsque l'instrument d'observation a été reconnu comme étant un instrument ami Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé dans lequel - la figure 9 est un schéma d'un appareil équipant un poste - la figure 2 est une vue très schématique d'un instrument d'observation équipé d'un dispositif selon l'invention - la figure 3 est une vue schématique quelque peu plus détaillée du dispositif selon l'invention, pour une forme de réalisation ;; - la figure 4 est une vue explicative se référant à une partie de l'appareil. Un poste comme un véhicule de combat porte un appareil ou installation 11 destiné à. la détection et à la localisation des instruments optiques ou optico-électriques pointés sur lui, comme des jumelles, des caméras de télévision, des instruments pour la conduite de tir, etc. L'appareil Il comprend une source laser 12 (figure 1) qui émet un faisceau laser 13, lequel traverse une ouverture 14 d'un premier miroir plan 15 avant de tomber sur un second miroir plan 16, lequel est monté de manière à pouvoir être entratné suivant un mouvement de rotation autour de l'axe 17 du faisceau 13 et dgale- ment suivant un mouvement de rotation plus lent que le premier au tour d'un axe 18 contenu dans le plan du miroir 16 et perpendiculaire à l'axe 17, de sorte que le faisceau réfléchi 19 découpe sur une surface cylindrique 20 d'axe 17, et dont le rayon est égal à la portée minimale souhaitée pour le pinceau 19, une bande en forme d'hélice à spires jointives Le pinceau 19 sort du poste à travers un hublot plan 21, avantageusement incliné par rapport à l'axe 22 dudit pinceau suivant l'angle de 3rewster. Lorsque le pinceau 19, au cours de son balayage, rencontre un instrument pointé sur lui, il pénètre dans cet instrument et est réfléchi par eelui-ci, spécialement par l'organe sensible à la lumière que comporte ledit instrument, qui peut, à la limite, être la rétine de l'oeil lorsqu'il s1 agit d'un instrument d'observation purement optique, ou une cellule photo-électrique dans le cas d'un instrument optico-électrique. Bn vertu du principe du retour inverse de la lumière, l'énergie réfléchie forme un faisceau 23, confondu ou de même axe que le faisceau 19, et qui, en conséquence, fait retour au poste, - pénétrant dans celui-ci par le hublot 21. Le faisceau de retour 29 se réfléchit sur le miroir 16 suivant un faisceau 24, lequel se réfléchit à son tour sur le miroir 15 suivant un faisceau 25, le quel, après traversée d'un filtre- de lumière 25' dont la fréquence de passage est celle de l'énergie transportée par le faisceau la ser 13, est concentré par une lentille 26 sur un dispositif photodétecteur 27. Celui-ci fournit donc, lorsque le pinceau 19 rencontre un instrument d'observation pointé sur le poste, à a sortie 28, une impulsion de courant qui révèle l'existence dudit instrument, par exemple sur un dispositif de visualisation 31 relié au photodétecteur par une ligne 32. Un dispositif de commande 29 du mouvement du miroir 16 fou nit à sa sortie 30 un signal caractéristique de la position dudit miroir qui, appliquée au dispositif de visualisation 31, permet d localiser l'instrument d'observation pointé sur le poste. Un dispositif selon l'invention 41 (figure 2), est annexé un instrument d'observation 42, lequel peut être une paire de jumelles, une caméra de télévision ou un instrument optique ou opti électrique faisant partie d'un appareillage de conduite de tir Sous sa forme la plus simplé, le dispositif 41 comprend un rdBlecteur 43 dont l'axe 44 est parallèle à l'axe 45 de l'instrument 42 et tel que, lorsque l'ensemble constitué par l'instrument 42 et le dispositif selon l'invention 41 reçoit un faisceau de rayons parallèles 46 dirigés sensiblement dans la direction commu de l'axe 44 et de l'axe 45, et qu'une faible partie de l'énergie, qui pénètre par la surface d'entrée 47 de l'instrument 42, est réfléchie par ledit instrument, notamment son organe photosensib suivant un pinceau 48, l'énergie pénétrant dans le dispositif 41 par sa face d'entrée 49 est réfléchie dans sa presqu'intdgralitd suivant un pinceau 50 de m8me direction que lé pinceau 48, et transporte plus d'énergie que celui-ci. Dans le cas de l'éclairement par le pinceau 19 d'un insert ment d'observation muni d'un dispositif selon l'invention, donc, le pinceau de retour 23 qui résulte de l'ensemble des deux faisceaux 48 et 50 transporte une quantité d'énergie qui provint principalement du faisceau 56 et qui, en tous les cas, est bien supérieure à celle qui résulte du retour du seul faisceau 48. le signal présent à la sortie 28 du photo détecteur 27 a donc dans le cas de l'éclairement par le pinceau 19 d'un instrument d'observation muni d'un dispositif selon l'invention une amplitude beaucoup plus grande que dans le cas d'un instrument d'observation démuni d'un tel dispositif. On se réfère maintenant à la figure 3 relative à une forme de réalisation du dispositif selon l'invention. L'entrée du dispositif est constituée par une lentille 51 (ou groupe de lentilles) fixée dans une monture 52o A l'avant de la lentille 51, est placé un filtre de lumière 53, qui laisse passer la lumière dont la fréquence est celle du faisceau laser 19 fournie par la source 12 et dlimlne ou atténue fortement les autres fréquences. Dans le plan focal passant par le foyer F de la lentille 51 est disposé un diaphragme ou iris 54 dont l'ouverture est choisie pour que le champ du dispositif 41 soit au moins égal à celui de l'instrument 42 auquel il est annexé. Une seconde lentille 55, de même axe 56 que celui de la lentille 51, est portée par une monture 57, laquelle est mobile parnl- lèlement à l'axe 56, comme schématisé par des moyens de guidage 58. la monture 57 est déplacée par des moyens moteurs 59, avec transmission 60, suivant un mouvement de va-et-vient autour d'une position moyenne, schématisée en 61, pour laquelle le foyer ?' de la lentille 55 est confondu avec le foyer F de la lentille 51. Les moyens moteurs 59 sont contralée à partir d'un oscillateur 62 à fréquence réglable ou ajustable par un dispositif de commande schématisé en 63. Ce dlgpositi! peut être interchangeable par enfichage. Un moyen de ressort 90 est interposé entre la monture 57 et un appui 91 et dont l'action s'oppose à celle de la poussée exercée par la transmission 60. l'appui 91 est de position réglable, par exemple grSce à la coopération d'un filetage 92 avec un écrou 934 L'ajustement est effectué pour que la fréquence de résonance de l'équipage mobile comprenant la monture 57 et la lentille 55 soit égale à la fréquence du-mouvement de la transmission 60 provenantdu moteur 59 commandé par l'oscillateur 62 qui Joue un rôle de modulateur ou codeur. Un dispositif 94 est prévu, interposé entre le dispositif de commande de fréquence 63 et le moyen de commande de tension de ressort schématisé par l'écrou 93, pour ajuster ladite tension en fonction de la fréquence d'oscillation introduite par le dispositif 63. Une source d'énergie a été représentée en 64. Un catadioptre 65 est.placé derrière la lentille 55. Dans la réalisation décrite, il est constitué par un trièdre trirectangle 66 dont deux faces sont visibles en 67 et 68. Pour coopérer avec un dispositif selon cette forme de réalisation, l'appareil Il qui équipe le poste comprend un dispositif de décodage 73 dont l'entrée 72 est reliée, par l'intermédiaire d'un dispositif de traitement 79, à la sortie 28 du dispositif photodétecteur 27. Au dispositif de décodage 73 est annexé un dispositif de commande qui, pour ledit dispositif, Joue un rôle analogue à celui du dispositif 63 pour l'oscillateur 62. La sortie 75 du décodeur 73 est reliée à l'entrée 76 d'un interrupteur électronique 77. Celui-ci est interposé sur un circuit 78 relié à la sortie du dispositif de traitement 79 des signaux fournis par le photo-détecteur 27. Entre la sortie 28 et le circuit 78 est en outre interposé un commutateur actionnable 80, dont l'organe mobile 81 permet, dans sa position schématisée par "2", la liaison entre la sortie 28 et le circuit 780 Dans sa position "1", l'organe 81 du commutateur 80 met en relation la sortie 28 du photo-détecteur 27 avec un second circuit 82 qui est relié directement à un appareil de ripost 83, pour en commander le fonctionnement par son entrée 84. L'appareil 83 peut être un laser de grande puissance ou un flash. Il fournit un faisceau 85 qui se réfléchit sur un miroir plan 86 présentant en son centre une ouverture 87 pour la traversée par le faisceau 13. Sur le faisceau réfléchi 88 est interposé un dispositif prismatique 89 tournant autour de l'axe 17 et quiS tout en laissant inchangée la direction du faisceau 13, décale angulairement le faisceau 88 par rapport au faisceau 13 en raison de la différence de fréquence de l'énergie qu'il transporte.Par ce décalage angulaire, la trace 88' du faisceau 88 sur le plan du miroir 16 est décalée par rapport à la trace 13' du faisceau 13 le long de l'axe 22, de sorte que le faisceau réfléchi balayant 95 provenant du laser 83 est en retard par rapport au faisceau balayant 19 provenant du laser 12. Le circuit 78 est relié à l'entrée 84 du laser 83 par l'in termédiaire d'un dispositif 96 introduisant un retard de temps T dont la valeur est donnée par la formule # = .#/# Dans cette formule : # est le décalage angulaire entre le faisceau 19 et le faisceau 95 est la vitesse angulaire de rotation du miroir 16 autour de l'axe 17. Le fonctionnement est le suivant Lorsque le poste surveille une zone où il n'y a aucun instrument d'observation ami, le commutateur 89 est dans la position ?tjII pour laquelle c'est le circuit 82 qui est relié au photodétecteur 27. Dans cette condition, lorsque le poste reçoit en retour un faisceau 23 révélant la présence d'un instrument d'observation pointé sur lui, le laser 83 ou autre appareil de riposte est instantanément rendu opératoire et l'instrument d'observation peut ainsi être neutralisé dès que sa présence est détectée par l'appareil il que comporte le poste. Lorsque le poste surveille une région où peuvent se trouver des instruments d'observation amis, le commutateur est amené dans la position 2", ouvrant ainsi le circuit 82 et fermant le circuit 78. Si, au cours du balayage, le faisceau 19 rencontre un instrument d'observation ami pointé sur lui, le flux lumineux 50 qui pénètre dans le dispositif 41, dont l'axe 44 est alors dirigé vers i pe est réfléchi dans des conditions qui dépendent de la position de la lentille 55. Lorsque la lentille est dans la position montrée sur la figure 3, avec son foyer B' eoSncidant avec le foyer F de la lentille 51, le faisceau qui converge au foyer F est transformé par la lentille 55 en faisceau de rayons parallèles. Dans cette condition, le trièdre optique 65 réfléchit ledit faisceau suivant un faisceau des rayons parallbles confondu avec le premier, que la lentille 55 fait converger à son foyer F'. Ce dernier étant confondu avec le forez F de la lentille 51, celle-ci transforme ledit faisceau en un faisceau de rayons parallèles confondu avec le faisceau d'entrée 50. Pratiquement tout le flux lumineux pénd- trant dans le dispositif 41 est restitué par ce dispositif suivant un faisceau confondu avec le faisceau d'entrée. Sour toute autre position de la lentille 55, le foyer F' de cette dernière ne coïncide pas avec le foyer F, de sorte que, d'un faisceau 50 de rayons parallèles pénétrant dans le dispositif 41, celui-ci fournit, après réflexion sur le trièdre 65 et double traversée des lentilles 51 et 55, un faisceau de rayons non parallèles. L'axe de ce faisceau est confondu avec l'axe 44, mais la quantité d'énergie lumineuse réfléchie par le dispositif 41 qui parvient à l'appareil 119 c'est-à-dire sur le miroir 16 de ce der nier, est plus faible que dans la condition précédente. En fait, le flux lumineux réfléchi par le dispositif 41 et parvenant à l'appareil 11 est un flux modulé à une fréquence dou- ble de la fréquence du mouvement alternatif de la monture 57, don de l'oscillateur 62. Le signal présent à la sortie 28 du récepteur 27 de l'appa reil Il est donc un signal modulé à ladite fréquence. Le signal présent à la sortie 28 est décodé par le décodeur 73, qui fournit un signal à la sortie 75 qui ouvre l'interrupteur 77. L'intervention du dispositif à retard de temps 96 a pour conséquence qu'au moment de l'ouverture du commutateur 77 aucun signal n'est présent à la sortie du dispositif 96 . appareil de riposte 83 n'est pas excité. Par contre, dans cette condition, lorsque le faisceau 19 rencontre un instrument d'observation ennemi, le faisceau de retour 23 n'est pas codé, l'interrupteur 77 reste fermé et l'appare de riposte 83 est excité. L'intervention du dispositif de retard de temps 96 est compensée par ce fait que le dispositif 89 décale le faisceau 95, de sorte que celui-ci atteint l'instrument d'observation ennemi pointé sur le poste. L'invention vise une réalisation du dispositif destinée à une utilisation autonome, c'est-à-dire sans être adjointe à un instrument optique d'observation. Dans cette réalisation, le dis positif est associé à un moyen de visée qui permet au porteur de diriger l'axe du dispositif vers un poste. Il est alors possible audit poste de détecter les porteurs de ces dispositifs et ainsi d'être renseigné par exemple sur la répartition de porteurs amis dans une zone. En affectant à diverses natures de porteurs des codes di- vers, le poste peut distinguer, par un balayage à l'aide du laser de surveillance, la répartition dans une zone des diverses nature de porteurs amis. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à autre adjoint à un instrument optique d'observation pour permettre de distinguer celui-ci à un poste de recherche d'instruments d'observation à l'aide d'un pinceau balayant, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réflexion pour fournir un pinceau de sortie confondu avec un pinceau d'entrée lorsque aelui-ci est dirigé suivant l'axe du moyen de réflexion, le champ du dispositif étant égal ou quelque peu supérieur à celui de l'instrument. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réflexion est catadioptrique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre de lumière. 4. Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour moduler le rayonnement réfléchi. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du champ. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une optique pour concentrer un faisceau de rayons parallèles sur un diaphragme et diriger un faisceau plus étroit de rayons parallèles vers le catadioptre. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le diaphragme, placé dans le plan focal commun à deux lentilles constitutives de 11 optique, confère au dispositif le même champ de réponse que celui de l'instrument optique auquel il est associé. 8. Dispositif selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que la modulation est obtenue par déplacement de va-et-vient de la lentille de petit diamètre autour de sa position où son foyer coSncide avec celui de la lentille de grand diamètre. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le déplacement est commandé à partir d'un oscillateur électronique. 10. Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la petite lentille fait partie d'un équipage mobile dont la fréquence de résonance est égale à celle de l'oscillateur. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'oscillateur est à fréquence réglable. 12. Dispositif selon les revendications 10 et 11; earact6- risé en ce que des moyens sont prévus pour ajuster à tout moment la fréquence de résonance de l'équipage mobile à la fréquence de 1' oscillateur. 13. Variante du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réflexion pour fournir un pinceau de sortie confondu avec un pinceau d'entrée lorsque celui-ci est dirigé suivant l'axe du moyen de réflexion et des moyens de visée pour diriger ledit axe dans une direction prddéterminEe. 14. Appareil pour la détection en un poste d'instruments d'observation pointés vers le poste à l'aide d'un faisceau lumineux balayant, par mise en évidence des réflexions du faisceau sur les instruments pointés, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour distinguer les réflexions provenant des instruments munis d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes de celles provenant des instruments non munis d'un tel dispositif. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre dont la fréquence de la bande passante est égale à celle des filtres desdits dispositifs. 16. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mettre en évidence des réflexions ou échos ayant une modulation prédéterminée. 17. Appareil selon la revendication 149 comprenant un moyen de riposte rendu opératoire aux réflexions ou échos, caractérisé en ce que la comaande du moyen de riposte est rendue inopératoire à l'arrivée d'un écho provenant d'un instrument muni d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que la commande du moyen de riposte comprend un circuit direct pour le déclenchement de la riposte d réception d'un écho quel qu'il soit ainsi qu' un circuit contrôlé par un interrupteur amené en condition d'ouverture par la réception d'un écho codé. 19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que le second circuit comprend un dispositif à retard de temps. 20. Appareil selon la revendication 19, dans lequel le moyen de riposte est un laser ou un arc électrique pour la projection d'un faisceau d'éblouissement à l'aide de moyens utilisés pour la réflexion du faisceau de surveillance, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour décaler angulairement le faisceau d'éblouis sement par rapport au faisceau de surveillance pour tenir compte du retard de temps.