Brevet FR2551194A1 — publié le 19850301

Dispositif pour guider un missile sur un objectif L'invention se rapporte à un dispositif pour guider un missile sur un objectif, comportant deux systèmes optiques, 5 de préférence un appareil pour l'observation et éventuellement la poursuite d'un objectif et un appareil de guidage pour transmettre les signaux de commande au missile, les deux systèmes optiques étant groupés dans un poste de guidage. De tels dispositifs pour guider un missile sur un objectif comportent, en tant qu'appareil d'observation monté dans un poste de guidage, par exemple un périscope orientable avec lequel un tireur peut prendre l'objectif dans sa ligne de mire et l'y maintenir par un déplacement approprié du périscope Le missile porte à son extrémité arrière une charge éclairante pyrotechnique ou analogue émettant dans la zone optique et dans la zone infrarouge Le rayonnement infrarouge de la charge éclairante est capté par un goniomètre qui est placé dans le poste de guidage et qui émet des signaux de guidage d'après la déviation du missile par rapport à la 20 ligne de visée du périscope Ces signaux de guidage sont transmis au missile pour le rallier sur la ligne de visée du périscope et l'y maintenir jusqu'à ce que le but soit atteint. Pour garantir le fonctionnement de ces dispositifs également pendant la nuit, il est connu d'installer dans le 25 poste de guidage des amplificateurs d'image ou des appareils d'imagerie thermique supplémentaires en tant qu'appareil d'observation On s'efforce également de recourir à des appareils de poursuite automatique de l'objectif, dits traceurs IR, fonctionnant dans la zone infrarouge Les signaux de guidage pour la commande du missile peuvent lui être transmis de multiples façons à partir du poste de guidage. On connait entre autres des appareils lasers qui émettent un signal lumineux dans lequel est codé le signal de guidage proprement dit. L'invention a pour objet de simplifier la construction d'un dispositif comportant deux systèmes optiques. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que les deux systèmes optiques comportent un système d'exploration et de visualisation optique commun pour le balayage ligne par ligne en hauteur et sur le côté du champ 5 visuel commun, et que le système d'exploration et de visualisation commun comprend un commutateur de rayons commandé périodiquement qui réfléchit les deux systèmes optiques ligne par ligne et alternativement dans le système d'exploration et de visualisation. D'après ces caractéristiques, on utilise deux systèmes optiques, de préférence un appareil d'imagerie thermique pour l'observation et éventuellement la poursuite de l'objectif et un émetteur laser pour transmettre les signaux de guidage au missile, les deux systèmes fonctionnant 15 d'après le principe du balayage Pour les deux systèmes optiques on prévoit un système d'exploration et de visualisation optique commun pour le balayage ligne par ligne en hauteur et sur le côté du champ visuel commun Par un commutateur de rayons commandé périodiquement, de préférence 20 une roue polygonale rotative comportant sur sa périphérie des pentes en forme de toits inclinées alternativement dans un sens et dans l'autre,onréfléchit les deux appareils alternativement dans le système de visualisation Dans le cas mentionné d'un appareil d'imagerie thermique en tant qu'appareil d'observation et d'un émetteur laser en tant qu'appareil de guidage, une ligne du champ visuel commun est donc tout d'abord explorée par l'appareil d'imagerie thermique; l'émetteur laser est ensuite réfléchit dans le système d'exploration et de visualisation commun et balaie 30 la même ligne du champ visuel commun En commutant le système d'exploration, par exemple en déplaçant un miroir de balayage en hauteur, la ligne suivante du champ visuel commun est ensuite balayée par les deux appareils Ce processus se répète successivement jusqu'à ce que la totalité 35 du champ visuel soit entièrement explorée par les deux appareils Ce processus se poursuit alors de façon cyclique. Le système optique du dispositif est considérablement simplifié par rapport aux dispositifs connus, attendu que pour les deux systèmes optiques on utilise un système d'exploration et de visualisation commun Le poids et les dimensions de l'ensemble du poste de guidage s'en trouvent également réduits. Grâce au commutateur de rayons commandé périodiquement, on empêche en outre que les deux systèmes optiques se perturbent réciproquement Par le balayage cyclique alterné du champ visuel commun, il est par exemple impossible que de la lumière laser rétrodiffusée soit captée par l'appareil d'imagerie thermique, si bien que l'on empêche une hyperluminosité provoquée par l'émetteur laser de la lumière captée par l'appareil d'imagerie thermique Un tel désaccouplement de l'appareil d'imagerie thermique et de l'émetteur laser est particulièrement important du fait que les zones de longueurs d'ondes 15 des deux appareils sont sensiblement égales L'appareil d'imagerie thermique est sensible à la lumière de longueurs d'ondes comprises entre 8 à 12 im, tandis que la lumière laser présente une longueur d'onde de 10,06 Ém. Le système d'exploration et de balayage commun aux 20 deux systèmes optiques présente encore l'avantage que les axes des deux systèmes optiques sont toujours adaptés Les ajustements compliqués qui, en cas de systèmes séparés, sont nécessaires pour une telle adaptation des axes sont ainsi supprimés. Le système d'exploration et de visualisation commun ne nécessite également qu'une seule optique d'entrée, d'o également une simplification de l'ensemble de l'installation et une réduction de son poids et de ses dimensions Il est possible d'utiliser ici comme optique d'entrée un téléobjectif 30 à distance focale variable, si bien que le champ visuel commun des deux systèmes optiques peut être adapté à la distance du but et à la distance du missile par rapport au poste de guidage. Oans le dispositif selon l'invention, l'un des systèmes optiques est avantageusement un appareil d'imagerie thermique pour l'observation et éventuellement la poursuite de l'objectif, tandis que l'autre système optique est un émetteur laser pour la transmission des signaux de guidage au missile. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le commutateur de rayons commandé périodiquement est une roue polygonale qui est entraînée en rotation et qui présente sur sa périphérie,en tant qu'élémentsd'exploration pour un sens de balayage,des pentes planes en forme de toits inclinées sous un angle a par rapport à la direction de son 10 rayon, et le système d'exploration et de visualisation comprend un autre élément d'exploration (miroir de balayage en hauteur) pour l'autre sens de balayage. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les p entes successives de la roue polygonale ont toutes le 15 même angle au centre par rapport à l'axe de rotation de la roue polygonale et des angles d'inclinaison identiques mais respectivement de sens opposés par rapport à la direction de son rayon, cette roue polygonale étant entrainée en rotation autour d'un axe de rotation fixe perpendiculaire au sens de 20 son rayon. Dans le dispositif selon l'invention, le système d'exploration et de visualisation optique commun comporte de préférence un objectif à distance focale variable. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la 25 description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente schématiquement un dispositif pour guider un missile sur un objectif selon l'invention, 30 comportant un appareil-d'imagerie thermique en tant qu'appareil d'observation et éventuellement de poursuite de l'objectif et un émetteur laser pour la transmission des signaux de guidage au missile; les figures 2 a et 2 b représentent respectivement une 35 vue en élévation et en coupe suivant I Ib-I Ib d'une roue polygonale utilisée en tant que commutateur de rayons dans le dispositif selon la figure 1. La figure 1 représente schématiquement la partie optique d'un poste de guidage 1 Le poste de guidage 1 comporte un appareil d'imagerie thermique muni d'un récepteur d'image thermique 2 ainsi qu'un émetteur laser 3 Pour le récepteur d'image thermique 2 et l'émetteur laser 3 il est prévu, en tant qu'optique d'entrée commune, un système d'exploration et de visualisation commun 4 comportant un télescope à distance focale variable. Le système d'exploration et de visu&lisatieon 4 comprend à la suite du télescope 5 un miroir de balayage en hauteur 6 qui, à partir du télescope, dévie la trajectaire des rayons vers une optique intermédiaire 7 Cette optique intermédiaire 7 est par exemple une optique dite de Bouters comportant un miroir parabolique 8 et un miroir de déviation 15 hyperbolique disposé au foyer de ce dernier Entre le miroir parabolique et le miroir de déviation 9, on peut encore disposer une lentille correctrice 10 comme cela est indiqué schématiquement sur la figure 1 Les rayons du système d'exploration et de visualisation à partir du miroir de balayage 20 en hauteur 6 gagnent le miroir parabolique 8 et se réfléTchissent sur le miroir de déviation 9 qui les renvoie sur le miroir parabolique 8 Les rayons suivent ensuite un trajet parallèle au trajet qu'ils ont suivi entre le miroir de balayage en hauteur 6 et le miroir parabolique 8, et se dirigent vers une roue polygonale 11 qui tourne autour d'un axe de rotation central 12. Cette roue polygonale est représentée plus en détail sur les figures 2 a et 2 b La roue polygonale Il comporte sur sa périphérie huit pentes planes en forme de toits 13 a et 13 b 30 placées à distances régulières Les pentes 13 a et 13 b sont inclinées sous un angle a alternativement en sens contraire par rapport à la direction 14 du rayon de la roue polygonale. Si la roue polygonale de la figure 1 se trouve placée dans une position angulaire telle que les rayons se trouvent déviés 35 par une pente 13 a, ceux-ci suivent le trajet A en direction du récepteur d'image thermique 2 Si, par contre, la roue polygonale se trouve placée dans une position angulaire telle que les rayons se trouvent déviés par une pente 13 b, ceux-ci suivent le trajet B en direction de l'émetteur laser 3. Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante: Le miroir de balayage en hauteur 6 est tout d'abord 5 ajusté sur la ligne "supérieure" du champ visuel à explorer. Le rayonnement infrarouge arrivant dans le poste de guidage par l'intermédiaire du télescope 5 est guidé, comme décrit ci-dessus, par le système optique et réfléchi dans le récepteur d'image thermique 2 par l'une des pentes 13 a Du fait de la rotation de la roue polygonale, cette ligne supérieure dans le récepteur d'image thermique est balayée par la pente 13 a La lumière laser émanant de l'émetteur 3 et modulée conformément aux signaux de guidage du missile arrive, certes, également sur cette pente 13 a, mais, en raison de son 15 inclinaison, passe à c 8 té du récepteur d'image thermique 2 La roue polygonale 11 continuant de tourner, la lumière laser arrive maintenant sur la pente suivante 13 b et, traversant le système d'exploration et de visualisation 4, est envoyée au télescope par le miroir de balayage en hauteur restant à la 20 même position Du fait de la rotation de la roue polygonale, la ligne supérieure du champ visuel commun est ici aussi balayée par le rayon laser Le rayonnement infrarouge arrivant simultanément à travers le télescope 5 et dévié dans le système d'exploration et de visualisation 4 tombe aussi sur 25 la pente 13 b mais est détourné et passe à côté du récepteur d'image thermique 2 Le miroir de balayage en hauteur 6 est ensuite ajusté à la ligne suivante qui est alors balayée par l'intermédiaire des pentes successives 13 a et 13 b par le récepteur d'image thermique 2 et l'émetteur laser 3 Ce 30 processus se répète de façon cyclique jusqu'à ce que la totalité du champ visuel soit balayée, après quoi il reprend depuis le début Il va de soi que le déplacement du miroir de balayage en hauteur 6 et le mouvement de rotation de la roue polygonale 11 sont mutuellement accordés. Au lieu de munir la roue polygonale de pentes alternativement inclinées dans un sens et dans l'autre et de la faire tourner autour d'un axe fixe, il est possible de prévoir des pentes toutes inclinées dans le même sens, la réflexion alternée des systèmes optiques étant alors-obtenue par le fait que la roue polygonale est périodiquement pivotée autour de son centre, de telle sorte qu'ici aussi les rayons de l'ensemble du système d'exploration et de visualisation commun se trouvent guidés tantôt dans le sens A en direction du récepteur d'image thermique, tantôt dans l'autre sens B en direction de l'émetteur laser. Les signaux de guidage émis par l'émetteur laser 10 peuvent être déterminés de façon usuelle dans le récepteur d'image thermique A cet effet, le missile sur son extrémité arrière peut par exemple porter une charge éclairante pyrotechnique ou analogue dont l'écart par rapport à la ligne de visée de l'appareil d'imagerie thermique est mesuré et modulé 15 en signaux de guidage. Il est également possible de réaliser l'appareil d'imagerie thermique sous forme d'appareil de poursuite automatique du but. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour guider un missile sur un objectif, comportant deux systèmes optiques, de préférence un appareil pour l'observation et éventuellement la poursuite d'un objectif et un appareil de guidage pour transmettre les signaux de commande au missile, les deux systèmes optiques étant groupés dans un poste de guidage, caractérisé par le fait que les deux systèmes optiques ( 2, 3) comportent un système d'exploration et de visualisation optique commun ( 4, 5, 6) pour le balayage ligne par ligne en hauteur et sur le côté du champ visuel commun, et que le système d'exploration et de visualisation ( 4, 5, 6) comprend un commutateur de rayons ( 11) commandé périodiquement qui réfléchit les deux systèmes optiques ( 2, 3) ligne par ligne et alterna15 tivement dans le système d'exploration et de visualisation ( 4, 5, 6). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un des systèmes optiques est un appareil d'imagerie thermique ( 2) pour l'observation et éventuellement 20 la poursuite de l'objectif et que l'autre système optique est un émetteur laser ( 3) pour la transmission des signaux de guidage au missile. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le commutareur de rayons commandé périodiquement est une roue polygonale ( 11) qui est entraînée en rotation et qui présente sur sa périphérie, en tant qu'élémentsd'exploration pour un sens de balayage, des pentes planes en forme de toits inclinées sous un angle (a) par rapport à la direction 30 ( 14) de son rayon, et que le système d'exploration et de visualisation ( 4, 5, 6) comprend un autre élément d'exploration (miroir de balayage en hauteur 6) pour l'autre sens de balayage. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé 35 par le fait que les pentes successives ( 13 a, 13 b) de la roue polygonale ( 11) ont toutes le même angle au centre par rapport à l'axe de rotation ( 12) de la roue polygonale ( 11) et des angles d'inclinaison (a) identiques,mais respectivement de sens opposés par rapport à la direction ( 14) de son rayon, et que la roue polygonale ( 11) est entraîn 6 e en rotation autour d'un axe de rotation fixe ( 12) perpendiculaire au sens de son rayon. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système d'exploration et de visualisation optique commun ( 4, 5, 6) comporte un objectif ( 5) a distance focale 10 variable.