Brevet FR2581450A1 — publié le 19861107

-- 1 -- Dispositif de guidage automatique sur faisceau pour des engins volants L'invention concerne un dispositif de guidage automatique sur faisceau pour des engins volants, avec un faisceau laser de balayage et un ensemble optique constitué d'un laser de faisceau directeur, d'un laser de référence et d'un dispositif récepteur alignés en pa- rallèle. On connaît par le brevet DE-A 26 58 689 une méthode de guidage pour des engins volants qui emploie pour le pilotage d'un objet volant un faisceau directeur dévié sur une trajectoire spirale. I1 n'est pas ici prévu de poursuite par rapport à un axe de visée dirigé sur la cible. Le brevet américain US-4 111 383 décrit un dispositif de guidage pour des engins volants qui présente des lasers qui sont déviés selon des directions X et Y pour produire un faisceau directeur. Il comprend également un laser de synchronisation et un viseur-télescope, des moyens étant prévus pour asservir le laser de synchronisation aux instants o les faisceaux du laser de faisceau directeur qui sont réfléchis dans le viseur croisent l'axe de visée pointée vers la cible. Ce type de poursuite s'avère trop lent dans la pratique, et imprécis par rapport au guidage sur faisceau directeur des engins volants. Le dispositif de guidage automatique sur faisceau décrit dans la demande de brevet allemand DE-34 41 921 permet une acquisition de ci- ble et un guidage d'engins volants avec une grande précision, mais il n'est valable que dans de bonnes conditions atmosphériques, et il est trop coûteux pour des cas d'application donnés. Aussi l'invention a-t-elle pour objectif d'améliorer un dispositif de guidage automatique sur faisceau de manière à fournir, pour des cas d'application donnés, une acquisition de cible et une poursuite de grande précision même dans de mauvaises conditions atmosphériques, la structure simplifiée du dispositif devant permettre de rendre inutile l'harmonisation entre le récepteur et l'émetteur du faisceau - 2 directeur. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait que: - le faisceau lumineux d'un laser de faisceau directeur est suc- cessivement renvoyé par deux dispositifs de déviation agissant selon des axes de coordonnées mutuellement orthogonaux, puis traverse une premiere optique d'élargissement de distance focale variable, - un miroir dichroique est inséré dans la marche du faisceau lu- mineux entre le laser de faisceau directeur et les dispositifs de dé- viation de sorte telle que la lumière reçue par la première optique d'élargissement est, du moins en partie, dirigée sur une caméra à infrarouge, - un faisceau lumineux de référence, produit par un laser de réfé- rence et réfléchi par une autre optique d'élargissement à distance focale variable, est disposé en parallèle au faisceau de sortie de la première optique d'élargissement. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, une unité centrale de traitement de signaux sert à la commande du laser de faisceau directeur, du laser de référence, des dispositifs de dévia- tion et des optiques d'élargissement en fonction des signaux de sortie traités de la caméra à infrarouge. On peut également utiliser comme dispositifs de déviation des miroirs de déviation rapides. L'exposé qui suit explicite l'invention à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé. L'unique figure de ce dessin représente un dispositif d'émission pour un laser de référence et un laser de faisceau directeur, et un dispositif de réception combiné au précédent. Le faisceau lumineux 1, qui est produit par le laser de faisceau directeur 2 (qui consiste dans l'exemple de réalisation selon l'invention en un laser Nd-YAlO) et qui peut au besoin être commandé par un sectionneur de puissance 14, est amené par l'intermédiaire de deux miroirs de déviation rapides 3, 4 à une première optique d'élargissement motorisée 5 à distance focale variable, et rayonnée. On a inséré dans la marche du faisceau lumineux 1, entre le laser de faisceau directeur 2 et les miroirs de déviation 3, 4, un miroir dichroique 6 de sorte telle que la lumière reçue par la première op- 258 1450 -3- tique d'élargissement 5 est pour l'essentiel dirigée sur une caméra à infrarouge 8. Les signaux de sortie 13 de la caméra sont amenés à une unité de traitement de signaux 16, qui est elle-même reliée à un cal- culateur central 12 qui commande tous les déroulements opératoires du dispositif de guidage automatique sur faisceau. La caméra à infrarouge 8 peut travailler tant la plage de longueurs d'ondes lumineuses de 3 à 5.Mm que dans la plage de 8 à 14/1m. La figure ne représente pas le raccordement de la caméra à infrarouge à un appareil de restitution. Attendu qu'on utilise la même marche de faisceau optique pour le laser de faisceau directeur et pour le dispositif récepteur, on peut avantageusement se passer du dispositif d'harmonisation qui aurait été nécessaire avec une configuration présentant des chemins lumineux séparés. Le laser de référence 10 (type Nd-YA10) est disposé en parallèle à la marche du faisceau décrit ci-dessus. Commandé par le sectionneur de puissance 15, il envoie son faisceau lumineux 9 par l'intermédiaire d'une autre optique d'élargissement 11, similaire à la précédente. Un avantage particulièrement important du dispositif selon l'in- vention est que, dans des cas d'application donnés tels par exemple que la défense anti-missiles de la marine, l'image infrarouge de l'en- vironnement de la cible et de l'horizon est obtenue simultanément et de manière synchrone avec le mouvement de balayage de l'émetteur du faisceau directeur. Par l'intermédiaire de l'unité de traitement de signaux 16, qui est reliée à la caméra à infrarouge, le calculateur central 12 est informé en permanence de l'endroit ob se trouve la ci- ble dans le faisceau directeur. I1 est ainsi maintenant possible soit de diriger le faisceau directeur sur la cible, soit, par l'intermé- diaire d'un système de transmission de données, de communiquer au mis- sile ou au projectile à guider la localisation de la cible de manière synchrone. - 4 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de guidage automatique sur faisceau pour des engins volants, avec un faisceau laser de balayage et un ensemble optique constitué d'un laser de faisceau directeur, d'un laser de référence et d'un dispositif récepteur alignés en parallèle, caractérisé par le fait que: - le faisceau lumineux (1) d'un laser de faisceau directeur (2) est successivement renvoyé par deux dispositifs de déviation (3, 4) agissant selon des axes de coordonnées mutuellement orthogonaux, puis traverse une premiere optique d'élargissement (5) de distance focale variable, - un miroir dichroique (6) est inséré dans la marche du faisceau lumineux (1) entre le laser de faisceau directeur (2) et les disposi- tifs de déviation (3, 4) de sorte telle que la lumière (7) reçue par la première optique d'élargissement (5) est, du moins en partie, diri- gée sur une caméra à infrarouge (8), - un faisceau lumineux de référence (9), produit par un laser de référence (10) et réfléchi par une autre optique d'élargissement (11) à distance focale variable, est disposé en parallèle au faisceau de sortie (7) de la première optique d'élargissement (5). 2. Dispositif de guidage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une unité centrale de traitement de signaux (12) sert à la commande du laser de faisceau directeur (2), du laser de référence (10), des dispositifs de déviation (3, 4) et des optiques d'élar- gissement (5, 11) en fonction des signaux de sortie (13) traités de la caméra à infrarouge (8). 3. Dispositif de guidage selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé par le fait qu'on utilise, à la place des dispositifs de déviation (3, 4), des miroirs de déviation rapides.