Brevet FR2592721A1 — publié le 19870710

Procédé et dispositif de télémétrie écartométrie laser sur cibles coopératives La présente invention concerne un procédé et un dispositif de télémétrie écartométrie laser sur cibles coopératives, applicables notamment aux simulateurs extra muros de tir d'armes. Il existe plusieurs techniques pour déterminer à l'aide d'une source de rayonnement électromagnétique visible ou infra-rouge la distance et la position écartométrique d'une cible coopérative. Dans la plupart des cas, le processus employé, qui vise à évaluer les distances à partir de l'émission d'impulsions lumineuses visibles ou infra-rouge est le suivant Le faisceau du rayonnement provenant d'une source laser collimatée est modulé de telle façon que l'énergie soit contenue dans un intervalle de temps bref, puis défléchie dans une direction variable mais déterminée. Il est possible de réaliser cette déflexion de différentes façons.Celle-ci peut être opérée soit mécaniquement à laide d'un miroir vibrant ou tournant, soit par diffraction dans un cristal sur un réseau de phase d'origine acoustique, soit électro-optiquement.Dans le cas où le cataphote qui rend la cible coopérative se trouve illuminé par le faisceau laser, l'onde réfléchie est renvoyée dans la même direction que l'onde incidente, à la précision du cataphote près. Un détecteur permet alors, à partir de l'intervalle de temps qui existe entre l'instant d'émission de l'impulsion laser et l'instant de réception de l'écho, de déterminer la télémétrie de la cible. L'angle suivant lequel le faisceau a été dévié indique l'écartométrie de cette cible. A l'heure actuelle, les performances de ces systèmes sont limitées par deux facteurs essentiels - le premier facteur est ia sensibilité du système aux impulsions télémétriques d'une source équivalente extérieure, - le second est la détermination du niveau de bruit, qui limite la portée du système. La présente invention a donc pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un procédé de télémétrie écartométrie laser qui se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste à polariser circulairement l'onde polarisée linéairement émise par le laser. Grâce à cette disposition et ainsi qu'on le verra plus clairement par la suite, il est possible de mieux discerner l'écho éventuel d'une onde provenant d'une source parasite, ce qui permet de travailler efficacement en présence de fortes perturbations iumineuses ou de signaux parasites importants. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comprenant un module d'émission avec une source laser et un module de réception, est essentiellement caractérisé en ce que le module d'émission comporte un moyen pour polariser circulairement à droite ou à gauche l'onde émise par la source laser, tandis que le module de réception comporte un moyen pour séparer une onde polarisée circulaire droite d'une onde polarisée circulaire gauche. De préférence, le moyen de polarisation est constitué par une lame quart d'onde, tandis que le moyen de séparation comprend une lame quart d'onde rendant linéaire l'onde initialement polarisée circulairement, et un séparateur de faisceaux à sélection de polarisation associé à deux détecteurs recevant respectivement l'onde initialement polarisée circulaire droite et l'onde initialement polarisée circulaire gauche. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de télémétrie écartométrie laser conforme à l'invention ; et - la figure 2 est un schéma illustrant le fonctionnement de ce dispositif! Le dispositif représenté sur la figure 1 se compose essentiellement d'un module d'émission 1 et d'un module de réception 2. Le module d'émission 1 comprend successivement et de façon classique une source laser collimatée de rayonnement polarisé linéairement 3, un déflecteur de rayonnement 4 qui conserve la structure de la polarisation incidente, et un ensemble optique d'émission 5. Conformément à l'invention, une lame quart d'onde 6 est interposée entre le déflecteur 4 et l'ensemble optique 5. Cette lame quart d'onde est positionnée de telle sorte que l'onde provenant de la source laser et qui est polarisée linéairement, présente à la sortie de la lame une polarisation circulaire. Cette dernière peutetre circulaire droite ou circulaire gauche, suivant la position de la lame quart d'onde. Quant au module de réception 2, il comprend, à la suite d'un ensemble optique de réception 7, une autre lame quart d'onde 8 et un séparateur de faisceaux à sélection de polarisation 9 associé à deux détecteurs 10 et 11. Bien entendu, l'ensemble optique de réception 7 comporte un filtre chromatique passe-bande centré sur la longueur d'onde du rayonnement émis par la source laser 3. Il va de soi par ailleurs que les ensembles optiques 5 et 7 ne modifient pas la nature de la polarisation du rayonnement incident. La lame quart d'onde 8 a pour fonction de rendre linéaire à sa traversée la polarisation d'une onde initialement polarisée circulairement. De plus, le séparateur 9 est positionné de manière à former avec la lame 8 un ensemble capable de dissocier une onde polarisée circulairedroite d'une onde polarisée circulaire gauche. Ainsi, chacun des deux détecteurs 10 et 11, constitués par exemple par des photodiodes, ne détecte qu'un seul type d'onde initialement polarisée circulairement. il est donc possible, au moyen d'un circuit électronique non représenté, réalisant la différence des photocourants engendrés par les photodiodes 10 et 11, de déterminer par le signe du signal résultant la nature de polarisation de l'onde collectée, et également d'améliorer le rapport signal/bruit. En effet, dans le cas d'une onde incidente dépolarisée, ce qui est le cas d'une grande partie du bruit solaire, les détecteurs 10 et 11 détectent bien évidemment le même niveau d'énergie. On va maintenant mieux expliciter le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit, en se référant plus particulièrement au schéma de la figure 2. La source laser 3 émet durant un intervalle de temps très bref, une onde polarisée linéairement représentée en 12. La lame quart d'onde 6 placée sur le chemin suivi par l'impulsion est positionnée de façon que la polarisation de l'onde à la sortie soit circulaire, par exemple circulaire gauche, comme représenté en 13. Après réflexion sur le cataphote 14 porté par la cible, la polarisation de l'onde est toujours circulaire mais son sens est inversé. Elle devient donc circulaire droite, comme représenté en 15. La lame quart d'onde 8 du module de réception redonne à cette onde qui constitue l'écho une polarisation linéaire. Selon la position de la lame, cette polarisation peut être horizontale, comme représenté en 16. Si l'on considère maintenant un module d'émission adverse 17 conçu suivant le même principe, l'onde qui constitue l'impulsion de télémétrie adverse aura une polarisation circulaire et cette polarisation sera circulaire gauche, comme représenté en 18, de la meme façon que l'onde 13 issue du premier module d'émission. Au passage de la lame quart d'onde 8 du module de réception préalablement considéré, l'onde devient polarisée linéairement, comme représenté en 19, mais orthogonalement par rapport à l'onde 16 constituant l'écho. Le séparateur 9 permet ainsi de séparer l'écho de télémétrie d'une impulsion parasite provenant d'une télémétrie adverse et la différence des photocourants engendrés par les photodiodes 10 et 11 permet d'informer le calculateur de la détection de chacun des types d'impulsion. Le dispositif selon l'invention présente donc en définitive une grande immunité au sources parasites externes polarisées circulairement en inverse, ainsi qu'une grande immunité aux bruits solaires. REVENDICATIONS 1. Procédé de télémétrie écartométrie laser sur cibles coopératives, caractérisé en ce qu'il consiste à polariser circulairement l'onde polarisée linéairement émise par le laser. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un module d'émission avec une source laser et un module de réception, caractérisé en ce que le module d'émission (1) comporte un moyen (6) pour polariser circulairement à droite ou à gauche l'onde émise par la source laser (3), tandis que le module de réception (2) comporte un moyen (8, 9) pour séparer une onde polarisée circulaire droite d'une onde polarisée circulaire gauche. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de polarisation (6) est constitué par une lame quart d'onde, tandis que le moyen de séparation comprend une lame quart d'onde (8) rendant linéaire l'onde initialement polarisée circulairement, et un séparateur de faisceaux à sélection de polarisation (9) associé à deux détecteurs (10, 11) recevant respectivement l'onde initialement polarisée circulaire droite ét l'onde initialement polarisée circulaire gauche.