Brevet FR2622976A1 — publié le 19890512

PROCEDE ET DISPOSITIF DE LOCALISATION NON PERTURBEE DE MISSILES La présente invention concerne un procédé de localisation non perturbée de missiles par rapport à un arrière-plan à fortes parts égales (basse fréquence) au moyen d'un émetteur de référence en tant qu'émetteur d'un rayonnement optique (haute fréquence) que l'on module et un dispositif de localisation non perturbée de missiles qui renferment en tant qu'émetteur de rayonnement un émetteur de référence modulée. Pour la séparation du signal utile et du signal d'arrière-plan et par conséquent la reconnaissance de l'objet déplacé, tel qu'un missile, on a déjà proposé toute une série de solutions (cf. le niveau de la technique indiqué dans le brevet allemand DE-PS 29 44 261 de la demanderesse). Dans ledit -brevet DE-PS 29 44 261, on obtient par contre une plus grande sécurité contre les brouilleurs par le fait qu'est disposée sur le missile une composition éclairante dont le rayonnement est modulé au moyen d'un disque approprié qui comporte des secteurs de transparences spectrales diverses. On peut ainsi éliminer des brouilleurs de même intensité. Une structure scénique peut cependant aussi avoir un effet perturbateur dans certaines circonstances, si par exemple il se trouve dans l'arrièreplan des sources de chaleur telles que des objets entraînés, des explosions, des incendies ou ce que l'on appelle des "leurres". De telles sources de perturbation peuvent se trouver dans la même zone spectrale que le rayonnement de la composition éclairante: elles ne sont alors plus nettement séparables ni reconnaissables comme telles. On trouve la description d'une méthode de distinction du bruit d'arrière-plan d'avec le but recherché en dépit de telles sources de perturbation dans la demande de brevet européen EP 79 175, A1. On y met à profit le fait que dans des buts déplacés le temps joue un rôle en troisième dimension dans la formation de l'image et peut être mis à contribution lui aussi pour l'évaluation de celle-ci. La méthode indiquée utilise cependant des "capteurs en mosaïque", c'est-àdire des châssis avec autant de petits points d'image que possible, qu'il faut examiner de façon séquentielle, autant que possible en temps vrai, quant à leurs diverses intensités de tons gris. Les intensités de gris sont en même temps très sujettes à perturbation. Le déploiement électronique à consentir pour effectuer un balayage rapide de nombreux petits points d'image identiques et les évaluer au moyen des comparaisons d'intensités est énorme et fort coûteux. Il faut également tenir compte de l'encombrement d'une unité de traitement et d'évaluation de signal nécessaire à cet effet. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de localisation non perturbée et précise de missiles qui soient réalisables avec une bien moindre complication et à- un bien moindre prix qu'au niveau précité de la technique et qui permettent de fonctionner à de hautes fréquences de modulation allant jusqu'à plusieurs kilohertz, ce qui augmente à nouveau la sécurité contre le parasitage. Le procédé est caractérisé par le fait que l'on utilise, pour déterminer la position du missile, un récepteur du rayonnement optique doté d'un champ récepteur superficiel qui est agencé-en réseau détecteur avec un grand nombre d'éléments de diverses grandeurs disposés en sorte que leur grandeur aille en diminuant à mesure que l'on se dirige vers le centre et par le fait que chacun des éléments est relié à un propre canal amplificateur à filtre qui ne laisse passer sélectivement 4. pour traitement que les signaux modulés par rapport au missile. Le dispositif est caractérisé par un récepteur de rayonnement à détecteur superficiel composé d'un grand nombre d'éléments de différentes grandeurs allant en diminuant à mesure que l'on se dirige vers le centre, chaque élément du détecteur étant relié à un propre canal amplificateur qui n'amplifie sélectivement que les signaux modulés par rapport au missile, chaque élément étant relié quant au courant alternatif à son entrée de canal amplificateur, toutes les entrées des canaux amplificateurs comportant une normalisation automatique de signal AGC commune et une régulation par poursuite qui sont reliées à un filtre passe-bande, à une diode redresseuse, à un convertisseur analogique/numérique et à un multiplexeur ainsi qu'à un processeur avec calculateur. L'invention a également pour objets l'utilisation d'un tel dispositif avec une géométrie de formation d'image rigide du réseau détecteur pour la localisation (écart angulaire) à l'intérieur de la surface détectrice des signaux modulés en amplitude tels qu'ils sont reçus et l'utilisation de ce même dispositif pour amener les valeurs obtenues dans l'unité électronique d'évaluation à un appareil de commande et/ou de signalisation pour le guidage d'un missile. Particulièrement du fait que le rayonnement d'un émetteur lié au missile est modulé dans son amplitude, on obtient selon l'invention une identification bien nette qui permet de se contenter d'un petit nombre d'éléments détecteurs et de limiter de même la dépense électronique. Il n'est plus besoin par élément que d'un amplificateur et d'un canal à filtre que l'on peut cependant intégrer l'un et l'autre sur une puce en raison de leur réalisation particulière en grand nombre. Un réseau détecteur rigide quant à la géométrie de formation d'image suffit pour la localisation des signaux reçus. Seuls des signaux ayant été prescrits en signalisation à chaque missile par leur modulation sont admis par la reconnaissance des signaux dans le canal détecteur aux fins de poursuite du traitement et d'évaluation. Le petit nombre des éléments détecteurs dans l'invention rend un tel réseau peu coQteux, l'évaluation simple et la fréquece du signal à utiliser (et par conséquent le rapport signal/bruit) peut être choisie très élevée, ce qui améliore encore la sécurité et la stabilité de la reconnaissance et éventuellement de la régulation. L'électronique utilisée est hautement intégrable et le dispositif est peu-encombrant. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisatibn pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente en tant que réseau superficiel le dispositif capteur élémentaire avec le but/objet en trait discontinu; la figure 2 représente l'électronique d'évaluation pour une meilleure reconnaissance but/objet; la figure 3a donne le détail d'un circuit de normalisation automatique (régulation) de signal; la figure 3b représente un circuit de commande à même effet simplifié par rapport à celui de la figure 3a; la figure 4a représente une régulation par poursuite avec filtres de bande commandé (à fréquence variable); la figure 4b est un schéma de fonctionnement du filtre de bande; la figure 4c donne un exemple de branchement du filtre de bande. L'invention concerne un procédé de localisation non perturbée de missiles par rapport à un arrière-plan à fortes parts égales (basse fréquence) au moyen d'un émetteur de référence en tant qu'émetteur d'un rayonnement optique (haute fréquence) que l'on module, procédé dans lequel on utilise, . pour déterminer la position du missile, un récepteur du rayonnement optique doté d'un champ récepteur superficiel qui est agencé en réseau détecteur avec un grand nombre d'éléments de diverses grandeurs disposés en sorte que leur grandeur aille en diminuant à mesure que l'on se dirige vers le centre et chacun des éléments est relié à un propre canal amplificateur à filtre qui ne laisse passer sélectivement pour traitement que les signaux modulés quant à leurs - fréquences par rapport aux missiles. Le procédé selon l'invention se distingue des méthodes générales du traitement et reconnaissance d'image par le fait que l'on ne sépare pas simplement de l'arrière-plan un but/objet/image à reconnaître par balayage d'une surface en réseau et par différences entre noir et blanc mais que l'on sélectionne d'emblée puis qu'on ne laisse passer pour traitement et n'évalue des signaux que dans une modulation prédéterminée, différente d'un missile à un autre. En réalisation préférée de l'invention, la modulation est associée à l'émetteur dans le missile. Le récepteur est adapté à chaque modulation codée (en temps). En cas de modulation quant aux signaux, ou impulsions, à transmettre, on préfère surtout la modulation d'amplitude par suite de la faible largeur de bande, c'est-à-dire lorsque l'on doit travailler dans une zone de longueur d'onde étroite. L'émetteur optique peut être une source de lumière de longueur d'onde déterminée, par exemple une lampe au xénon. Dans le cas le plus simple, on utilise comme modulateur un hacheur (de rayons), tel par exemple qu'un disque hacheur rotatif d'un genre connu en soi. On utilise le dispositif selon l'invention pour atteindre les buts de celle-ci et appliquer le procédé de reconnaissance certaine de missiles. Ce dispositif renferme en tant qu'émetteur de rayonnement optique un émetteur de référence modulé. Il est caractérisé par un récepteur de rayonnement à détecteur superficiel composé d'un grand nombre d'éléments de différentes grandeurs allant en diminuant à mesure que l'on se dirige vers le centre, chaque élément du détecteur étant relié à un propre canal amplificateur qui n'amplifie sélectivement que des signaux modulés par rapport au missile, et, quant au courant alternatif, à son entrée de canal amplificateur et toutes les entrées des canaux amplificateurs comportant une normalisation automatique de signal AGC commune et une régulation par poursuite qui sont reliées à un filtre passe-bande, à une diode redresseuse, à un convertisseur analogique/numérique et à un multiplexeur ainsi qu'à un processeur avec calculateur. On regarde séparément tous les éléments d'image cohérents qui remplissent la condition de valeur de seuil, c'est-à-dire que l'on effectue pour chaque objet le calcul de centre de gravité en le limitant à ces éléments d'image cohérents. L'affectation de l'objet correct au missile s'effectue par des comparaisons de distances entre la position du missile dans les images précédentes et les positions de l'objet dans l'image actuelle. Si l'on désigne par v le vecteur vitesse acquis du missile dans l'image, la position de missile attendue Pn+i dans la nouvelle image s'écrit: Pn+l = Pn + v.T (T = période d'image), expression dans laquelle Pn est la position du missile dans l'image précédente. On estime en tant que missile -5 l'objet-dont le centre de gravité est le plus voisin de la position attendue Pn+i. Le circuit électronique d'évaluation présente encore les particularités suivantes, explicitées plus loin: - la normalisation automatique de signal (automatic gain control AGC); - la régulation par poursuite (NLR) pour le filtre passe-bande (switched capacitor filter SCF). Normalisation automatique de signal (AGC): Le rôle de l'"AGC" consiste à normaliser les niveaux des signaux présents sur le Multiplexeur. On utilise comme critère de normalisation une mesure statistique de ces signaux, par exemple: - la somme de tous les signaux; - la valeur maximale des signaux; - la variance des signaux. L"'AGC" règle alors les amplificateurs d'entrée en sorte que la mesure statisfique correspondante soit maintenue à une valeur donnée à l'avance. Tous ces amplificateurs d'entrée sont en même temps soumis à la même tension de régulation. La figure 3a représente le circuit de régulation. Un circuit de mesure M donne la mesure statistique choisie, que l'on extrait d'une valeur de consigne donnée. On convertit dans l'organe de régulation et positionnement R la différence de régulation ainsi obtenue en une tension de régulation qui règle l'amplification des signaux de détecteur. L'organe de régulation et positionnement R détermine le comportement en temps du circuit de régulation. Il renferme en tout cas un composant intégrateur. On va également décrire brièvement, se distinguant particulièrement par sa simplicité, une variante à cette version. On y utilise, à la place du circuit de régulation, un simple circuit de commande selon la figure 3b. La loi de diminution de l'intensité de rayonnement du missile avec le temps étant approximativement connue, on reproduit cette loi dans un générateur de tension qui règle en conséquence l'amplification. L'inconvénient de cette solution plus simple réside dans le fait que cette régulation n'élimine pas des fluctuations, par exemple dues à la fumée, ainsi que des influences atmosphériques, si bien que l'on peut perdre plus tôt le missile. Régulation par poursuite (NLR): La régulation par poursuite a pour objet d'accorder chaque fois le filtre passe-bande sur la fréquence de modulation existante. Si l'on peut maintenir stable ladite fréquence de modulation, on peut aussi supprimer ladite régulation par poursuite. - 11 Le signal d'entrée utilisé est la sortie des passe- bandes. Il faut agir en sorte que le signal d'entrée renferme la fréquence de modulation. On y parvient par sélection du canal ayant la plus grande amplitude ou par sommation de tous les canaux. Cette dernière méthode a l'avantage de supprimer un circuit de sélection correspondant pour la recherche du maximum. Voir figure explicative 4a. Si l'on commande des filtres passe-bandes (SCF) (voir par exemple filtre Dual MF l0 de la Firme Maxim), selon la formule préférée, par une fréquence, la grandeur de régulation doit être une fréquence variable désignée ici par fR. Elle est engendré par un oscillateur commandé en tension (voltage controlled oszillator VCO). Celui-ci engendre encore deux autres fréquences -fa et fu qui, constamment, sont respectivement supérieure et inférieure à fR d'une valeur prédéterminée, si bien que les fréquences moyennes correspondantes sont placées symétriquement par rapport à fR. On obtient comme suit la tension de commande du "VCO": Comme on l'a mentionné plus haut, on procède à la sommation des signaux de sortie des passe-bandes. Cela s'accomplit dans le bloc "Somme". Pour constater la direction dans laquelle la fréquence de modulation s'écarte, on utilise deux passe-bandes supplémentaires BPI et BP2, chacun avec circuit redresseur de sortie. Leurs fréquences moyennes se trouvent à une valeur prédéterminée audessus (BP1) ou au-dessous (BP2) de la fréquence moyenne des passe-bandes des canaux détecteurs. Si la fréquence de modulation s'élève par exemple alors, BP1 donne un niveau de sortie plus élevé que BP2. Cette différence est amenée au "régulateur" qui commande le "VCO" en sorte que fR, et par conséquent aussi fo et fu, s'accroissent de façon correspondante jusqu'à rendre égaux les niveaux de sortie de BP1 et BP2. Le "régulateur" est un régulateur intégral, c'est-à-dire un intégrateur. Les fréquences moyennes de BP1 et BP2 se situant symétriquement par rapport à la fréquence moyenne des passe-bandes dans les canaux détecteurs, on obtient précisément un accord exact sur la fréquence de modulation lorsque les niveaux de sortie de BP1 et de BP2 sont égaux entre eux. On a représenté sur les figures 4b et 4c le filtre passe-bande commandé de deuxième ordre en tant que filtre à état variable. Chacun des deux filtres partiels utilise deux intégrateurs (RC) et un amplificateur opérationnel pour engendrer la fonction de deuxième ordre.On utilise deux à quatre résistances extérieures (pour la stabilité du coefficient Q) et une horloge (VCO) pour le réglage de la fréquence moyenne (par exemple à 2-20 kHz). L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits. On peut bien entendu les modifier sans sortir du cadre de l'invention. Celle-ci n'est également pas limitée à la régulation par poursuite (NLR) ou la normalisation de signal (AGC) ci-dessus décrites, non plus qu'au filtre précité. Au lieu d'un filtre à fréquence variable (SCF), on peut aussi recourir à un filtre à tension variable (voltage tunable filter VTF). Le réseau peut se composer d'une pluralité de "'n" éléments (photo-électriques) allant en décroissant à mesure que l'on se dirige vers le centre, et le multiplexeur peut être établi pour un nombre choisi de même à volonté de "n" canaux. REVENDICATIONS 1. Procédé de localisation non perturbée de missiles par rapport à un arrière-plan à fortes parts égales (basse fréquence) au moyen d'un émetteur de référence en tant qu'émetteur d'un rayonnement optique (haute fréquence) que l'on module, procédé caractérisé par le fait que l'on utilise pour déterminer la position du missile un récepteur du rayonnement optique doté d'un champ récepteur superficiel qui est agencé en réseau détecteur avec un grand nombre d'éléments de diverses grandeurs disposés en sorte que leur grandeur aille en diminuant à mesure que l'on se dirige vers le centre et par le fait que chacun des éléments est relié à un propre canal amplificateur à filtre qui ne laisse passer sélectivement pour traitement que les signaux modulés par rapport au missile. 2. Dispositif de localisation non perturbée de missiles, qui renferment eri tant qu'émetteur de rayonnement optique un émetteur de référence modulée, caractérise par un récepteur de rayonnement à détecteur superficiel composé d'un grand nombre d'éléments de différentes grandeurs allant en diminuant à mesure que l'on se dirige vers le centre, chaque élément du détecteur étant relié à un propre canal amplificateur qui n'amplifie sélectivement que les signaux modulés par rapport au missile et étant relié quant au courant alternatif à son entrée de canal amplificateur, toutes les entrées des canaux amplificateurs comportant une normalisation automatique de signal AGC commune et une régulation par poursuite qui sont reliées à un filtre passe-bande, à une diode redresseuse, à un convertisseur analogique/numérique et à un multiplexeur ainsi qu'à un processeur avec calculateur. 3. Utilisation d'un dispositif selon la revendication 2 avec une géométrie d'images rigides du réseau détecteur pour la localisation (écart angulaire) à l'intérieur de la surface détectrice des signaux modulés en amplitude tels qu'ils sont reçus. 4. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 2 à 3 pour amener les valeurs obtenues dans l'unité électronique d'évaluation à un appareil de commande et/ou de signalisation pour le guidage d'un missile.