Brevet FR2637693A1 — publié le 19900413

Système de guidage d'engin volant L'invention concerne un système de guidage d'engin volant, intégré dans un engin volant pour le suivi autonome de terrain pendant le vol. Les engins volants sont munis, en particulier ceux que l'on appelle les engins volants de croisière, d'une propulsion propre - après éjection - et de moyens leur permettant d'effectuer de manière autarcique un vol d'approche. Ces engins volants sont alors le plus souvent guidés à l'aide d'altimètres radar (et également de systèmes lidar ou sonar) ou de systèmes de navigation inertiel, ou à inertie. Ceci pose en particulier des problèmes pour un terrain à relief lors du survol à faible altitude. Il y a déjà ce que l'on appelle le radar de poursuite de terrain (voir par exemple la demande de brevet DE 34 17 073), ce qui rend toutefois nécessaire la mise en mémoire de données concernant le terrain et qui est lié à un coût élevé pour les calculateurs. Par le brevet DE 30 16 554, on connaît un dispositif d'orientation, travaillant selon -le principe du radar Doppler à impulsions, monté à bord d'aéronefs. Dans ce document il est mentionné la nécessité de rendre visible à un observateur, avec les moyens de la technique du radar, des parties du terrain lors du déplacement par rapport au sol, indépendamment d'une possibilité de vision optique (pouvant être entravée par des obstacles). Pour résoudre ce problème, il y est proposé une représentation en perspective d'une partie du terrain, acquise à l'aide de deux antennes droites selon la principe du radar Doppler à impulsions. Certes, le mode de représentation est ici amélioré par rapport à la carte bidimensionnelle du terrain par une représentation tridimensionelle sur un écran radar, qui doit être observé. La densité d'information des données à amener au calculateur de bord par unité de temps est toutefois si élevée qu'elle doit être limitée si l'on peut se protéger de toute surcharge. Le but de l'invention est de réaliser un système de guidage d'engin volant, avec un dispositif de mesure radar intégré dans un engin volant pour le suivi autonome de terrain pendant le vol, les données mesurées étant envoyées à un calculateur de bord pour l'exploitation, de sorte que le débit de données destinées au guidage de l'engin volant soit réduit à un débit pouvant être traitté sans surcharge par le calculateur de bord. On peut renoncer, selon l'invention, à mettre en mémoire des cartes, à les représenter et à les observer par le fait que des parties des lobes de rayonnement de l'antenne radar sont exploitées sous forme de somme et de différence, par superposition de celles-ci, de sorte que la ligne de l'horizon apparaisse sous la forme d'un axe entre les deux lobes de rayonnement. Diverses autres caractéristiques et avantages du dispositif l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés auxquels: La figure 1 représente le principe du système de guidage sous forme de schéma synoptique; la figure 2 représente un diagramme de somme des lobes de rayonnement, obtenu selon ce principe; la figure 3 représente un diagramme de différence des lobes de rayonnement, obtenu selon ce principe, dans le but d'une superposition à la figure 2; la figure 4 est une représentation schématique de l'angle d'horizon, tel qu'il est capté; la figure 5 représente un exemple d'application pour un projectile air-sol. La figure 1 représente le schéma de principe du capteur d'horizon. Il s'agit d'un système radar à impulsions, suivant le principe monopulse, avec une antenne à poursuite électronique selon le procédé de balayage de fréquence. L'antenne se compose d'une série de par exemple quatre radiateurs ou émetteurs 7,8,9,10. Ils sont alimentés par des lignes à retard 5,6 de longueurs différentes. De ce fait, la position de phase par rapport aux radiateurs individuels et ainsi la caractéristique de rayonnement de l'antenne peut être modifiée avec la fréquence. Les deux groupes 7,8 ou 9,10 sont places en combinaison logique par l'intermédiaire d'un circuit 4, de sorte qu'on produit aussi bien un signal de somme qu'également un signal de différence (Figures 2 et 3). On produit dans un émetteur à oscillateur commandé en torsion (VCO) 1, dont la fréquence peut être modifiée, un signal HF qui est amplifié dans l'amplificateur 2. Un interrupteur PIN 3.1 produit les impulsions d'émission qui sont amenées aux bornes d'entrée de somme du circuit hybride 4. De ce fait, les impulsions sont rayonnées sur le diagramme de somme (figure 2). Pendant les pauses entre impulsions, le système d'antenne est connecté par l'intermédiaire de l'interrupteur PIN 3 sur les mélangeurs 12,13. Le mélangeur 12 reçoit le signal de somme et le mélangeur 13 reçoit le signal de différence. Le signal d'oscillateur qui est nécessaire au mélange est découplé par l'intermédiaire le coupleur directif 11 de l'émetteur à oscillateur commandé en tension VCO 1. Entre les pauses des impulsions, la fréquence de l'émetteur à oscillateur commandé en tension est désaccordée autour de la fréquence intermédiaire, pour recevoir les signaux d'échos par l'amplificateur de fréquence intermédiaire 14,15 et les filtres 16,17. Le circuit formateur de somme et de différence 18 et les redresseurs 19, 20 branchés en aval produisent des signaux correspondants pour les demilobes d'antenne supérieur 32 et inférieur 33. L'amplificateur différentiel 21 produit une tension de réglage qui modifie la fréquence - de l'émetteur à oscillateur commandé en tension (VCO) 1 par l'intermédiaire de l'intégrateur 25. De ce fait il y a variation de l'angle de rayonnement, de sorte que la ligne d'horizon vient se situer, comme ligne de zéro, ou axe neutre, exactement entre les deux lobes 30 et 31. S'il n'est reçu aucun signal, le circuit logique 22,23,24 connecte un générateur.de recherche 26 qui déplace les lobes d'antenne de haut en bas. L'angle sous lequel apparaît l'horizon peut être prélevé sous forme analogique sur l'interrupteur 27. Pour augmenter la précision, on peut par exemple calibrer le système pour un angle de phase de 0 , au moyen d'un détecteur de phase 34. Dans une autre forme de réalisation, l'angle d'horizon est déterminé par l'intermédiaire d'un calculateur 35 d'angle (d'inclinaison) d'horizon. La référence 28 désigne un générateur d'impulsions d'émission et la référence 29 un étage de calibrage/contrôle automatique de gain. Des variantes de l'exemple de réalisation indiqué ci- dessus sont possible pour un spécialiste, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REtVENDICATIONS 1. Système de guidage d'engin volant, avec un dispositif de mesure radar intégré dans un engin volant pour le suivi autonome de terrain pendant le vol, les données mesurées étant envoyées à un calculateur de bord pour l'exploitation, caractérisé en ce que des parties des lobes de rayonnement de l'antenne radar (32,33) sont exploités sous forme de somme et de différence, par superposition (en 18) de celles-ci, de sorte que la ligne de l'horizon apparaît sous la forme d'un axe entre des deux lobes de rayonnement. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'exploitation et le suivi sont exécutés au moyen d'un circuit logique de recherche / guidage (21 à 27). 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un amplificateur différentiel (21) produit une tension de réglage qui modifie par l'intermédiaire d'un intégrateur (25) la fréquence d'un émetteur 1(à oscillateur commandé en tension. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une inclinaison éventuelle de l'horizon est déterminée au moyen d'un calculateur d'angle (d'inclinaison) d'horizon (35). 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsqu'il n'est reçu aucun signal, le système logique (22,23) met en service un générateur de recherche (26) qui déplace de haut en bas les lobes de rayonnement de l'antenne. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un interrupteur PIN (3.1) produit les impulsions d'émission et que pendant les pauses entre impulsions, le système d'antenne est branché sur les mélangeurs (12,13). 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre les pauses d'impulsions, la fréquence de l'émetteur à oscillateur commandé en tension (1) est décalée de la valeur d'une fréquence intermédiaire, pour la réception des signaux d'écho (par l'intermédiaire de 14 à 17). 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un détecteur de phase (34) est utilisé pour la détermination de l'angle d'horizon. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur de phase (34) travaille selon un procédé de balayage de fréquence, selon le principe monopulse, avec une antenne à poursuite électronique (par 26).