Brevet FR2642832A1 — publié le 19900810

Procédé et circuit pour activer un poste volant tiré vers une cible à partir d'un poste de base fixe ou mobile." La présente invention concerne un procédé pour activer un poste volant tiré vers une cible à partir d'un poste de base fixe ou mobile, et qui est activé par des signaux émis par le poste de base lorsque le poste volant atteint la cible. L'invention concerne également un cir- cuit pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un tel procédé et un tel circuit s'ap- pliquent notamment dans le domaine de la défense. Pour la défense, le procédé peut par exemple s'appliquer à des chars d'assaut qui tirent des obus équipés de fusées-amorces à fonctionnement électroni- que. Pour les chars d'assaut, atteindre de petites cibles en dehors du voisinage immédiat direct avec l'arme princi- pale n'est possible qu'avec une probabilité extrêmement réduite. Pour cette raison, un tel char tire des obus à fractionnement qui explosent au voisinage de la cible. L'utilisation de tels obus à fractionnement- augmente la probabilité de la réussite du tir. Avant le tir d'un tel obus, on règle l'instant de l'allumage de la fusée- amorce. Etant donné les différentes influences extérieures qui agissent sur L'obus, sa vitesse change, si bien qu'il est nécessaire de corriger l'instant de l'allumage avant que ne soit atteinte la cible afin,que l'obus n'explose qu'aussi près que possible de la cible. 26-42832 On connaît un procédé et un circuit pour activer un poste volant envoyé par un poste de base. Le poste de base peut être un char d'assaut et le poste volant un obus. Dans ce procédé, avant le tir du poste volant, on détermine et on enregistre la distance entre le poste de base et la cible. Après le tir du poste volant, on détermine en continu la distance par rapport au poste de base et on compare cette distance à la distance inscrite en mémoire correspondant à la distance entre le poste de base et la cible. Lorsque les deux grandeurs coincident, on active le poste volant. Pour la mise en oeuvre du procédé, le poste volant comporte un générateur d'ondes électromagné- tiques. Le poste volant reçoit ces ondes électromagnétiques ainsi que les ondes électromagnétiques de même fréquence qui sont générées dans le poste volant; ces deux signaux sont appliqués à un mélangeur qui sépare un signal Doppler et l'applique à un intégrateur. L'inconvénient est toute- fois que le signal émis par le poste de base est faussé lorsque le poste de base lui-même se déplace. Une autre erreur entachant le signal émis résulte du mouvement de la cible visée par le poste volant. La présente invention a pour but de créer un procédé et un circuit permettant d'éliminer les influences faussant les signaux. A cet effet, I'invention concerne un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce que le poste de base mobile ne génère et n'émet que des signaux trans- mettant au poste volant des informations indiquant que le poste de base et la cible sont immobiles même lorsque le poste de base et/ou la cible se déplacent. L'invention concerne également un cir- cuit pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce circuit étant caractérisé en ce que pour former la différence entre la vitesse de la cible et celle du poste de base, il est prévu un circuit de différence dont la sortie est reliée à un second multiplicateur et dont la seconde entrée- de signal est reliée à une mémoire contenant la fréquence instantanée d'un générateur, en ce que la sortie du second multiplica- teur est reliée à un diviseur qui est relié à un générateur de grandeur de consigne dans lequel est mis en mémoire un signal de tension proportionnel à la vitesse de la lumière et en ce que le signal de tension formé par le diviseur est appliqué au générateur. Grâce au procédé selon l'invention, le poste volant ne reçoit que les signaux qui simulent l'immo- bilité du poste de base et de la cible. Par l'élimination des variations parasitaires des signaux, le poste volant reçoit toujours un signal qui indique de manière précise - la distance entre ce poste volant et le poste de base sans que le poste volant n'ait à effectuer de correction. En même temps, le signal est tel qu'il transmet au poste volant la distance entre le poste de base et la cible comme si cette cible ne se déplaçait pas non plus. Cela signifie que l'éloignement entre le poste de base et la cible, qui a été déterminé avant le tir du poste volant, et qui a été mis en mémoire dans le poste volant n'a plus à être modifié pendant le vol. Suivant une autre caractéristique de l'invention, en ce que pour déterminer la vitesse du char, il est prévu une installation de mesure de vitesse qui est suivie par un premier convertisseur formant un signal de tension proportionnel à la vitesse du char. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une installation de mesure d'an- gle pour déterminer l'angle du tube du canon du char par rapport à la direction horizontale, circuit dont le signal de sortie est appliqué a un second convertisseur, la sortie de ce second convertisseur étant reliée à un premier multi- plicateur dont la seconde entrée est reliée au premier con- vertisseur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une installation de télémétrie avec un circuit pour déterminer la vitesse d'un cible mo- bile et le signal de vitesse est appliqué à un troisième convertisseur, la sortie du troisième convertisseur et celle du premier multiplicateur étant reliées aux entrées de signal du circuit de différence. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu un quatrième convertisseur relié à une sortie de signal du générateur, convertisseur dont le signal de tension est appliqué à une mémoire, en ce que la sortie de la mémoire est reliée à un second multiplica- teur et en ce qu'un multivibrateur monostable est relié à l'entrée de commande de la mémoire, l'entrée de signal du multivibrateur monostable recevant le signal de tension formé par le circuit de différence. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu au moins un autre dispositif de mesure de vitesse et un convertisseur fréquence/tension pour tenir compte de la vitesse de recul du tube du canon. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'antenne de réception et l'antenne d'émis- sion sont réalisées sous la forme d'antennes à polarisation circulaire à rotation à gauche ou à droite. La présente invention sera décrite ci- après à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement un poste de base. - la figure 2 représente le circuit logé dans le poste de base selon l'invention. - la figure 3 montre le circuit du poste en vol. Le poste de base représenté à la figu- re 1 est en forme de char d'assaut. Celui-ci comporte comme éléments principaux un générateur 2, un circuit 3 pour mo- difier la fréquence du générateur, une installation de me- sure- de vitesse 4, une installation de télémétrie 5, une installation de mesure d'angle 6 pour déterminer l'angle du tube de canon 1R par rapport à la direction horizontale, un poste volant 50 susceptible d'être tiré par le poste de base I1; ce poste volant se présente sous la forme d'un obus. L'installation comporte également un dispositif de réglage pour régler la fusée-amorce d'allumage à distance placée dans l'obus 50 (dispositif non représenté ici). En outre, le char d'assaut comporte un émetteur et une antenne pour émettre les signaux formés par le générateur 2 (non représenté ici). Les composants du char d'assaut 1 repré- senté à la figure 1 ne sont dessinés que de manière sché- matique. Le générateur 2 engendre des ondes électromagnétiques de haute fréquence de préférence dans le domaine des micro-ondes. Le circuit 3 est nécessaire pour pouvoir modifier les signaux CA à faisceaux laser fournis par le généra- teur 2. Le circuit 3 modifie ces signaux de sorte que le poste volant 50 tiré par le char d'assaut reçoit toujours les informations comme si ces informations venaient d'un char d'assaut immobile, même si celui-ci se déplace. Le circuit 3 est représenté en détail à la figure 2. Ce circuit 3 est relié directement à l'ins- tallation de mesure de vitesse 4, à l'installation de télé- métrie 5 ainsi qu'à l'installation de mesure d'angle 6, par une liaison directe. Ces installations sont également représentées à la figure 2. L'installation de mesure de vitesse 4 notamment une installation de mesure tachymétri- que fournit la vitesse de déplacement du char d'assaut 1. L'installation de mesure de vitesse 4 comporte en aval un convertisseur 10 dont la sortie est reliée à un premier multiplicateur 11. Ce multiplicateur 11 reçoit le signal de tension d'un convertisseur 12 dont l'entrée est reliée au dispositif de mesure d'angle 6. L'installation de télé- métrie 5 détermine la distance entre le char d'assaut 1 et l'objectif à combattre (non représenté ici). L'installation de télémétrie 5 est de préférence une installation de télé- métrie à laser. Cette installation est suivie par un circuit A qui détermine la vitesse vectorielle (VozIVz. cos p). Le circuit 5 est un montage faisant partie de l'état de la technique et qui détermine la vitesse de la cible à partir de l'éloignement et de la variation dans le temps; il peut également s'agir d'un dispositif de mesure de vitesse à laser par effet Doppler. Le signal de sortie du circuit A est appliqué à un convertisseur 13 qui génère un signal de tension UZ à partir du signai vectoriel de vitesse. Le conertisseur 13 est relié à l'entrée d'un circuit de dif- férence 14 dont la seconde entrée est reliée au multipli- cateur 11. La sortie du circuit de différence 14 est appli- quée à la première entrée d'un second multiplicateur 15 dont la seconde entrée est reliée à une mémoire 16. Un multivibrateur monostable 17 transmet l'information conte- nue dans la mémoire 16 au multiplicateur 15. Le multivi- brateur monostable 17 est commandé par le signal appliqué à la sortie du générateur de différence 14 et libère la sor- tie de la mémoire 16 lorsque la différence respective a été formée. L'entrée d'information de la mémoire 16 est reliée à un troisième convertisseur 18. Celui-ci est relié à la sortie du générateur 2 pour former un signal de ten- sion UF à partir du signal de sortie du générateur. La sor- tie du multivibrateur 15 est reliée à un diviseur 19 lui- même relié à un générateur de valeur de consigne 20. Le signal de tension UG à la sortie du diviseur 19 modifie la fréquence du générateur 2 commandé par un signal de tension. La figure 3 montre le détail du cir- cuit du poste 50 tiré à partir du poste de base 1. Un récep- teur à changement de fréquence est prévu dans le poste 50 à l'intérieur de l'obus. Ce récepteur se compose par exem- ple d'une antenne 52, d'un mélangeur 53, d'un générateur 54 générant des ondes électromagnétiques, de convertis- seurs de fréquence 55 et 56, de commutateurs analogiques 57, 58, 59, d'un détecteur de phase 60, d'un filtre 61 et d'un filtre 62. Dans l'exemple de réalisation représen- té, le générateur est un oscillateur commandé en tension (VC0) 54 qui génère des ondes électromagnétiques dans le domaine HF. Comme cela apparaît clairement, le détecteur de phase 60, le filtre 61 et l'oscillateur 54 forment un circuit de réglage de phase (PLL). Les microondes venant de l'antenne 52 doivent être adaptées au circuit de régla- ge de phase dans les convertisseurs de fréquence 55 et 56. L'antenne 52 de l'obus 50 et le générateur 54 sont reliés- à un mélangeur 53 de façon que leurs signaux de sortie (en partie après conversion de fréquence) alimentent le mélangeur 53. Un filtre 62 et un commutateur analogique 59 sont reliés à la sortie 53A du mélangeur 53. Le circuit de réglage de phase assure la synchronisation du générateur 2 du char 1 et du générateur 54 du poste 50 peu avant le tir de l'obus 50. Les commutateurs analogiques 57-59 assurent qu'avant le tir, pendant la synchronisation, au- cun signal ne soit appliqué à ltintégrateur (compteur) 64. Cette commutation se fait par le convertisseur d'accéléra- tion 63. La sortie 53A du mélangeur 53 est re- liée à un compteur 64 servant d'intégrateur. Un comparateur 65 est relié à la sortie 64A de l'intégrateur 64. La secon- de entrée du comparateur 65 est reliée à une mémoire 66. Celle-ci est suivie par une installation de programmation 67 qui inscrit les données d'information dans la mémoire 66 par émission radio. La sortie 65A du comparateur 65 est reliée à un déclencheur 67 prévu pour déclencher l'obus 50. Le procédé selon l'invention et le fonctionnement du circuit seront décrits ci-après: Dans l'obus 50 destiné à être tiré par le char 1, il faut activer la fusée-amorce aussi près que possible de la cible à atteindre pour avoir une sécu- rité de tir optimale. A cet effet, on génère des micro- ondes à l'aide du générateur 2 qui sont émises vers l'obus 50. Après le tir de l'obus 50, les micro-ondes générées par le générateur 2 sont reçues par l'antenne 52 pour être appliquées au mélangeur 53. En même temps, le mélangeur 53 reçoit les micro-ondes de l'oscillateur 54 apres conversion par le convertisseur de fréquence 56. Le mélangeur 53 et le filtre 62 sont réalisés de façon à former des signaux Doppler à partir des micro-ondes provenant de l'antenne 52 et de l'oscillateur 54. Les commutateurs 57 et 58 sont ainsi ouverts; le commutateur 59 est fermé. Lorsqu'au tir de l'obus 50 et pendant que celui décrit sa trajectoire, le char est au repos et s'il en est de même de la-cible visée, le signal Doppler obtenu à la sortie du filtre 62 est directement proportionnel à la vitesse de l'obus 50. Si l'on intègre les impulsions de ce signal à l'aide de l'intégrateur 60, l'amplitude du signal à la sortie 64A de l'intégrateur 64 est une mesure exacte de la trajectoi- re parcourue par l'obus 50. Le signal de sortie de l'inté- grateur 64 est comparé au contenu de la mémoire 66. Peu avant le tir de l'obus 50, la mémoire reçoit la distance connue à cet instant entre le char et la cible visée, par l'intermédiaire des antennes 68 et 69 et de l'installation de programmation 67. Si le comparateur 65 constate l'éga- lité entre les deux signaux qu'il reçoit, il actionne le déclencheur 67. Si contrairement à l'hypothèse ci- dessus, le char 1 d'o est tiré l'obus 50 n'est pas immo- bile mais se déplace à une certaine vitesse Vp, il faut que le signal émis par le générateur 2 du char tienne compte de ces conditions. Dans l'hypothèse o le char et la cible visée sont immobiles, l'obus 50 reçoit un signal de micro-ondes à fréquence f = f(1(VG/C)). Dans cette relation f représente la fréquence du signal de micro-ondes généré par le géné- la fréquence du signal de micro-ondes généré par le géné- 2642832i rateur 2 et V0 est la vitesse de l'obus 50. Dans l'hypothèse o le char 1 n'est pas au repos mais se déplace à une vitesse V p O, l'obus P reçoit un signal de fréquence: fe= f (1 -(VG - Vp) /C) Cette équation est identique à l'équa- tion suivante: f Lf fs (1 - (VG - Vp)/c) Pour compenser l'influence de la vi- tesse du char sur la fréquence reçue par l'obus 50, il faut diminuer la fréquence fs du générateur 2 jusqu'à ce que Lf soit égal à zéro. La dernière équation ci-dessus peut également s'écrire comme suit: (f f) = (f - f) '(1 - (VG - Vp)/c) s p Si dans cette équation, on fait ten- dre Lf vers zéro et si l'on résout l'équation en Af, on obtient. l'équation suivante: f V Lf -fs p Lf: s c (1 -(VG - Vp)/c) p VG - V Comme le quotient P est très c inférieur à 1, on obtient ainsi pour Lfs: f * V f s p s c Cette grandeur Lfs représente la va- riation de fréquence dont il faut modifier la fréquence du générateur 2 pour supprimer l'influence de la vitesse 2642832. g0 du char d'assaut Vp sur le signal émis par le char 1 vers l'obus 50. Si l'obus 50 n'est pas tiré de façon que la direction de vol de l'obus soit dans le prolonge- ment de la direction de déplacement du char, il faut en tenir compte dans l'équation ci-dessus. On peut alors écrire pour la vitesse \: p * cos ( h On obtient ainsi l'équation suivante pour Lf5: f* Vp * cos s c On obtient l'équation ci-dessus en supposant que la cible tirée par l'obus 50 est au repos. Dans l'hypothèse contraire, il faut tenir compte de la vitesse de la cible. On obtient alors l'équation suivante pour Lfs: fs (Vp * cos h Vzcos') hf s c Dans cette équation, Vz représente la vitesse de la cible visée (non représentée ici), Y' est l'angle entre le tube du canon du char et la direction de déplacement de la cible. Pour générer le signal de tension né- cessaire à la modification de la fréquence fs du générateur on utilise le circuit 3 représenté à la figure 2. L'instal- lation de mesure de vitesse 4 mesure la vitesse de déplace- ment du char; le signal de mesure est transformé par le convertisseur 10 en un signal de tension UP et est appli- qué au multiplicateur 11. La vitesse de la cible est déter- 1 1 minée par l'installation de télémétrie 5 et par le circuit A. Le convertisseur 13 génère le signal de tension UZ. L'installation de mesure d'angle 6 détermine l'angle d'azimut h du tube du canon 1R par rapport à la direction horizontale. A partir de cette valeur, on génère le signal de tension UW et on applique ce signal à la seconde entrée du multiplicateur 11. Si l'angle du tube de canon 1R par rapport à l'horizontale est égal à 0 , l'entrée du multi- plicateur 11 reçoit la valeur 1. Le signal de sortie du multiplicateur 11 correspond alors à son signal d'entrée, cela signifie UP = UM. Les signaux de tension UZ et UM à la sortie du convertisseur 13 et à la sortie du premier multiplicateur 11 sont appliqués aux deux entrées du cir- cuit de différence 14. Si la cible tirée par l'obus 50 est au repos, le signal de tension à la sortie du circuit de différence 14 est identique au signal de sortie du mul- tiplicateur 11. Lors du tir de l'obus 50, on transforme la fréquence du générateur 2 à l'aide du convertisseur 18 en un signal de tension UF et on applique ce signal à la mé- moire 16. Le contenu de la mémoire 16 peut être appliqué au second multiplicateur 15. Si on dispose du signal UD à la sortie du circuit de différence 14, ce signal comman- de le multivibrateur monostable 17 qui agit sur la mémoire 16 de façon que celle-ci transfère son contenu au second multiplicateur 15 qui reçoit également le signal de ten- sion UD du circuit de différence 14. Le multiplicateur 15 forme le produit UM à partir du signal de tension UD et du signal de tension UF résultant de la fréquence du géné- rateur 2; ce produit est appliqué à l'entrée du diviseur 19. Le diviseur 19 reçoit également du générateur de gran- deur de consigne 20 un signal de tension UC proportionnel à la vitesse de la lumière. Le diviseur 19 forme le quo- tient des signaux de tension UM et UC, signaux qui repré- sentent le signal de tension UG. Ce signal de tension est appliqué à l'entrée de commande du générateur 2. Ce signal est pro- portionnel à la variation de fréquence Lfs dont il faut modifier la fréquence fs du générateur 2 pour que le signal envoyé à l'obus 50 simule un char et une cible immobiles. Le signal fourni par le générateur 2 est émis par l'ampli- ficateurémetteur 21 et l'antenne 22. Pour que l'obus 50 ne puisse être dérangé par les micro-ondes de fréquence f réfléchies par le sol ou par tout autre obstacle, l'an- s tenne d'émission 22 montée sur le char et l'antenne de réception 52 de l'obus sont des antennes à polarisation circulaire tournant à gauche ou à droite. L'antenne 22 du char 1 peut être montée par exemple au voisinage de l'ins- tallation de télémétrie 5 sur la plate-forme de stabilisa- tion. Si l'antenne 22 est montée près du tube 1R ou sur ce tube 1R du char 1, il faut tenir compte de la vitesse de recul VR du tube du canon dans le signal de tension UG commandant le générateur 2, de manière analogue à la super- position indiquée ci-dessus. Dans ce cas, le circuit 3 doit comporter en plus au moins un dispositif de mesure de la vitesse VR et un convertisseur fréquence/tension (non re- présentés ici). R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé pour activer un poste volant (50) tiré vers une cible à partir d'un poste de base (1) fixe ou mobile, et qui est activé par des signaux émis par le poste de base (1) lorsque le poste volant atteint la cible, procédé caractérisé en ce que le poste de base mobile (1) ne génère ct n'émet que des signaux transmettant au poste volant (50) des informations indiquant que le poste de base (1) et la cible sont immobiles même lorsque le pos- te de base et/ou la cible se déplacent. 2 0 Circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour former la différence entre la vitesse de la cible et celle du poste de base (1), il est prévu un circuit de différence (14) dont la sortie est reliée à un second multiplicateur (15) et dont la seconde entrée de signal est reliée à une mémoire (16) contenant la fréquence instantanée (fs) d'un générateur (2), en ce que la sortie du second multiplica- teur (15) est reliée à un diviseur (19) qui est relié à un générateur de grandeur de consigne (20) dans lequel est mis en mémoire un signal de tension (UC) proportionnel à la vi- tesse de la lumière et en ce que le signal de tension (UG) formé par le diviseur (19) est appliqué au générateur (2). 3 ) Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour déterminer la vitesse du char, il est prévu une installation de mesure de vitesse (4) qui est suivie par un premier convertisseur (10) formant un signal de tension (UP) proportionnel à la vitesse (V p) du P char. 4 ) Circuit selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par une installation de mesure d'angle (6) pour déterminer l'angle cph du tube du canon (1R) du char par rapport à la direction horizontale, circuit dont le signal de sortie est appliqué à un second convertisseur (12), la sortie de ce second convertisseur (12) étant reliée à un premier multiplicateur (11) dont la seconde entrée est reliée au premier convertisseur (10). ) Circuit selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par une installation de télémétrie (5) avec un circuit (5A) pour déterminer la vi- tesse d'une cible mobile et le signal de vitesse est appli- qué à un troisième convertisseur (13), la sortie du troi- sième convertisseur (13) et celle du premier multiplicateur (11) étant reliées aux entrées de signal du circuit de dif- férence (14). 6 ) Circuit selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par un quatrième conver- tisseur (16) relié à une sortie d.e signal du générateur (2), convertisseur dont le signal de tension (UF) est appli- qué à une mémoire (16), en ce que la sortie de la mémoire (16) est reliée à un second multiplicateur (15) et en ce qu'un multivibrateur monostable (17) est relié à l'entrée de commande de.la mémoire (16), l'entrée de signal du mul- tivibrateur monostable (17) recevant le signal de tension (UD) formé par le circuit de différence (14). 7 ) Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par au moins un autre dispositif de-mesure de vitesse et un convertisseur fré- quence/tension pour tenir compte de la vitesse de recul (VR) du tube du canon. ) Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins l'an- tenne de réception (52) et l'antenne d'émission (22) sont réalisées sous la forme d'antennes à polarisation circulai- re à rotation à gauche ou à droite.