Brevet FR2653231A1 — publié le 19910419

La présente invention concerne un dispositif destiné à produire des impulsions de référence pour la détermination de la position en roulis d'un missile tournant autour de son axe longitudinal, des ondes polarisées de façon linéaire étant émises par un dispositif émetteur, relié au dispositif de lancement du missile, lesquelles ondes sont reçues par un dispositif détecteur de réception. Pour la correction de la trajectoire de projectiles balistiques, en particulier avec guidage par faisceau ou par télécommande, il est nécessaire de connaître précisément la position en roulis par rapport à la trajectoire. La correction s'effectue fréquemment par une transmission d'impulsions, orientée une ou plusieurs fois, au moyen d'un générateur d'impulsions approprié (impulsion pyrotechnique, capteur de gaz chauds - froids, etc.). Pour une correction précise d'impulsions, on a besoin d'une marque de référence (impulsion de référence) qui fixe l'angle actuel entre la direction du générateur d'impulsions et le plan de référence. Pour les projectiles volants non balistiques (fusées) par exemple, la marque de référence peut être définie par la position/orientation de l'accélération terrestre et être déterminée expérimentalement, au moyen de capteurs d'accélération, de micro-pendules, etc. Ce procédé ne peut être appliqué aux missiles et projectiles à trajectoire balistique, car ceux-ci volent en apesanteur et dans cet état il n'est pas possible de mesurer les forces pour déterminer l'orientation de l'accélération terrestre. Par l'US 4.347.996 on sait mesurer la position de roulis, à l'aide de rayonnements polarisés. Mais ce dispositif connu ne permet pas de déterminer la position de roulis, de façon univoque, car la seule utilisation du procédé de polarisation garantit uniquement la définition d'un plan de référence, du fait de l'ambivalence du signal de sortie. Ce procédé ne permet de mesurer que le taux de roulis. Enfin, par 1i'US 4. 328.938 on connaît un dispositif destiné à déterminer la position de roulis et dans lequel on utilise un détecteur magnétique et un détecteur électrostatique. Ce dispositif a pour incon- vénient que la mesure nécessaire du champ électrostatique terrestre est extrêmement compliquée et imprécise. Un procédé de ce type ne peut pas être utilisé dans la pratique car les intensités de champ qui se produisent peuvent parfois être très faibles. Ceci conduit, en règle générale, à des erreurs intolérables dans la détermination de la position de roulis. Partant de l'US 4.347.996, la présente invention se propose donc d'indiquer un dispositif destiné à produire des marques ou des impulsions de référence pour déterminer avec précision la position de roulis de projectiles volants balistiques. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que - un dispositif, destiné à déterminer les valeurs maximales du signal du détecteur de réception, est monté en aval du dispositif détecteur de réception; - un détecteur de champ magnétique, permettant de déterminer la direction du champ magnétique terrestre, est monté dans le missile; - un dispositif, destiné à déterminer des valeurs de fenêtre de temps, est monté en aval du détecteur de champ magnétique, la plage de temps entourant la valeur maximale ou minimale respective du signal de sortie du détecteur de champ magnétique, étant utilisée comme valeurs de fenêtre de temps; - on prévoit un dispositif permettant de procéder à une opération ET entre les signaux de valeur maximale et les valeurs de fenêtre de temps, les signaux de sortie du dispositif étant utilisés comme impulsions de référence. L'invention repose donc sur l'utilisation combinée d'un rayonnement polarisé, tel qu'il est de toute façon nécessaire pour le guidage par faisceau de projec- tiles, en tenant compte de l'orientation du champ magnéti- que terrestre (pour la décision haut/bas). Celui-ci est déterminé au moyen d'un détecteur de champ magnétique se trouvant dans le projectile. Divers autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un char blindé avec téléguidage par faisceau optique d'un projectile; la figure 2 représente un dispositif à laser pour le téléguidage par faisceau et détermination de la position de roulis; la figure 3 représente un premier exemple d'un dispositif suivant l'invention destiné à déterminer des signaux de référence de la position de roulis; les figures 4a à 4e représentent des diagrammes de signaux correspondant à la figure 3 pour expliquer l'invention et la figure 5 représente un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un char blindé qui comporte un dispositif à laser 2. Ce dispositif à laser se trouve sur une plate-forme 3 stabilisée en position. La référence 4 désigne un missile qui comporte un dispositif détecteur 5. Le plan de polarisation des ondes émises par le laser 2 et qui est fixe du fait de la position stable de la plate-forme 3, est désigné par 6. Sur la figure 2, les composants du dispositif à laser 2 sont représentés encore une fois de manière schématique. Le dispositif à laser 2 est essentiellement constitué du laser 20 proprement dit, d'une lentille 21 pour l'élargissement du faisceau ainsi que d'un filtre de polarisation pour définir le plan de polarisation 6. Le plan de polarisation est fixe et est garanti par la plate- forme 3 stabilisée (figure 1). La figure 3 représente le dispositif détecteur 5 ainsi qu'un détecteur de champ magnétique 10 et un circuit 11, pour la détermination des signaux de référence de position de roulis. Le dispositif détecteur est constitué pour l'essentiel d'une lentille 7 de focalisation des rayons laser, d'un filtre de polarisation 8 et d'un détecteur de lumière laser 9. Le détecteur de lumière laser 9 est relié à l'entrée 14 d'une porte ET 15, par un amplificateur 12 et un détecteur de valeur maximale 13. Le détecteur de champ magnétique 10 est également relié à une entrée 14' de la porte ET 15, par un amplificateur 16 et par un comparateur 17. Il est important que le détecteur de champ magnétique soit placé dans le projectile 4 de manière que les lignes du champ magnétique terrestre soient coupées sous un angle fini c'est-à-dire non parallèle au champ. En outre, le plan du détecteur de champ magnétique, sensible au champ et le plan du filtre de polarisation doivent coïncider. Le fonctionnement du circuit de la figure 3 est décrit ci-après plus en détail en référence à la figure 4. Etant donné que le plan de polarisation 6 est maintenu constant et que le filtre de polarisation 8 tourne avec le projectile, on a, à l'entrée du détecteur de lumière laser, un signal d'intensité lumineuse qui a la forme: I (t) = Io. cos2 (1) avec t = W t, W étant la vitesse angulaire du projectile, t le temps et Io. le maximum du signal que l'on obtient lorsque les plans des deux filtres de polarisation 22 (figure 2) et 8 (figure 3) coïncident. A la sortie du détecteur de lumière laser 9, on a donc un signal de tension 30 correspondant qui est représenté sur la figure 4a. Le signal obtenu à la sortie du détecteur de lumière laser 9 est amplifié à l'aide de l'amplificateur 12 et envoyé au détecteur de valeur maximale 13. Sur la figure 4b on a reproduit le signal de valeur maximale 31 (séquence d'impulsions) que l'on obtient à la sortie du détecteur de valeur maximale 13 et qui est envoyé à l'entrée 14 de la porte ET 15. La figure 4c donne la courbe de tension 32 à la sortie du détecteur de champ magnétique 10, en vue de la détermination de l'orientation du champ magnétique terrestre. Par suite de la rotation, on a un signal de sortie qui a la forme: U (H, t) = Uo. cos (+ 8). (2) L'angle 8 dépend de l'orientation du champ magnétique terrestre et de l'orientation du projectile. Suivant l'orientation du projectile, il donne donc lieu à un terme de phase entre l'équation (1) et l'équation (2). Le signal de sortie du détecteur de champ magnétique 10 est envoyé au comparateur 17, par l'amplifi- cateur 16, en vue de la détermination du signe du champ magnétique puis à l'entrée 14' de la porte ET 15. La figure 4d représente les signaux de sortie 33 du comparateur 17 ou les signaux se trouvant à l'entrée 14'. Le comparateur 17 forme donc des valeurs de fenêtre de temps. A cet effet on applique une tension de valeur de seuil constante, à l'une des entrées du comparateur 17. Si l'on envoie à l'autre entrée du comparateur le signal 32 du détecteur de champ magnétique 10, on obtient à la sortie une valeur de tension constante aussi longtemps que la tension de valeur de seuil n'est pas atteinte. A la sortie 18, il se forme des impulsions de référence qui définissent une position univoque du projectile (haute ou basse). Ces signaux sont représentés sur la figure 4e. On n'a pas représenté l'éventuel déphasage 9 des signaux de sortie des deux canaux du détecteur. L'invention ne se limite évidemment pas à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. Au lieu d'un dispositif de mesure optique, on peut utiliser par exemple aussi un dispositif de mesure d'ondes millimétriques. Au lieu du dispositif à laser 2, il faut dans ce cas utiliser une antenne d'ondes millimétriques qui émet directement des ondes polarisées linéaires ou est reliée, à l'aide d'un filtre de polarisation supplémentaire. Il faut équiper de même le dispositif détecteur de réception 5 et utiliser un détecteur d'ondes millimétriques, au lieu du détecteur de lumière laser. La figure 5 représente un autre exemple de réalisation de l' invention dans lequel le détecteur de valeur maximale, le comparateur et la porte ET sont remplacés par un microprocesseur. Dans ce cas, les signaux de détecteur de réception 9 sont amplifiés à nouveau dans un amplificateur 12, puis numérisés dans un convertisseur analogique/numérique 40 et envoyés au microprocesseur 41. Les signaux du détecteur de champ magnétique 10 sont eux- aussi tout d'abord amplifiés dans l'amplificateur 16 puis numérisés dans un convertisseur analogique/numérique 42 et également envoyés au microprocesseur 41. La détermination proprement dite de la valeur maximale, la détermination de la valeur de fenêtre et l'opération ET sont effectuées par le programme du microprocesseur 41. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à produire des impulsions de référence (34) pour la détermination de la position de roulis d'un missile (4) tournant autour de son axe longitudinal, des ondes polarisées de façon linéaire étant émises par un dispositif émetteur (2), relié au dispositif de lancement (1) du missile (4), lesquelles ondes sont reçues par un dispositif détecteur de réception (5), caractérisé par les caractéristiques suivantes: - un dispositif (13; 41), destiné à déterminer les valeurs maximales (31) du signal du détecteur de réception (30), est monté en aval du dispositif détecteur de réception (5); - un détecteur de champ magnétique (10), permettant de déterminer la direction du champ magnétique terrestre, est monté dans le missile (4); - un dispositif (17; 41), destiné à déterminer des valeurs de fenêtre de temps, est monté en aval du détecteur de champ magnétique (10), la plage de temps entourant la valeur maximale ou minimale respective du signal de sortie (32) du détecteur de champ magnétique (10), étant utilisée comme valeurs de fenêtre de temps (38); on prévoit un dispositif (15, 41) permettant de procéder à une opération ET entre les signaux de valeur maximale (31) et les valeurs de fenêtre de temps (33), les signaux de sortie du dispositif (15, 41) étant utilisés comme impulsions de référence. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif émetteur (2) est constitué essentiellement d'un laser (20) et d'un filtre de polarisation (22). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs (13; 17; 15), destinés à déterminer les valeurs maximales des valeurs de fenêtre de temps et l'opération ET, sont des composants matériels (détecteur à valeur maximale, comparateur, porte ET). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs (13; 17; 15), destinés à déterminer les valeurs maximales, les valeurs de fenêtre de temps et l'opération ET, sont réalisés par un microprocesseur (41).