Brevet FR2660994A1 — publié le 19911018

L'invention concerne un dispositif de détection infrarouge porté par un engin qui tombe vers le sol en tournant autour de son axe avec une inclinaison donnée, le dit dispositif étant destiné à déclencher la mise à feu de l'engin lorsqu'il détecte une source d'émission infrarouge d'un type déterminé. Les engins dont il est question ici sont notamment des obus antichars largués d'un missile. La combinaison du mouvement de chute de l'engin et de sa rotation autour de l'axe de chute avec une incli- naison constante permet la surveillance d'une zone cir- culaire dont le diamètre dépend de l'altitude à laquelle commence la surveillance et de l'angle d'inclinaison. Bien entendu, la mise à feu ne doit être déclenchée que lorsqu'une source du type recherché est détectée. Or des sources infrarouges de divers types peuvent se trouver dans la zone balayée, et agir comme des leurres pour déclencher une mise à feu intempestive. L'invention a pour but d'éliminer les détections émanant de sources autres que les sources recherchées, afin d'éviter une mise à feu intempestive de l'engin. Le dispositif selon l'invention, qui comprend au moins un détecteur infrarouge sensible à l'émission infrarouge des dites sources et un dispositif amplifica- teur relié à la sortie du détecteur, est caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif à seuil qui arrête le signal issu du dispositif amplificateur si celui-ci est inférieur à un seuil qui varie sensiblement comme l/d, d étant la distance de l'engin au sol, et un moyen pour inhiber la mise à feu en cas de saturation du dispositif amplificateur. Comme on ne s'intéresse qu'à des sources d'un type bien précis, on connaît approximativement le niveau d'émission dans la bande spectrale du détecteur et doue le niveau du signal de sortie du détecteur correspondant à la détection d'une source de ce type L'invention définit alors une "fenêtre" de niveau à l'extérieur de laquelle les signaux de détection ne sont pas pris en compte. La limite inférieure de cette fenêtre, constituée par le seuil précité, varie comme l'inverse du carré de la distance au sol d Ceci permet d'adapter le seuil au niveau moyen du signal de détection, étant donné que le rayonnement d'une source infrarouge se propage sui- vant une loi en l/d 2. Pour définir la limite supérieure, on fait en sorte que la plage de linéarité du dispositif amplificateur englobe la plage de niveau attendue pour un signal cor- respondant à la détection d'une source du type recherché. Donc, la saturation du dispositif amplificateur corres- pond à la détection d'une source parasite de rayonnement intense, et en prenant en compte la saturation, on peut éliminer l'influence de ces sources parasites. De façon avantageuse, il est prévu deux détecteurs sensibles dans des bandes spectrales décalées, et des moyens pour comparer les signaux de sortie des détec- teurs et pour inhiber la mise à feu si le résultat de la comparaison ne remplit pas une condition déterminée. On utilise ici le fait qu'on connait approximative- ment le spectre d'émission des points chauds précités. On peut donc établir une relation entre les niveaux des signaux correspondant à des bandes spectrales décalées, et vérifier si cette relation est respectée Dans le cas contraire, la source détectée est une source parasite. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés. Dans les dessins la figure 1 montre en coupe axiale le dispositif de détection. la figure 2 montre le dispositif de détection en coupe transversale, selon le plan II-II de la figure 1. la figure 3 est le schéma du circuit relié aux détecteurs. la figure 4 est un diagramme des temps correspon- dant à une partie du circuit de la figure 3. Le dispositif représenté est fixé sur un engin du type obus antichar largué d'un misile et muni d'un para- chute de façon à tomber à vitesse constante L'engin est conçu pour tomber en tournant autour de la verticale à une vitesse constante, par exemple de 10 tours par seconde, et est incliné d'un angle donné, égal par exem- ple à 300, par rapport à la verticale. Le dispositif comprend un bottier tubulaire 1 por- tant une pupille d'entrée 2 transparente aux rayonnements a détecter et deux détecteurs 3 et 4 placés au voisinage de l'axe de la pupille 2 Le détecteur 3 est sensible dans la bande 1,8 2,5 1 wm, et est en Pb S, et le détec- teur 4 est sensible dans la bande 3 5 em et est en Pb Se Bien que cela n'apparaisse pas sur le dessin, les détecteurs 3 et 4 sont placés dans des plans axialement décalés pour tenir compte de ce que la distance focale de la pupille 2 varie avec la longueur d'onde du rayon- nement considéré. Compte tenu du mouvement de chute de l'engin et de sa rotation autour de la verticale avec une inclinaison constante, la projection sur le sol de l'axe optique du dispositif décrit une spirale Compte tenu du champ de la pupille 2 le dispositif assure ainsi la surveillance d'une portion de terrain circulaire dont le diamètre est fonction de l'altitude à laquelle commence la surveil- lance. Le dispositif comporte l'électronique associée aux détecteurs 3 et 4, symbolisée par la carte 5 et qui sera décrite en référence à la figure 3, une pile 6 pour l'alimentation des circuits, un commutateur 6 a et un connecteur 7 qui assure la liaison avec les organes de commande de l'engin Le dispositif de détection ne com- mence à fonctionner qu'à partir de la réception d'un ordre de l'engin, émis à une altitude déterminée, qui agit sur le commutateur 6 a Dans l'autre sens, le dispositif adresse à l'engin un ordre de mise à feu lorsqu'il détecte une source infrarouge dont l'émission correspond à des critères déterminés et peut de ce fait être identifiée comme étant un char avec un très faible risque d'erreur. On voit sur la figure 3 le détecteur 3 en Pb S et le détecteur 4 en Pb Se Compte tenu de leur décalage angulaire par rapport à l'axe optique, les deux détec- teurs ne sont pas éclairés en même temps par une source, le détecteur 3 en Pb S étant éclairé avant le détecteur 4 en Pb Se. Le signal de sortie du détecteur 3 est appliqué à une voie A comprenant un préamplificateur 8, un amplifi- cateur écrêteur 9 et un filtre passe-bas 10 De façon analogue, une voie B comprenant un préamplificateur 11, un amplificateur écrêteur 12 et un filtre passe-bas 13 est associée au détecteur 4 en Pb Se. Le signal de tension VA issu de la voie A est appli- qué à un comparateur 14, qui délivre un signal en cré- neau IA si la tension V: est supérieure à une tension de seuil Vh fournie par un générateur 15. Ce générateur comprend deux intégrateurs 16 et 17 en cascade dont l'initialisation est commandée par une impulsion RAZ qui est appliquée lorsque le commutateur 6 a est actionné par l'ordre précité émis par l'engin Le générateur 15 produit donc, à partir de la tension cons- tante qui lui est appliquée, une tension ayant un terme proportionnel à t 2, t étant le temps écoulé à partir de l'envoi de l'impulsion RAZ. Comme l'engin tombe à vitesse constante, la distance qu'il parcourt est proportionnelle au temps et on peut admettre avec une approximation suffisante que l'altitude de l'engin, et donc la distance du détecteur au sol, sont proportionnelles à 1/t. Par conséquent, la tension seuil VR fournie par le générateur 15 varie approximativement comme l/d 2, c'est- à-dire comme le niveau du signal de détection d'une source donnée La tension de seuil est ainsi adaptée en permanence au niveau du signal fourni par le détecteur. Le signal de la voie B est de même comparé à la tension de seuil VR dans un comparateur 18, qui délivre un signal en créneau IB si la tension VB est supérieure à VR Comme le montre la figure 4, le signal IA est en avance sur le signal IB' pour la raison indiquée plus haut liée à la disposition des détecteurs 3 et 4. L'impulsion IA est appliquée à un monostable 19 qui fournit un signal en créneau IM d'une durée telle que son front de descente est postérieur au front de des- cente du signal I Le signal IM autorise le fonctionnement de deux détecteurs de crête 20 et 21 qui reçoivent respectivement les signaux des voies A et B issus des filtres 10 et 13. Les détecteurs de crête 20 et 21 mesurent les valeurs crête de ces signaux et les gardent en mémoire jusqu'au front de descente du signal Im* Les signaux de sortie CA et CB des détecteurs 20 et 21 sont appliqués à un bloc comparateur 22 comprenant à son entrée des diviseurs réglables Le bloc comparateur 22 compare ainsi les tensions et VWE dérivées des signaux C et C et sa A B A B sortie S est à l'état logique 1 si VA > V* et à l'état O A B si V > VA. Le spectre d'émission des sources à détecter, en l'occurrence des chars, est tel que VB > VA, et si cette condition n'est pas remplie, la source détectée doit être considérée comme parasite. Les signaux VA et V 3 représentés en trait plein sur A B la figure 4 remplissent cette condition, tandis que les signaux représentés en trait pointillé correspondent à la détection d'une source parasite La sortie S du bloc comparateur 22 est représenté dans les deux cas sur la figure 4. La sortie du bloc comparateur 22 et celle du mono- stable 19 sont appliquées à une porte ET inversée 23 qui est donc à l'état O pendant la durée du signal IM si la source détectée est une source parasite. La sortie de la porte 23 est reliée par l'intermé- diaire d'une porte ET 24 à une bascule 25 qui est reliée à la sortie du comparateur 18 et qui délivre un ordre de mise à feu de ltengin MAF si la tension V est supé- rieure au seuil et si la porte 24 est à l'état 1. Le front de descente du signal IB sert ainsi de synchronisation pour la commande de mise à feu. L'autre entrée de la porte 24 est reliée à un dé- tecteur de saturation comprenant un comparateur 26 dont les entrées sont reliées aux sorties des préamplifica- teurs 8 et Il et dont la sortie est reliée à une bascule 27 Si l'une des tensions de sortie des préamplificateurs devient supérieure à un seuil correspondant à la satu- ration, la sortie de la bascule 27 passe à l'état O et bloque la porte 24 On empêche ainsi la prise en compte de sources parasites de forte intensité. REVENDICATIONS 1 Dispositif de détection infrarouge porté par un engin qui tombe vers le sol en tournant autour de son axe avec une inclinaison donnée, le dit dispositif étant destiné à déclencher la mise à feu de l'engin lorsqu'il détecte une source d'émission infrarouge d'un type déterminé, le dispositif comprenant au moins un détecteur infrarouge sensible à l'émission infrarouge des dites sources et un dispositif amplificateur relié à la sortie du détecteur, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif à seuil qui arrête le signal issu du dispositif amplificateur si celui-ci est infé- rieur à un seuil qui varie sensiblement comme l/d 2, d étant la distance de l'engin au sol, et un moyen pour inhiber la mise à feu en cas de saturation du disposi- tif amplificateur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé par le fait que, dans le cas o l'engin tombe à une vitesse constante, le seuil est fourni par un générateur comprenant deux intégrateurs en cascade et varie ainsi comme t, t étant la durée d'intégration. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est prévu deux détec- teurs sensibles dans des bandes spectrales décalées, et des moyens pour comparer les signaux de sortie des détecteurs et pour inhiber la mise à feu si le résultat de la comparaison ne remplit pas une condition déter- minée.