Brevet FR2736148A1 — publié le 19970103

L'invention concerne une fusée de proximité à radar, de préférence pour la lutte antiaérienne, y compris contre des objectifs volant très bas. Avec les fusées de proximité modernes, en particu- lier pour des projectiles à gerbe ou cône d'éclats étroit la mise à feu doit s'effectuer très exactement selon la prescription ou loi de mise à feu sinon les éclats passent devant l'objectif. On réalise cette précision de préférence par une exploitation purement basée sur la fréquence, par évaluation des demi-ondes Doppler. Comme cette évaluation s'effectue dans le champ proche (de l'antenne) et de surcroît sur un corps en mouvement, le signal renvoyé par la cible est fortement affaibli par des interférences dues au déplacement de "points de brillance" (glint). Au cas o un affaiblissement ou un évanouissement du signal provenant de la cible s'accompagne d'in- fluences d'échos du sol, ou dans le cas d'un mélange du signal de la cible et d'un écho du sol, l'écho du sol risque de déclencher préma- turément la mise à feu de la fusée. L'invention vise à empêcher dynamiquement la mise à feu - commandée par la mesure de fréquence - en fonction du signal parasite en cas d'affaiblissement ou d'évanouissement du signal de la cible. Ceci afin d'éviter largement les mises à feu indésirées car prématurées et de faire en sorte que la fusée fonctionne exclu- sivement selon la prescription de mise à feu. Selon l'invention, une fusée de proximité à radar est essentiellement caractérisée en ce que les signaux de réception sont surveillés en permanence en amplitude et, pour l'autorisation de mise à feu, il est vérifié si, à partir d'une valeur moyenne déterminée à la surveillance, une croissance de signal préfixée due à l'approche d'un objectif est atteinte. et en ce qu'un bloqueur d'interférence est prévu pour empêcher la mise à feu prématurée due à des affaiblissements par interférence des-signaux de réception, ce bloqueur empêchant le déclenchement de la mise à feu dès que la croissance du signal produite à l'approche de l'objectif est inter- rompue pendant un temps minimal préfixé. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'entrée du bloqueur d'interférence est reliée en parallèle avec un circuit déterminateur du point de mise à feu au canal de récep- tion de signal et la sortie du bloquaeur d'interférence est connec- tée à la sortie de ce circuit à travers un élément ET; - le bloqueur d'interférence contient à l'entrée un redresseur - de préférence d'un redresseur actif - qui redresse les signaux de réception démêlés, les signaux redressés sont envoyés par deux canaux à un comparateur, les deux canaux contenant chacun un passe- bas de filtrage de la tension d'entrée du comparateur, les passe- bas ayant toutefois des constantes de temps différentes, l'un des deux canaux contient en plus une source de tension de polarisation de valeur ohmique élevée par rapport à la sortie du redresseur, qui représente un seuil de base pour le comparateur à la sortie du canal considéré, l'autre des deux canaux contenant en plus un atténuateur qui est dimensionné de manière que les tensions de sortie des canaux se différencient d'un facteur donné - de préfé- rence du facteur 2 environ -,la constante de temps du passe-bas situé dans le même canal que l'atténuateur a été choisie plus petite d'une valeur donnée que la constante de temps du passe-bas dans l'autre canal et le canal de sortie du comparateur empêche le déclenchement de la mise à feu tant que les tensions de sortie appliquées au comparateur des deux canaux ne se différencient pas du facteur donné; - le passe-bas ayant la plus grande constante de temps est dimensionné de manière que sa tension de sortie moyenne puisse suivre les signaux d'échos du sol, variant comparativement lentement en rai- son de la trajectoire tendue du projectile, mais qui ne puisse pas suivre la croissance rapide du signal de l'objectif à l'approche de celui-ci, et le passe-bas avec la plus petite constante de temps est dimensionnée de manière que sa tension de sortie moyenne puisse suivre de façon ralentie la croissance du signal de l'objectif; - la source de tension de polarisation est formée d'un diviseur de tension ohmique, de valeur ohmique élevée par rapport à la sortie du redresseur qui est connecté à la source de tension d'alimen- tation, et le rapport de division du diviseur de tension est choisi conformément audit seuil de base; - le redresseur comporte une diode, un amplificateur différentiel et deux résistances ohmiques, l'entrée de référence de l'amplifi- cateur étant reliée au point de connexion entre les deux résis- tances du redresseur, dont l'une est située côté masse du diviseur de tension et l'autre est reliée par son extrémité libre à la sortie de l'amplificateur à travers la diode, dont l'anode est dirigée vers la sortie de l'amplificateur. Le bloqueur d'interférence prévu selon l'invention peut être constitué par un amplificateur régulateur dont la fré- quence limite dans la branche de réaction est fixée en conséquence. L'invention part donc de la constatation que des mises à feu ont lieu avant le point de mise à feu idéal dans cer- taines situations de cible avec les fusées de proximité connues. Des simulations ont montré que ces mises à feu prématurées sont causées le plus souvent par des effacements de signal par réflexion multiple sur la cible (évanouissement ou brouillage interférentiel). La fusée selon l'invention reconnaît les évanouis- sement ou brouillages par interférence quelle que soit la grandeur de l'écho du sol, et empêche, pendant qu'ils se produisent, des mises à feu intempestives susceptibles d'être provoquées par l'écho dominant du sol. La grandeur de l'écho du sol dépend de la nature du terrain survolé et de l'altitude de vol du projectile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exem- ples de réalisation avantageux. Selon le schéma synoptique de figure 1, le signal HF produit par l'étage émission/réception 2 est rayonné par l'antenne 1, renvoyé par l'objectif et/ou le sol puis reçu de nouveau. Si la distance de l'objectif respectivement du sol est suffisamment petite, le signal renvoyé arrive par l'antenne 1 dans l'étage émission/ réception 2, o a lieu la formation de la fréquence différentielle (signal Doppler) par mélange ou superposition du signal émis et du signal reçu. Le signal Doppler est filtré dans le passe-bande 3 et amplifié dans l'amplificateur 4. Le point optimal de mise à feu est déterminé à l'aide du circuit déterminateur du point de mise à feu 6. La mise à feu ne peut cependant s'effectuer que lorsque le bloqueur d'interférence 5 délivre un second critère de mise à feu à l'élé- ment ET 7. Le signal Doppler amplifié sélectivement qui appa- raît à la sortie de l'amplificateur 4 est redressé par le redresseur actif 8. Le signal Doppler redressé arrive à travers une source de tension de polarisation 12 dans le basse-bas 10. La source 12 (seuil de base) polarise l'entrée négative du comparateur 9 de manière qu'une élévation du signal Doppler égale ou supérieure à 8 dB au- dessus du seuil de système (seuil de réponse du circuit 6 en soi connu pour la détermination du point de mise à feu) soit nécessaire dans l'espace exempt d'écho - l'entrée positive du comparateur 9 est à 0 V - pour que le comparateur 9 réagisse. Le passe-bas 10 pos- sède de préférence une constante de temps de 100 ms. Cette valeur a été choisie pour que le signal Doppler - formé jusqu'à peu avant l'objectif d'échos du sol (clutter) dans le cas de tirs rasants - soit lissé aussi fortement que possible mais qu'il puisse suivre la décroissance de signal Doppler résultant de la diminution de la vitesse du projectile ou de variations dans les échos du sol (par suite de natures de terrain différentes ou de la variation d'altitude en raison de la trajectoire parabolique du projectile). Le rôle de l'atténuateur 13 est d'affaiblir le signal Doppler redressé pour que, après la phase transitoire d'entrée en action, la tension à l'entrée positive du comparateur soit affaiblie à tel point qu'il faut une élévation brusque du signal d'entrée, de préférence une élévation b 6 dB, pour qu'un signal de mise à feu soit produit. La constante de temps du passe-bas 12 est de préférence de 1 ms. Cette valeur a été choisie pour que, en cas de rencontre d'un objectif, il faille à ce passe-bas un certain nombre de périodes Doppler, de préférence dix périodes environ, pour passer par la phase transitoire d'entrée en action à un régime stable. Le comparateur 9 réagit en délivrant un signal de mise à feu si la croissance du signal reçu est suffisamment forte ( Ä6 dB). La figure 2 montre le schéma détaillé d'une forme de réalisation particulièrement avantageuse d'un bloqueur d'inter- férence 5. Une tension de +12 V est appliquée à la borne +UB et la borne M est reliée à la masse. Le signal Doppler arrive par la borne Z, le condensateur CI et la résistance RI à l'entrée positive du circuit intégré ICl.l. La résistance Ri est dimensionnée pour que même le signal Doppler maximal ne puisse pas endommager l'entrée MOS-FET (à dispositif MOS à effet de champ) de ce circuit intégré. La résistance R2 a été choisie de manière que, en coopération avec la résistance Ri, le signal Doppler redressé soit suffisammnent affai- bli pour ne pas être déformé dans le domaine dynamique (régime de volume) prévu. Les composants ICl.l, GRl, R5 et R3 constituent le redresseur actif, dont le gain a été choisi en conformité avec le régime de volume. La diode GR 2 est utile pour la compensation en température. Le diviseur de tension R4/R3 permet de régler le seuil de réponse statique (seuil inférieur) du comparateur IC1.2. Pour que celui-ci puisse réagir, il faut, dans l'espace exempt d'écho, une élévation a 8 dB du signal Doppler au-dessus du seuil de base fixé par le système. La résistance R6 et le condensateur C2 forment le passe-bas I (10) avec la constante de temps de 100 ms. Les résis- tances R7, 58 et le condensateur C3 forment le passe-bas II (11) avec la constante de temps de 1 ms. Le dimensionnement et la fonc- tion de ces passe-bas ont été décrits précédemment. Le diviseur de tension R7/R8 forme l'atténuateur 13. La borne B est un point de mesure. Elle permet de régler le seuil dynamique (de volume) de l'extérieur. La fusée selon l'invention et les exemples de réalisation nullement limitatifs qui viennent d'en être décrits sont prévus en premier lieu pour la lutte antiaérienne mais l'in- vention est applicable aussi à la lutte contre des objectifs ter- restres ou maritimes, contre des navires par exemple. R E V E N D I C A T I O0 N S 1 - Fusée de proximité à radar, de préférence pour la lutte antiaérienne, y compris contre des objectifs volant très bas, caractérisée en ce que les signaux de réception sont surveil- lés en permanence en amplitude et, pour l'autorisation de mise à feu, il est vérifié si, partant d'une valeur moyenne déterminée à la surveillance, une croissance de signal préfixée du- à l'approche d'un objectif est atteinte, et en ce qu'un bloqueur d'interférence (5) est prévu pour empêcher la mise à feu prématurée par suite d'affaiblissements par interférence des signaux de réception, ce bloqueur empêchant le déclenchement de la mise à feu dès que la croissance du signal produite à l'approche de l'objectif est inter- rompue pendant un temps minimal préfixé. 2 -Fusée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'entrée du bloqueur d'interférence (5) est reliée en paral- lèle avec un circuit déterminateur du point de mise à feu (6) au canal de réception de signal et en ce que la sortie du bloqueur d'interférence est connectée à la sortie de ce circuit à travers un élément ET (7). 3 - Fusée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bloqueur d'interférence (5) contient à l'entrée un redresseur - de préférence un redresseur actif (8) - qui redresse les signaux de réception démêlés que les signaux redressés sont envoyés par deux canaux à un comparateur (9), les deux canaux conte- nant chacun un passe-bas (10, 11) de filtrage de la tension d'entrée du comparateur, les passe-bas ayant toutefois des constantes de temps différentes, que l'un des deux canaux contient en plus une source de tension de polarisation (12), de valeur ohmique élevée par rapport à la sortie du redresseur, qui représente un seuil de base pour le comparateur (9) à la sortie du canal considéré, l'autre des deux canaux contenant en plus un atténuateur (13) qui est dimen- sionné de manière que les tensions de sortie des canaux se diffé- rencient d'un facteur donné - de préférence du facteur 2 environ -, la constante de temps du passe-bas (11) situé dans le même canal que l'atténuateur (13) ayant été choisi plus petite d'une valeur donnée que la constante de temps du passe-bas (10) dans l'autre canal, et que le signal de sortie du comparateur (9) empêche le déclenche- ment de la mise à feu tant que les tensions de sortie appliquées au comparateur des deux canaux ne se différencient pas du facteur donné. 4 Fusée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le passe-bas (10) ayant la plus grande constante de temps est dimensionné de manière que sa tension de sortie moyenne puisse suivre les signaux d'échos du sol variant comparativement lentement en raison de la trajectoire tendue du projectile, mais ne puisse pas suivre la croissance rapide du signal de l'objectif à l'approche de celui-ci, et en ce que le passe-bas (11) avec la plus petite constante de temps est dimensionné de manière que sa tension de sortie moyenne puisse suivre de façon ralentie la croissance du signal de l'objectif. 5 - Fusée selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la source de tension de polarisation est formée d'un divi- seur de tension ohmique (R3, R4), de valeur ohmique élevée par rap- port à la sortie du redresseur (GR1, R3, R5, ICl.l), qui est connecté à la source de tension d'alimentation (+UB; masse), et en ce que le rapport de division du diviseur de tension est choisi conformément audit seuil de base. 6 - Fusée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le redresseur comporte une diode (GR1), un amplificateur différentiel (ICi.1) et deux résistances ohmiques (R3, R5), l'entrée de référence (-) de l'amplificateur (ICl.l) étant reliée au point de connexion entre les deux résistances (R3, R5) du redresseur, dont l'une (R3) est située côté masse du diviseur de tension et l'autre est reliée par son extrémité libre à la sortie de l'amplificateur à travers la diode, dont l'anode est dirigée vers la sortie de l'amplificateur.