Brevet FR2833715A1 — publié le 20030620

La présente inventlon concerne les ensembles de poursuite de cibles du type ayant un faisceau lumineux balayé par un cellule acousto-optique. La cible qui doit être suivie peut être un véhicule aérien, par exemple un engin ou un aéronef. La présente invention concerne un appareil de poursuite de cible, comprenant: un émetteur qui comporte un dispositif générateur d'un faisceau optique d'éclairement d'une cible, et des cellules déflectrices acousto-optiques destinées à balayer le faisceau et à introduire un décalage de fréquence dans le faisceau optique, et un récepteur comportant un dispositif de détection d'un faisceau optique ayant subi un décalage de fréquence et un dispositif de détermination de sa fréquence, cette fréquence étant représentative de l' emplacement d'une cible. Le dispositif générateur du faisceau optique peut être avantageusement un laser. Le dispositif de détermination de la fréquence du faisceau optique ayant subi un décalage de fréquence peut être un système de détection de cohérence mettant en oeuvre des techniques homodynes ou hétérodynes. Dans le mode de réalisation préféré, l'émetteur et le récepteur sont au même emplacement, et l'émetteur détecte un faisceau diffusé par la cible. Le dispositif à cellule déflectrice peut comprendre tout matériau convenable qui présente un effet acousto- optique, c'est-à-dire une diffraction de la lumière par des ondes acoustiques. Un exemple de tel matériau est le bioxyde de tellure. Des ondes acoustiques sont habituelle- ment couplées à la cellule par un transducteur piézoélec- trique par exemple qui est collé à une face de la cellule. La théorie du fonctionnement des dispositifs acousto-optiques est bien décrite, par exemple dans l'ou- vrage "Principles of Acousto-Optic Devices" de V.M. Ristic. 28337 1 5 De manière connue, une cellule déflectrice acousto- optique peut avoir une configuration telle quelle re,coit un faisceau de lumière laser de fréquence fO par exemple et, en réponse à un signal de pilotage à haute fréquence qui est appliqué à la cellule (dans la gamme allant des méga- hertz aux gigahertz), elle dévie une partie de la lumière sortant de la cellule pour la formation d'un faisceau dit "faisceau du premier ordre". L' angle de déviation de ce faisceau par rapport au faisceau non dévié d'ordre zéro est pratiquement proportionnel à la fréquence du signal de pilotage (fac) qui crée une onde acoustique qui se propage dans la cellule. En conséquence, la variation de la fré- quence du signal de pilotage d'une manière réglable quel- conque permet le balayage d'un faisceau dans un seul plan. Un balayage bidimensionnel peut être obtenu par incorpora- tion d'une seconde cellule déflectrice dans lequel peut passer le faisceau du premier ordre produit par la première cellule. Divers dispositifs destinés à former un faisceau balayé dans deux directions (pour les applications de guidage des engins) sont décrits par exemple dans le document GB-A-2 113 939. Le faisceau du premier ordre, en plus de sa dévia- tion, subit aussi un décalage de fréquence, de manière que la fréquence fd du faisceau dévié du premier ordre puisse étre représentée par la relation: fd = fo + fac c'est-à-dire que la fréquence du faisceau dévié est décalée par rapport à celle du faisccau incident d'une quantité égale à la fréquence du signal de pilotage. En fait, la lumière incidente subit un décalage Doppler de la fréquence des ondes acoustiques qui se propagent dans la cellule. Le sens du décalage (c 'est-à-dire une augmentation ou une réduction de fréquence) est déterminé par le sens de propagation de l'onde acoustique par rapport au rayonnement laser incident. En conséquence, l' angle de déviation est lié de facon originale à ce décalage "Doppler" et ainsi chaque angle du faisceau sortant de la cellule est codé de manière originale par rapport à un décalage unique de fréquence. La présente invention met en oeuvre cet effet de décalage Doppler. D'autres caractéristiques et avantages de l' inven tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple, faite en référence au dessin annexé qui est une représentation schématique d'un ensemble de poursuite de cibles selon l' invention. La figure représente un ensemble 1 de poursuite de cibles et une cible 2 qui doit être suivie. L' ensemble 1 comprend un émetteur 3 ayant un laser 4 et un ensemble déflecteur acousto-optique 5. L' ensemble comprend aussi un récepteur 6 ayant un oscillateur local 7 et un élément photodétecteur à semi-conducteur 8. L' ensemble déflecteur acousto-optique 5 a une configuration donnant un dessin de balayage bidimensionnel. Ainsi, un faisceau laser balaie une région contenant la cible 2. Lorsque le faisceau balayé tombe sur la cible 2, il est diffusé par celle-ci et une partie du rayonnement diffusé est détectée par le récepteur 6. Le rayonnement détecté par le récepteur 6 transmet le décalage Doppler induit par effet acousto-optique. En conséquence, la détermination de l' amplitude de ce décalage permet de déduire les coordonnées de la cible 2 par rapport à l'émetteur 3. La détection cohérente d'un faisceau balayé peut être réalisée par direction de la lumière reque et de la lumière du laser provenant de l'oscillateur local 7 sur un récepteur optique 8. Ceci donne un signal de battement à la sortie du récepteur 8, détecté par un circuit électronique externe sous forme d'un signal à "fréquence intermédiaire" (IF). Toute variation d'amplitude, de fréquence ou de phase du faisccau recu (ou de l'oscillateur local) est transmise au signal de battement si bien que le signal à fréquence intermédiaire contient toute l' information originale du faisceau balayé. L' amplitude du décalage de la fréquence Doppler est donc facilement établie. REVENDICATIONS 1. Appareil de poursuite de cible, comprenant un émetteur (3) qui comporte un dispositif (4) destiné à créer un faisceau optique d'éclairement d'une cible (2), et un dispositif (5) à cellule déflectrice acousto-optique destiné à balayer le faisceau optique et à introduire un décalage de fréquence dans le faisceau optique, caractérisé par un récepteur (6) comprenant un dispositif de détection d'un faisceau optique ayant subi un décalage de fréquence et de détermination de sa fréquence, la fréquence étant représentative de l' emplacement de la cible. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif destiné à former le faisceau optique est un laser (4). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de détermination de la fréquence d'un faisceau optique ayant subi un décalage de fréquence est un ensemble récepteur à détection cobérente