Brevet FR2859794A1 — publié le 20050318

1. La présente invention concerne l'alignement de systèmes d'acquisition de cible, Des systèmes de ce type, dans la présente description, sont destinés à inclure di-vers éléments distincts comportant chacun des lignes de vi- Sion qui doivent être alignées avec précision les unes avec les autres de manière à assurer une orientation correcte du système dans son ensemble. Naturellement, les di-vers éléments peuvent fonctionner sur des bandes différentes de longueur d'onde. Par exemple, un système d'acquisition de cible peut très bien inclure un élément de surveillance qui, lorsqu'une cible apparaît dans son champ de vision, fournit les coordonnées de cette cible à un élément de télémètre à laser qui, quand sa ligne de vision est dirigée vers la ci- ble telle qu'elle est définie par ses coordonnées, émet un faisceau laser de repérage qui doit frapper la cible et être réfléchi par celle-ci pour effectuer le repérage, Un objet de la présente invention est par conséquent un appareil et un procédé d'alignement pour système d'acquisition de cible à multi-éléments, plus particulièrement, mais non exclusivement pour les systèmes qui fonctionnent sur plusieurs bandes de longueur d'onde, Selon un aspect de la présente invention, un appareil d'alignement pour ystèmes d'acquisition de cible du type décrit comprend un moyen de simulation de cible pour produire un faisceau simulant la cible,un moyen de réception pour recevoir un faisceau dirigé sur la cible et pour détecter l'écart entre ce faisceau dirigé sur la cible et le faisceau de simulation de cible,un moyen de focalisation pour diriger le faisceau de simulation de cible vers un système d'acquisition de cible devant être aligné et pour diriger vers le moyen de réception un faisceau dirigé vers la cible,et un moyen de sortie pour déterminer des signaux d'erreur proportionnels à un tel écart. Gràce à cet agencement,il peut être remédié à tout défaut d'alignement des éléments. De préférence,le moyen de focalisation comprend un miroir concave destiné à être placé dans le champ de vi-15 sion d'un sydteme d'acquisition de cible. Commodément le moyen de simulation de cible comprend une source de corps noir, et un dispositif à sténopé entre la source et le réflecteur. Commodément le moyen de réception comprend un réseau de 20 détecteurs disposés symétriquement autour du dispositif à sténopé. De préférence,le dispositif à sténopé et les zones incidentes du réseau de détecteurs (c'est-à-dire les zones du réseau sur lesquelles le faisceau dirigé vers la cible tombe à l'origine) sont situés dans le plan focal arrière du miroir concave. Selon un autre aspect de la présente invention,un procédé d'alignement de systèmes d'acquisition de cible du type décrit comprend les étapes suivantes: production d'un faisceau de simulation de cible et direction du faisceau vers un système d'acquisition de cible,acceptation d'un faisceau dirigé vers la cible qui est produit par le système d'acquisition de cible en réponse au faisceau de simulation de cible, mesure et développement de signaux d'erreur proportionnels à_ tout écart entre le faisceau dirigé vers la cible et le faisceau de simulation de cible,et réglage du système d'acquisition de cible en réponse à ces signaux. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de la présente invention; La figure 2 est une vue en plan de l'un des composants du dispositif; La figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 2; et La figure 4 est une vue en plan d'une variante 10 du composant représenté en figure 2. En figure 1, un système d'acquisition de cible est représenté globalement par la référence 10. Tl comprend divers éléments, non représentés séparément, qui peuvent être un élément de surveillance agencé de manière à fournir les coordonnées d'une cible apparaissant dans son champ de vision, et un élément de télémétrie à laser qui, lorsque sa ligne de vision est dirigée vers la cible, telle qu'elle est définie par les coordonnées fournies par l'élément de surveillance, émet un faisceau laser de repé- rage dirigé vers la cible. L'appareil permettant de procéder à l'aligne-ment des éléments de manière que le faisceau de repérage soit dirigé avec précision vers la cible est constitué des éléments suivants. Il comprend un miroir en partie sphérique 11 destiné à être situé dans le champ de vision du système d'acquisition de cible 10, et un dispositif 12 qui a sa face avant 13 située dans le plan focal arrière du miroir 11, Le dispositif 12 comprend une source de corps noir 14 distante du miroir 11, Une partie du dispositif 12 est représentée à grande échelle dans les figures 2 et 3. Tl s'agit d'un bloc métallique comportant une ouverture 15 qui est formé de manière à_ être aligné avec le miroir 11 et la source 14; un masque de sténopé 16 est fixé sur la face avant 13 du bloc sur l'embouchure de l'ouverture 15, Symétriquement autour du masque 16 est prévu un réseau de détecteurs 17, Celui-ci. est constitué de quatre ouvertures 18 de forme tronconique dont les "âges 19 sont situés à la même distance du masque 16, et divergent lors-qu'on s'éloigne de la face avant 13, Les lèvres 20 des cônes, c'est-à-dire les bords entourant les zones incidentes, sont formées de manière à être physiquement aussi proches de l'ouverture 15, c'est-à-dire du masque 16, que possible, Un détecteur 21 est situé à l'extrémité de chaque ouverture 18 du côté opposé à la face avant 13. Les quatre ouvertures 18 forment des condenseurs à canal conique pour tout rayonnement tombant à l'intérieur de leurs lèvres 20 pour les détecteurs 21 - de cette manière la sortie de chaque détecteur est proportionnelle à la puissance atteignant son ouverture associée. En marche, le miroir 11 est déplacé dans le champ de vision du système d'acquisition représenté en figure 1 et la source 14 de corps noir, en même temps que le masque à sténopé 16 fournissent un faisceau de référence simulant une cible. Les coordonnées de ce faisceau sont déterminées par l'élément de surveillance et un repère de référence si- mulant une cible est prévu. Lorsque la ligne de vision de l'élément laser de télémétrie est dirigée vers ce repère, un faisceau. laser est déclenché. Ce faisceau, à savoir le faisceau dirigé vers la cible, est mis au point par le miroir 11 pour former une image dans son plan focal arrière, et comme la face avant 13 du dispsitif 12 est située dans ce plan, une image est formée sur les ouvertures 18. Tout écart angulaire entre ce faisceau et le faisceau de simulation de cible se traduit par un déplacement transversal de la répartition de l'image sur les détecteurs 21, de sorte que les coordonnées du centre du faisceau dirigé vers la cible sont trouvées par traitement des signaux de somme et de différence provenant des détecteurs dans un processeur de sortie 22 et des signaux d'erreur proportionnels à cet écart sont appliqués à l'élément approprié (ou aux éléments appropriés) du système d'acquisition de manière à effectuer une compensation, Une variante du réseau de détecteurs est un détecteur à quadrant avec une Petite ouverture-centrale opti- quement claire comme représenté en figure 4, Sur un substrat isolant 31, quatre résistances rectangulaires 32 forment un détecteur à quadrant disposé symétriquement autour d'un sténopé 37 pratiqué dans le substrat. Les résistances 32 peuvent être déposées, ou être constituées d'un clinquant ou être imprimées sur le substrat de la manière connue, Une alimentation électrique commune est assurée par un conducteur rectangulaire 33 en contact avec les angle contigus de chaque résistance. L'alimentation se fait par un conducteur 34, En variante, des alimentations électriques séparées peuvent être prévues pour chaque résistance. Quoi qu'il en soit, les retours électriques individuels sont assurés par des conducteurs allongés 35 en contact avec les bords extérieurs de chaque résistance et connectés à. des bornes de sortie ayant pour référence 36. Les quatre résistances ont commodément la même valeur nominale. En marche,lorsque le faisceau laser dirigé vers la cible tombe sur une résistance 32, un échauffement local se produit qui provoque une variation de la valeur de la résistance et par conséquent du courant de sortie de cette résistance. La variation de résistance dépend de la quantité de chaleur, laquelle dépend à son tour de la pro- portion de l'aire du faisceau incident de sorte que, par traitement de signaux de somme et de différence, provenant des quatre résistances, on obtient des signaux d'erreur proportionnels à tout écart de symétrie du faisceau. Ain-si, les coordonnées du centre du faisceau dirigé vers la cible. peuvent être trouvées et, comme décrit précédemment, sont appliquées à l'élément (ou aux éléments) appropriés du système d'acquisition de manière à effectuer toute compensation nécessaire. Naturellement, si le faisceau tombe symétriquement sur les quatre. résistances, la variation de la valeur de chacune des résistances est la même et aucun signal d'erreur n'est obtenu, Le fait que le changement de la valeur des résis- tances dfl à l'impact du faisceau ne s'effectue que relativement lentement est commodément utilisé dans le cas d'un faisceau pulsé, car même si le faisceau présente une énergie élevée, une impulsion courte ayant un intervalle relativement long peut être obtenue de sorte que les variations résultantes de résistance ont une amplitude relativement faible. L'appareil d'alignement peut être agencé de manière à être actif, alors que l'élément de surveillance fonctionne.Cela permet d'obtenir un réglage de l'aligne-ment dans le temps "mort" d'un cycle de balayage. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Appareil d'alignement pour systèmes d'acquisition de cible, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de simulation de cible (14) produisant un faisceau de si- mulation de cible, un moyen de réception (12) destiné à recevoir un faisceau dirigé vers une cible et à détecter tout écart entre le faisceau dirigé vers la cible et le faisceau de simulation de cible, un moyen de focalisation (11) ayant pour but de diriger le faisceau de simulation de cible vers un système d'acquisition de cible (10) de manière à être' aligné et de diriger un faisceau dirigé vers la cible vers le moyen de réception (12), et un moyen de sortie (22) destiné à déterminer des signaux d'erreur proportionnels à tout écart de cette nature. 2 - Appareil d'alignement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de focalisation (11) comprend un miroir concave prévu pour être placé dans le champ de vision d'un systéme d'acquisition de cible (10). 3 - Appareil d'alignement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de simulation de cible (14) comprend une source de corps noir, et un dispositif à sténopé placé entre lui (16, 37) et le moyen de focalisation (11). 4 Appareil d'alignement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de réception (12) comprend un réseau de détecteurs (21, 32) disposés symétrique-ment autour du dispositif à sténopé (16, 37). - Appareil d'alignement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réseau de détecteurs (37) a 30 une caractéristique répondant aux températures. 6 Appareil d'alignement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif à sténopé (16, 37) et les zones du réseau de détecteurs (21, 32) sur lesquelles tombe à l'origine le faisceau dirigé vers la cible sont situés dans le plan focal arrière du miroir concave (11). 7 -- Procédé d'alignement de systèmes d'acquisition de cible, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes Nn4 suivantes; la production d'un faisceau de simulation de cible et la direction de ce faisceau vers un système d'acquisition de cible, l'acceptation d'un faisceau dirigé vers la cible produit par le système d'acquisition de cible en réponse au faisceau de simulation de cible, la mesure et le développement de signaux d'erreur proportionnels à tout écart entre le faisceau dirigé vers la cible et le faisceau de simulation de cible, et le réglage du système d'acquisition de cible en réponse à cet écart.