Brevet FR2860595A1 — publié le 20050408

La présente invention concerne des ensembles de poursuite de projectiles à l'aide de dispositifs optiques. Lors du lancement d'un engin guidé, lancé à partir du sol ou en l'air, destiné à intercepter une cible aérienne par exemple, il est nécessaire de suivre la position des engins par rapport à la cible jusqu'au point d'impact. On sait déjà utiliser un faisceau laser balayé pour éclairer un engin ami et suivre ainsi l'engin. Par exemple, selon le document GB A 2 113 939, des récepteurs embarqués sur un engin déduisent la position de l'engin par rapport à l'ensemble de poursuite au sol par décodage d'une modulation superposée au faisceau de balayage. Ce procédé nécessite un circuit électronique élaboré, embarqué à bord de l'engin, pour le décodage de la modulation. Un autre inconvénient est l'absence d'une liaison de communication entre l'engin et l'ensemble de poursuite. L'invention concerne une liaison de communication bidirectionnelle entre une station de poursuite et un engin ami, la liaison pouvant être réalisée avec des éléments constituants relativement simples. Selon la présente invention, un ensemble de pour-suite comprend: un émetteur et un récepteur, l'émetteur comprenant 25 un dispositif destiné à créer un faisceau optique balayé d'éclairement d'un projectile, et plusieurs émetteurs-récepteurs destinés à être montés sur le projectile, chaque émetteur-récepteur ayant une paire détecteurs-émetteurs destinée à détecter le faisceau balayé et a émettre un faisceau optique supplémentaire de manière correspondante afin qu'il soit reçu par le récepteur. Le dispositif destiné à former un faisceau optique balayé peut être un laser couplé à un ensemble de balayage mécanique (par exemple du type décrit dans notre demande de brevet en cours d'examen EP 92301208) ou une cellule déflectrice acousto-optique. 2860595 2 Une cellule déflectrice acousto-optique peut comporter un matériau convenable qui présente un effet acoustooptique, c'est-à-dire une diffraction de la lumière par des ondes acoustiques. Un exemple de tel matériau est le bioxyde de tellure. Les ondes acoustiques sont habituelle-ment couplées à la cellule par un transducteur piézoélectrique, par exemple qui est collé à une face de la cellule. De manière connue, une cellule déflectrice acoustooptique peut avoir une configuration telle qu'elle reçoit un faisceau de lumière laser de fréquence f0 par exemple et, en réponse à un signal de pilotage à haute fréquence appliqué à la cellule (comprise dans une plage allant des mégahertz aux gigahertz), une partie de la lumière sortant de la cellule est déviée afin qu'elle forme 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 déclenche une onde acoustique qui se propage dans la cellule. En conséquence, la variation de la fréquence du signal de pilotage d'une manière réglable quelconque permet le balayage d'un faisceau dans un seul plan. Un balayage bidimensionnel peut être obtenu par incorporation d'une seconde cellule déflectrice dans laquelle passe le faisceau du premier ordre produit par la première cellule, comme décrit dans le document GB A 2 113 939. Les émetteurs-récepteurs peuvent comprendre un seul élément photodétecteur à semi-conducteur placé près d'une diode laser. De préférence, la divergence du faisceau émis par la diode laser est faible afin que le risque de détérioration des yeux sur le champ de bataille soit réduit au minimum. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en référence au dessin annexé qui est une représentation schématique d'un ensemble de poursuite selon l'invention. 2860595 3 Sur le dessin, un ensemble émetteur et récepteur 1 placé au sol comporte un laser 2 destiné à former un faisceau optique, un ensemble 3 à cellule déflectrice acousto-optique destiné à balayer le faisceau dans deux directions, et un convertisseur tension-haute fréquence 4 à commande numérique qui donne un signal de pilotage de l'ensemble 3 à cellule. La commande numérique du signal de pilotage permet un balayage rapide du faisceau. L'ensemble émetteur et récepteur 1 comprend aussi un élément détecteur 5 destiné à recevoir le rayonnement optique d'une source externe. Le signal de sortie du détecteur 5 et un signal du convertisseur tension-haute fréquence 4 sont tous deux couplés à une unité de calcul 6. Le dessin représente aussi un engin 7 qui est suivi par l'émetteurrécepteur au sol 1. Quatre hémisphères 8 régulièrement espacés (deux seulement sont représentés sur la figure) sont montés à l'arrière de l'engin 8. Plusieurs émetteurs-récepteurs 9 sont placés à la surface externe de chaque hémisphère 8, chaque émetteur- récepteur 9 étant composé d'un élément photodétecteur 10 et d'une diode laser 11. L'élément 10 et la diode laser 11 de chaque émetteur-récepteur 9 sont montés à proximité et sont alignés afin qu'ils "voient" dans la même direction, la divergence du faisceau de la diode 11 étant au moins égale au champ de vision de l'élément photodétecteur 10. Pendant le fonctionnement, l'ensemble émetteur et récepteur 1 commence à balayer une zone contenant l'engin 7. Pour que le faisceau balayé émis par l'ensemble émetteur et récepteur 1 éclaire l'un au moins des émetteurs-récep- teurs 9, ces derniers sont suffisamment nombreux et sont disposés autour de l'hémisphère de manière que leurs champs de vision se recouvrent. Lorsque le faisceau balayé éclaire l'un des éléments photodétecteurs 10 montés sur l'hémisphère 8, la diode laser adjacente 11 est immédiatement mise en fonctionnement et renvoie un faisceau vers l'en-semble émetteur et récepteur 1. Ce faisceau est détecté par l'élément détecteur 5 qui transmet un signal de sortie à 2860595 4 l'ensemble de calcul 6. A partir des informations transmises par le convertisseur tension-haute fréquence 4, l'ensemble de calcul 6 peut déduire les coordonnées de balayage du faisceau provenant du laser 2 au moment où il reçoit le signal de l'élément détecteur 5. Ainsi, l'emplacement angulaire de l'engin 7 par rapport par exemple à l'axe de visée du laser 2 est connu. Le contrôle des valeurs instantanées de l'emplacement angulaire permet la poursuite de l'engin 7. Dans un autre mode de réalisation, chaque paire détecteurs-émetteurs formant un émetteur-récepteur 9 est montée dans le corps de l'engin et communique avec la surface de l'engin par des liaisons à fibres optiques. Dans un autre mode de réalisation, les émetteurs-récepteurs 9 comportent un dispositif de démodulation du faisceau émis par les diodes lasers 11. La modulation peut être utilisée pour la transmission d'informations d'identification de vaisseaux vers l'émetteur-récepteur 1 placé au sol. 2860595 5 REVENDICATIONS 1. Ensemble de poursuite comprenant un émetteur (2, 3) et un récepteur (5) , l'émetteur comprenant un dispositif destiné à produire un faisceau optique balayé destiné à éclairer un projectile (7), caractérisé par plusieurs émetteurs- récepteurs (9) destinés à être montés sur le projectile (7), chaque émetteur-récepteur (9) comprenant une paire détecteur-émetteur (10, 11) destinée à détecter le faisceau balayé et à émettre un faisceau optique supplé- mentaire correspondant afin qu'il soit reçu par le récepteur (5). 2. Ensemble de poursuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif destiné à former un faisceau optique balayé comporte un laser (2) couplé à une cellule déflectrice acousto-optique (3). 3. Ensemble de poursuite selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque émetteur-récepteur (9) comporte un élément photodétecteur (10) et une diode laser (11). 4. Ensemble de poursuite selon la revendication 3, caractérisé en ce que les émetteurs-récepteurs (9) sont répartis sur une surface externe hémisphérique (8), cette surface (8) étant destinée à être montée sur le projectile (7)- 5. Ensemble de poursuite selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les émetteurs-récepteurs (9) comportent un dispositif de modulation du signal de sortie des diodes lasers (11).