FR2516664A1 - Appareil de determination de la position d'un objet dans un champ de vision d'un projecteur a distance par reference a un rayonnement emis par le projecteur - Google Patents

Abstract

L'APPAREIL EST SURTOUT DESTINE A UN SYSTEME DE GUIDAGE DE MISSILE A SONDE DE FAISCEAU OPTIQUE. DANS LES SYSTEMES CONNUS, LE CHAMP EST BALAYE PAR UN FAISCEAU LASER ET UNE IMPULSION DE REFERENCE DU LASER EST EGALEMENT EMISE DANS LE CHAMP. UN MISSILE SITUE A L'INTERIEUR DU CHAMP PEUT DETERMINER SA POSITION DE REFERENCE AU TEMPS S'ECOULANT ENTRE CHAQUE IMPULSION DE REFERENCE ET SA VISION ULTERIEURE DU CHAMP BALAYE OU VICE VERSA. ICI, AUCUNE IMPULSION DE REFERENCE N'EST NECESSAIRE CAR LE FAISCEAU TRACE UN TRAJET DE BALAYAGE DANS LEQUEL IL TOMBE DEUX FOIS SUR UN POINT QUELCONQUE DU CHAMP, LE TEMPS S'ECOULANT ENTRE LES DEUX INCIDENCES ETANT FONCTION DE LA POSITION DU POINT. A TITRE D'EXEMPLE, LE FAISCEAU PEUT TRACER UNE SEQUENCE DE MOTIFS DE BALAYAGE A LIGNES A, B, C, D AU COURS DE LAQUELLE IL SUIT LES LIGNES DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES. DE PREFERENCE, LA SEQUENCE COMPREND DES MOTIFS ORTHOGONAUX DE MANIERE A PERMETTRE LA DETERMINATION DE LA POSITION PAR RAPPORT A DEUX BORDS CONTIGUS DU CHAMP.

Description

La présente invention -oncisrne un appareil desti-

né à déterminer la position d'un objet à l'intérieur d'un champ de vision d'un système qui projette un faisceau de rayonnement tel qu'un faisceau laser dans une direction

contrôlable à l'intérieur du champ.

Un tel appareil peut être utilise pour la sur-

veillance et/ou 'Le guidage d'objets tels que des avions,

des missiles, des engins spatiaux et des satellites.

Par exemple, dans le système de guidage de mis-

sile dit à sonde de faisceau optique, un faisceau laser à onde entretenue peut balayer de manière répétitive un champ de vision contenant une cible grâce, par exemple, a un agencement de balayage mécanique incorporant un miroir polygonal tournant qui, pendant sa rotation fait dévier le faisceau pour suivre les lignes du motif de balayage et un miroir plan d'inclinaison pour l'indexation des lignes

de balayage à travers la zone balayée ou dans le sens des-

cendant de celle-ci A des moments prédéterminés, par exemple au commencement de chaque balayage, une impulsion

de rayonnement de référence provenant d'un laser à impul-

sions de haute puissance est émise sur l'ensemble de la zone balayée Ainsi, en mesurant le temps s'écoulant entre la réception de l'impulsion de rayonnement de référence et l'impulsion de rayonnement qui est reçue alors que le

faisceau laser à onde entretenue suit la position du mis-

sile, l'appareil de réception et de synchronisation à bord du missile peut déterminer sa position à l'intérieur de la

surface balayée et guider le missile vers la cible.

Dans la description qui sera faite en liaison

avec les dessins, on expose des principes selon lesquels, dans un système de guidage de missile muni d'une sonde de faisceau optique, l'information sur la position du missile

peut être obtenue à partir des incidences du faisceau la-

ser à onde entretenue sur le missile, c'est-à-dire sans ré-

férence à une impulsion de rayonnement de référence Cepen-

dant, ces principes ne sont pas seulement applicables au guidage des missiles Au contraire, à titre d'exemple,ils pourraient être utilisés en liaison avec des systèmes de surveillance et pour le guidage d'objets autres que des

missiles, des avions, des engins ou des satellites.

Selon un aspect de la présente invention, on pré-

voit un appareil de détermination de position comprenant un moyen de projection contrôlable pour la projection d'un faisceau de rayonnement dans une direction contrôlable à l'intérieur d'un champ de vision du moyen de projection, et un moyen de commande relié de manière à commander le moyen de projection et pouvant fonctionner pour faire varier la

direction du faisceau de façon que celui-ci suive un tra-

jet au cours duquel il tombe par deux fois sur un point si-

tué à l'intérieur du champ de vision, et le temps s'écou-

lant entre les deux incidences est fonction de la position

du point à l'intérieur du champ de vision.

Avantageusement, le moyen de commande peut fonc-

tionner pour que le faisceau suive un premier trajet de balayage de l'ensemble d'une zone située à l'intérieur du champ de vision, puis un second trajet de balayage de l'ensemble de ladite zone de façon que le temps s'écoulant entre les incidences du faisceau sur le point en question pendant l'exécution des motifs respectifs soit fonction de

la position du point à l'intérieur de la zone.

Les premier et second trajets de balayage peuvent comprendre des motifs respectifs sensiblement identiques de 3. lignes parallèles mais avec le faisceau se déplaçant dans une direction pour exécuter les lignes d'un motif et dans

la direction opposée pour exécuter celles de l'autre motif.

Dans ce cas, on préfère que le moyen de commande puisse fonctionner de manière à ce que le faisceau suive des troi- sième et quatrième trajets de balayage de ladite zone,ces

trajets comprenant de nouveau des motifs sensiblement iden-

tiques de lignes parallèles et le faisceau se déplaçant de

nouveau dans des directions opposées pour exécuter les li-

gnes des motifs respectifs, mais les lignes des troisième et quatrième trajets étant transversales aux lignes des premier et second trajets On préfère également que le moyen

de commande puisse fonctionner de manière à ce que le fais-

ceau suive les trajets de balayage suivant une séquende cy-

clique répétée.

Avantageusement, l'exécution des trajets succes-

sifs de balayage, et l'exécution des séquences successives des trajets de balayage o ces séquences sont répétées de

manière cyclique, sont séparées par des temps de retard res-

pectifs, d'o il résulte que les trajets successifs peuvent être identifiés à partir du temps s'écoulant entre les inci-_

dences successives du faisceau sur ledit point.

Le moyen de projection contrôlable peut comprendre un générateur de faisceau laser et un moyen de déflecteur de faisceau acousto-optique pour faire varier la direction

du faisceau.

Selon un second aspect de la présente invention, on prévoit un générateur de forme d'onde de balayage destiné à

être utilisé dans le moyen de commande spécifié pour le pre-

mier aspect de l'invention, le générateur pouvant fonction-

ner de manière à produire dans des séquences cycliques des

formes d'onde de balayage respectives dont l'une est l'inver-

se de l'autre de sorte qu'un faisceau de rayonnement dont la direction de projection est commandée en fonction de la

forme d'onde suit un trajet qui coupe deux fois un point si-

tué à l'intérieur du champ de vision dans lequel le fais-

ceau est projeté,et le temps s'écoulant entre les deux coupu-

res est fonction de la position du point à l'intérieur du

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champ de vision.

Le générateur de forme d'onde de balayage peut avoir deux sorties et, au cours d'un premier intervalle de temps, il peut fournir à l'une des sorties une onde en forme d'escalier ascendante pour indexer les lignes d'un motif de balayage en lignes alors qu'à l'autre sortie il fournit une suite de formes d'onde en rampe pour exécuter les lignes respectives, puis, lors d'un second intervalle

de temps, il fournit une onde en forme d'escalier descen-

dante à la première sortie et une suite de formes d'onde

en rampe inversées à l'autre sortie Avantageusementpen-

dant les troisième et quatrième intervalles de temps res-

pectifsle générateur fournit des ondes en escalier dans les sens ascendant et descendant à l'autre sortie et des suites de formes d'onde en rampe de gradient opposé à la

première sortie.

Selon un troisième aspect de la présente inven-

tion, on prévoit un système de guidage de missile muni

d'une sonde de faisceau comprenant un appareil de détermi-

nation de position selon le premier aspect de la présente invention et au moins un missile incorporant un appareil

permettant de détecter l'incidence du faisceau sur le mis-

sile, afin de déterminer le temps s'écoulant entre inciden-

ces successives et de guider le missile en conséquence.

La présente invention sera bien comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les des-

sins ci-joints dans lesquels

La figure 1 est un schéma représentant le fonc-

tionnement et, sous forme simplifiée, la construction d'un système de guidage de missile muni d'une sonde de faisceau optique; La figure 2 est un diagramme représentant une séquence de motifs de balayage exécutés par un faisceau laser projeté par le système de la figure 1;

La figure 3 est un diagramme de temps représen-

tant des impulsions produites à bord d'un missile guidé par le système de la figure 1; La figure 4 est un schéma simplifié d'un circuit de commande d'un ensemble d'entraînement utilisé dans le système de la figure 1; La figure 5 est un diagramme représentant les

formes d'onde de plusieurs signaux produits dans le cir-

cuit de la figure 2;et

La figure 6 est un diagramme représentant une va-

riante de séquence des motifs de balayage.

En liaison avec la figure 1, le système de guida-

ge représenté comprend un poste au sol incorporant un la-

ser à onde maintenue 1 avec une alimentation associée 2, deux cellules de déflecteur acousto-optique 3 et 4, une plaque demi-onde 5 et un miroir commutable 6 Comme cela est connu, une cellule de déflecteur acoustooptique sert à recevoir un faisceau de lumière,tel que le faisceau 7 1 j 5 provenant du laser 1, et en réponse à un signal de commande à haute fréquence, par exemple dans la gamme des Méga Herts ou des Géga Hertz, à faire dévier une partie de l'énergie

lumineuse dans un seul plan dans le but de former un fais-

ceau dit de "premier ordre", l'angle de déviation étant sensiblement proportionnel à la fréquence du signal de

commande La cellule 3 de la figure 1 est disposée de maniè-

re à recevoir le faiceau 7 et à faire passer le faisceau de premier ordre 8 qu'elle produit via la plaque 5 vers la cellule 4 La fonction de la plaque 5 est de faire tourner le plan de polarisation du faisceau 8 et par conséquent de le rendre correct pour qu'il y ait un fonctionnement convenable de la cellule 4 comme cela sera compris par l'homme de l'art Le faisceau de premier ordre 9 produit

par la cellule 4 passe par le miroir commutable 6 Le fais-

ceau d'ordre zéro (non représenté) provenant de chaque cellule, c'est-adire la partie non déviée du faisceau

reçu par chaque cellule, est transmis à un milieu respec-

tif d'absorption d'énergie (non représenté), Le miroir 6 peut être commandé de manière à ce qu'il fasse passer le faisceau 9 provenant de la cellule

4 à un premier système optique de sortie 10 ou, via un au-

tre miroir 11, à un second système optique de sortie 12.

L'un des systèmes optiques 10 et 12 appelé "système optique 6. d'acquisition" à un champ de vision relativement large et sert à accrocher un missile venant juste d'être lancé et à le guider dans un champ de vision plus petit de l'autre

système, "système optique de poursuite", qui est alors uti-

lisé pour guider le missile pendant le reste de son vol.

La cellule 3 est disposée de façon que les varia-

tions de l'angle suivant lequel elle fait dévier le fais-

ceau 8 fassent varier le sens de l'élévation du faisceau de sortie 13 qui est réellement émis quel que soit celui no des deux systèmes optiques 10 ou 12 qui est en marche Par ailleurs, la cellule 4 commande le sens de l'azimuth du faisceau de sortie 13 Les signaux d'entraînement des deux cellules sont fournis par des ensembles respectifs 14 et comprenant chacun un circuit de porte, un oscillateur à fréquence réglée par variation de tension et éventuellement un étage de sortie d'amplificateur (les éléments de chaque

ensemble d'entraînement ne sont pas représentés séparément).

Dans chaque ensemble, le circuit de porte peut fonctionner en réponse à un signal de validation commun E provenant 2 o d'un circuit de commande 16 d'ensemble d'entraînement de

manière à transmettre la sortie de l'oscillateur à fréquen-

ce réglée par variation de tension à la cellule associée de déflecteur, la fréquence de cette sortie étant sensiblement proportionnelle à l'amplitude d'un signal respectif de deux signaux de tension de commande V et V produits par x y

le circuit 16.

Lorsque les signaux d'entraînement appliqués aux

cellules 3 et 4 ne sont pas déclenchés, la presque totali-

té de l'énergie reçue par chaque cellule sort avec le fais-

ceau respectif d'ordre zéro,c'est-à-dire qu'elle n'est pas

déviée, et est transmise au milieu d'absorption d'énergie.

Par conséquent, pendant de telles périodes, le faisceau de sortie 13 est arrêté Lorsque les signaux d'entraînement sont déclenchés, le faisceau 13 est émis avec son élévation et son azimuth commandés par les amplitudes respectives des signaux Vx et Vy

En marche, les signaux Vx et Vy varient de maniè-

re à provoquer le balayage répétitif par le faisceau 13 7.

d'un champ l Ol,de forme en coupe rectangulaire, à l'inté-

rieur du champ de vision du système optique de sortie en

fonctionnement Les balayages successifs sont exécutés sui-

vant une séquence cyclique de quatre motifs de balayage en forme de lignes A, B, C et D représentés en figure 2. Le premier motif A commence à l'angle supérieur gauche du

champ balayé, cette position du faisceau 13 étant produi-

te par des valeurs élevées des signaux Vx et Vy, et com-

prend des lignes horizontales pour l'exécution desquelles le faisceau 13 se déplace de la gauche vers la droite et entre lesquelles, comme représenté par le pointillé de la figure,le faisceau revient imaginairement de la droite vers la gauche et est en même temps décrémenté vers le bas d'un espaceuent entre lignes Les trajets de retour ne sont qu'imaginaires car de fait, pendant la période de retour, les signaux d'entraînement appliqués aux cellules 3 et 4 ne sont pas déclenchés et par conséquent le faisceau 13 n'est pas produit à ce moment là Le motif de balayage A est achevé par l'acheminement du faisceau 13 vers l'angle inférieur droit du champ balayé 101, moment ot, après un court délai t 1 pendant lequel les signaux d'entraînement

de cellule sont de nouveau non déclenchés, le faisceau tra-

ce un motif de balayage B qui est exactement l'inverse du motif A,c'est-àdire avec des lignes allant de la droite vers la gauche et revenant de la gauche vers ia droite, et

vers le haut en une étape Apres un temps t 2 suivant l'achè-

vement du motif B, le faisceau trace le motif C à lignes verticales, puis, après un retard égal au retard t 1 entre

l'exécution des motifs A et B, la trame D est tracée, celle-

ci étant l'inverse de la trame C Apres un nouveau retard

t 3, la séquence recommence avec le faisceau traçant de nou-

veau le motif A, puis le motif B, etc. Pendant-l'exécution de chaque motif de balayage, un missile (non représenté) équipé d'un détecteur approprié et se trouvant dans la zone balayée captera le rayonnement laser pendant un instant, alors que le faisceau 13 balaye la position du missile Ainsi, comme représenté en figure 3, à un certain instant suivant l'instant Toa o commence 8. le motif de balayage A, le détecteur de rayonnement placé à bord du missile formera une impulsion de signal a alors que le faisceau laser balaie la position du missile La fin du motif de balayage A se produit à l'instant Tea; il se produit ensuite un retard de courte durée t 1 ou, à l'instant Tob' commence le motif de balayage B Pendant l'exécution du motif B,le laser tombe de nouveau sur le missile et le détecteur de rayonnement placé à bord forme une impulsion b Le motif de balayage B est achevé à l'instant Teb; un

retard t 2 suit; et le motif de balayage C commence à l'ins-

tant Toc Pendant l'exécution de ce motif, le détecteur de rayonnement du missile forme une impulsion c et le motif est achevé à l'instant Teck 'Un retard t suit, puis le motif D commence à Tod et, pendant-l'exécution du motif D, une

impulsion d est formée La séquence se répète alors d'elle-

même, comme représenté avec le retard t 3 se produisant entre la fin (Ted) du motif de balayage D et le commencement de la seconde exécution du motif A. Un circuit de synchronisation approprié à bord du missile peut alors mesurer le temps t AB entre les visions respectives pendant les motifs de balayage A et B, et par conséquent déterminer la position du missile par rapport au côté droit du champ balayé, et peut mesurer le temps tcd

entre les visions respectives pendant les motifs de balaya-

ge C et D et par conséquent déterminer la position du missi

le par rapport au bas du champ balayé.

La fonction des retards tl entre l'exécution des motifs de balayage A et B et entre C et D est d'assurer que le circuit de traitement de signal à bord d'un missile est très proche de l'angle inférieur droit du champ balayé,

c'est-à-dire du point o se termine le motif A et o le fais-

ceau "sinverse" pour commencer le motif B et o-se termine

le motif C et o commence le motif D, peut résoudre correc-

tement les visions résultantes Si les retards n'étaient

pas prévus,les visions pendant les imtifs A et B et les vi-

sions pendant les motifs C et D pourraient se chevaucher et

former une seule vision apparente ou pourraient être si pro-

ches l'une de l'autre que le missile ne les résoudrait pas 9. en deux A titre d'exemple, le retard t pourrait être d'environ 25 secondes La fonction des retards t 2 et t 3 entre l'exécution des motifs de balayage B et C et entre deux séquences de motifs respectivement est de résoudre toute ambiguité pour un missile qui vient juste d'entrer dans le champ balayé, c'est-à-dire de permettre à un tel

missile de déterminer quel est le motif de balayage Ain-

si, t 2 peut être rendu quelque peu plus grand que t 1 alors que t 3 peut être même supérieur à t 2; de préférence t 3 est ino rendu un peu plus long que le temps requis pour exécuter

l'un quelconque des motifs de balayage.

On réalisera que, par suite de la séquence des motifs de balayage, avec le motif A suivi par le motif de retour B et le motif C suivi par le motif de retour D, le l 5 missile est apte à déterminer son altitude et son azimuth par rapport au champ balayé sans qu'il doive recevoir une impulsion de référence de temps de la nature qui serait nécessaire si un seul motif de balayage était exécuté de manière répétée sur le champ balayé Par conséquent, le

o système illustré ne comprend aucun dispositif supplémen-

taire de laser de référence, c'est-à-dire le laser à impul-

sions de haute puissance qui a été proposé pour fournir des impulsions de référence dans les systèmes connus de l'art antérieur. En liaison maintenant avec les figures 4 et 5,

le fonctionnement du circuit de commande de l'ensemble d'en-

tralnement permettant de produire une séquence complète de balayage des motifs A, B, C et D est démarré par l'arrivée d'une impulsion de départ produite séparément S T P qui est appliquée à 'entrée de charge d'un bistable de charge/

remise à l'état initial 20 et dont le front établit le si-

gnal de sortie SC du bistable au zéro logique Le bistable est remis à l'état initial à la fin de la séquence par une impulsion provenant d'un monostable 21 L'impulsion S T P. pourrait éventuellement être produite par un dispositif à

commande manuelle mais serait le mieux formée par un géné-

rateur approprié (non représenté) qui forme un train d'im-

pulsions à des intervalles de, par exemple, 13 T/4, ou T 10. est le temps s'écoulant entre le commencement du balayage

A et la fin du balayage B (ou entre le commencement du ba-

layage C et la fin du balayage D) Cet intervalle d'impul-

sion couvre ainsi la séquence complète avec les retards t 1 et t 2 et donne une valeur appropriée de t 3 Le signal SC est appliqué à l'entrée de commande d'un circuit logique 22 qui comprend un compteur-diviseur de fréquence et qui

est mis en oeuvre lorsque le signal SC est au zéro logi-

que de manière à obtenir à la sortie d'un oscillateur 23 un signal de synchronisation ST Le signal ST, dont des parties sont représentées à grande échelle en fonction du

temps dans la figure 5, est constitué d'une série d'impul-

sions de valeur logique un, chacune d'une durée égale au temps requis pour exécuter une ligne de l'un quelconque des motifs de balayage et séparées par des intervalles correspondant aux périodes de retour des 'lignes Le signal ST est appliqué à un compteur 24 ayant une capacité lui

permettant de compter jusqu'à un nombre dépassant le nom-

bre touai de lignes horizontales devant être balayées lors de l'exécution des motifs A et B (c'est-à-dire deux fois le nombre de lignes dans A ou B) plus le nombre total de lignes verticales devant être balayées lors de l'exécution

des motifs C et D <c'est-à-dire deux fois le nombre de li-

gnes dans C ou D) plus un nombre équivalent au nombre des il lignes qui pourraient être exécutées pendant le retard t 2 entre motifs B et C Les sorties en parallèle du compteur 24 sont connectées à des entrées d'adresse respectives d'une mémoire morte 25 o des données ont été préstockées

de façon qu'apparaissent, alors qu'une séquence de compta-

ge se poursuit,aux cinq sorties de donnée utilisées de la

mémoire des signaux respectifs SM, SN,SO, SP et SQ.

Le signal SP qui prend la valeur logique un

lors de chacun des retards t 1 et t 2 et à l'issue de la sé-

quence de balayage (c'est-à-dire pendant le temps t 3) est appliqué avec le signal de synchronisation ST provenant du

circuit 22 à deux portes 26 et 27 qui forment chacune l'as-

sociation logique ST SP La sortie de la porte 26 est ap-

pliquée aux ensembles d'entraînement 14 et 15 comme signal

de validation commun E Lorsque ce signal a la valeur logi-

que un, les signaux d'entraînement formés dans les ensembles

14 et 15 sont dirigés vers les cellules 3 et 4.

Une forme d'onde en escalier SW pour incrémenter l'élément du faisceau laser de sortie lors de l'exécution des motifs de balayage A et B, et l'azimuth du faisceau lors des motifs C et D est formée par un générateur d'ondes en

escalier comprenant un compteur/dêcompteur 28 dont les sor-

ties parallèles du contenu sont appliquées à un convertis-

o seur numérique/analogique 29 L'entrée d'horloge du comp-

teur 28 est appliquée avec la sortie de la porte 27, c'est-

à-dire avec un signal identique au signal de validation E,

et son contenu est incrémenté par chaque bord logique al-

lant vers zéro de cette sortie L'entrée de commande de co rptage/déconiptage du compteur est alimentée avec le si-

gnal SN provenant de la mémoire 25, ce signal ayant la va-

leur logique un, et provoquant le comptage par le compteur des bords se dirigeant vers zéro de la sortie de la porte 27, alors que les motifs de balayage B et D sont en cours

d'exécution et ayant la valeur zéro, et provoquant le dé-

comptage par le compteur, à tous les autres moments Le bord logique allant vers zéro du signal SC provenant du

bistable 20 au commencement de la séquence de balayage éta-

blit le contenu du compteur 28 à un nombre égal au nombre ô de lignes du motif A, alors que le bord allant vers zéro du

signal SQ qui est simplement constitué d'une courte impul-

sion de sens positif avec son flanc arrière coïncidant

avec le commencement du balayage du motif C établit le con-

tenu du compteur au nombre de lignes du motif C, Une forme d'onde en rampe R destinée à ce que' les

lignes de balayage de chaque motif de balayage soient tra-

cées est produite par un intégrateur 30 qui est alimenté avec la somme, formée par un additionneur 31, d'une tension d'offset unidirectionnelle provenant d'un générateur 32 et * 5 de la sortie d'une porte OU Exclusif 33 Les deux entrées de la porte 33 sont constituées de la sortie de la porte

27, c'est-à-dire d'un signal identique au signal de valida-

tion E,et du signal SN Ainsi, cette porte laisse simple-

12. ment passer la 'sortie de la porte 22 vers l'additionneur 31 alors que le signal SN se trouve au zéro logique, c'est-à-dire pendant l'exécution des motifs de balayage A

et C, et forme l'inverse de la sortie de la porte 27 pen-

dant l'exécution des motifs de balayages B et D Il en résulte que l'intégrateur 30 forme la rampe requise de sens décroissant avec des retours de sens croissant pour

l'exécution des motifs A et C, et la rampe de sens crois-

sant avec des retours de sens décroissant pour les motifs B et D La raison de l'addition de la tension d'offset provenant du générateur 32 à l'entrée de l'intégrateur est

de maintenir à zéro le niveau moyen en continu de la sor-

tie de l'intégrateur Le générateur 32 produit des niveaux différents appropriés de tension d'offset V 1 et V 2 pour

les deux types de forme d'onde en rampe produits par l'in-

tégrateur et une tension zéro, c'est-à-dire sans offset, pendant les retards entre balayages t 1, t 2 et t 3 sous la commande du signal SN, signal qui a une valeur logique un

seulement lors de l'exécution des motifs A et C, et du si-

gnal Sa qui prend la valeur logique un lorsque le motif C commence et s'annule lorsque le motif D est achevé Le bord

allant vers zéro du signal Sa démarre la génération de l'im-

pulsion provenant du monostable 21 qui remet à l'état initial le bistable 20 et signifie-l'achèvement de la séquence de

balayage.

La forme d'onde en escalier provenant du conver-

tisseur numérique/analogique 29 et la forme d'onde en ram-

pe provenant de l'intégrateur 30 sont transmises à un com-

mutateur-inverseur 34 qui, sous la commande du signal So, transmet la forme d'onde en escalier à la sortie Vy du

circuit de commande de l'ensemble d'entraînement pour pro-

voquer la commande de l'ensemble d'entraînenemt 15 et par

conséquent la cellule 4 de déviation dans le plan y et trans-

met la forme d'onde en rampe à la sortie Vx du circuit de commande de l'ensemble d'entraînement 14 et de la cellule 3 de déviation dans le plan x, d'o il résulte la production des motifs de balayage A et B, et qui s'inverse alors de sorte que la forme d'onde en escalier est dirigée vers la 13. sortie Vx et l'ensemble d'entraînement 14 alors que la orme d'onde en rampe est dirigée vers la sortie V et y

l'ensemble d'entraînement 15, d'o il résulte la produc-

tion des motifs de balayage C et D. Comme le remarquera l'homme de l'art, la cons- truction et le fonctionnement du circuit de commande 16 de l'ensemble d'entraînement sont décrits ci-dessus à titre d'exemple seulement et ce circuit pourrait être mis en oeuvre de différentes manières Une possibilité serait de simplement coimalnder les ensemrbles d'entraînement au moyen d'un ordinateur approprié qui a été programmé pour obtenir les motifs de balayage désirés, éventuellement une série de motifs différents pouvant être sélectionnés

au choix.

On notera, d'autre part, que la forme exacte des motifs de balayage représentés, ou leur séquence ne sont pas essentielles Au contraire, le balayage peut suivre n'importe quel motif approprié dans la mesure o, à un

certain'point,pas nécessairement aussitôt après, le fais-

:-o ceau se déplace de façon à tomber de nouveau sur le missi-

le, et le missile peut déterminer sa position par référen-

ce au temps s'écoulant entre les deux incidences Par

exemple, une séquence modifiée -appropriée de motifs de ba-

layage est représentée en figure 6 La séquence comprend un premier balayage E qui commence à l'angle supérieur gauche 100 du champ balayé 101, et le sens de l'azimuth

du faisceau est alors modifié de façon à ce que le balaya-

ge ait lieu vers la droite du champ Apres un court re-

tard TL, il exécute alors un mouvement de balayage inverse, c'est-à-direnon un mouvement de retour comme auparavant avec la même élévation, de sorte qu'il revient à son point de départ, o l'élévation du faisceau est abaissée et, à

la suite d'un autre retard de courte durée TI, une nou-

velle séquence de balayage dirigée vers la droite, suivie d'un court retard TL, et un balayage inverse se dirigeant vers la gauche sont exécutes L'élévation du faisceau est

* alors de nouveau abaissée, un autre balayage avant et in-

verse exécuté etc Le faisceau se termine à l'angle in-

14.

férieur gauche 102 du champ 100 et, après un retard ap-

proprié 50, commence à exécuter le balayage F, chaque ba-

layage comprenant une série de mouvements de balayage di-

rigés vers le haut et vers le bas, la direction de l'azi-

muth du faisceau étant décalée de la gauche vers la droite

entre chaque paire de balayages ascendant et descendant.

Comme auparavant, chaque balayage ascendant et le balâya-

ge descendant suivant sont séparés par le retard TL alors que chaque balayage descendant et le balayage ascendant suivant sont séparés par le retard TI (au cours duquel le sens de l'azimuth est décalé) Le faisceau se termine alors à l'angle inférieur droit 103 du champ A partir de cette position,il revient au point de départ 101 de la

figure 6, et après un nouveau retard prédéterminé TF, ré-

pète la séquence complète, Un missile se trouvant dans le champ 100 reçoit alors deux visées de laser peu espacées

alors que le motif A est exécuté, et à partir du temps se-

parant ces deux visées moins le retard connu TL, peut dé-

terminer sa position par rapport au bord droit du champ 100 Pendant l'exécution du motif B,le missile perçoit de nouveau deux visées peu espacées du faisceau laser et peut en déduire sa position par rapport au bord supérieur du champ 100 Comme précédemment, des ambiguités sont résolues par l'appareil de guidage à l'intérieur du missile sur la

base des retards connus TO,TF, TI et TL.

Le temps séparant des visées respectives pen-

dant les motifs A et B donne non seulement une information sur l'azimuth, mais encore, avec une précision de l'qrdre

d'un espacement entre lignes une information sur l'éléva-

tion D'une manière correspondante, le temps s'écoulant entre des visées pendant les motifs C et D donne au moins

une information grossière sur l'azimuth ainsi qu'une infor-

mation précise sur l'élévation Ainsi, éventuellement, seuls les motifs de balayage A et B-ou les motifs C et D ont besoin d'être exécutés Cela sera vraisemblablement rarement le cas pour un système de guidage de missile o une précision de plus ou moins un espacement entre lignes sera rarement assez bonne pour la mesure soit de l'azimuth soit 15. de l'élévation Cependant, la présente invention n'est pas

naturellement l i Lée au guidage des missiles, mais au con-

traire est applicable à de nombreuses situations o un ob-

jet doit être guidé ou doit se guider lui-même par rapport à une position définie A titre d'exemple, un système de

balayage selon la présente invention pourrait être utili-

sé,par exemple, pour le guidage d'un engin spatial à par-

tir du sol ou à partir d'une position à bord d'un autre engin spatial, ou il pourrait être utilisé pour le guidage par exemple, d'un hélicoptère essayant d'atterrir sur une plate-forme pétrolière en mer Dans ce dernier cas, il est

probable que l'information sur la position serait simple-

ment présentée au pilote de l'hélicoptère au lieu d'être utilisée pour la commande automatique comme cela serait le cas avec un missile et probablement aussi avec un engin spatial.

Enfin, on remarquera qu'il est possible d'utili-

ser, peut être avec une certaine adaptation, un mécanisme de balayage du type mécanique, par exemple un mécanisme incorporant des miroirs mobiles, de façon à fournir une

séquence de motifs de balayage telle que le temps s'écou-

lant entre les incidences du rayonnement sur un point situé à l'intérieur du champ balayé dépende de la position du point Cependant, l'utilisation d'un système de déviation non mécanique, en particulier du système de déflecteur acousto-optique venant d'être décrit et représenté dans les figures, est de beaucoup préférée car on fera en sorte que la synchronisation des divers mouvements constituant les

motifs de balayage soit rendue plus simple, et que la pos-

sibilité d'obtenir un changement des motifs de balayage,

la vitesse de balayage et le taux de répétition des balaya-

ges,1 'obtention de la commande et de la programmabilité

du champ de vision balayé et autres paramètres, et la pré-

cision de l'information sur la position sont tous améliorés.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples 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, 16.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Appareil de détermination de position,carac-

térisé en ce qu'il comprend un moyen de projection pouvant

être commandé pour la projection d'un faisceau de rayonne-

ment dans une direction contrôlable à l'intérieur d'un

champ de vision du moyen de projection et un moyen de com-

mande connecté de manière à commander le moyen de projec-

tion et pouvant fonctionner de manière à faire varier la di-

rection du faisceau pour que celui-ci suive un trajet au

cours duquel il tombe deux fois en un point situé à l'inté-

rieur du champ de vision et le temps entre les deux inci-

dences est fonction de la position du point à l'intérieur

du champ de vision.

2 Appareil selon la revendication 1, caractéri-

1,3 se en ce que le moyen de commande peut fonctionner pour faire varier la direction du champ afin qu'il trace un premier motif de balayage sur la totalité d'une zone à l'intérieur

du champ de vision puis un second motif de balayage sur cet-

te zone de façon que le temps s'écoulant entre les inciden-

ces du faisceau sur ledit point pendant l'exécution des mo-

tifs respectifs dépende de la position du point à l'inté-

rieur de la zone.

3 Appareil selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce que les premier et second motifs de balayage com-

a prennent des motifs respectifs sensiblement identiques de lignes parallèles mais avec le faisceau se déplaçant dans une direction pour tracer les lignes d'un motif et-dans la

direction opposée pour tracer les lignes de l'autre motif.

4 Appareil selon la revendication 3, caractéri-

se en ce que le moyen de commande peut d'autre part fonction-

ner de manière à ce que le faisceau trace des troisième et quatrième motifs respectifs de balayage sur ladite zoneces

trajets comprenant de nouveau des motifs sensiblement iden-

tiques de lignes parallèles et le faisceau se déplaçant de

3 a nouveau dans des directions opposées pour exécuter les li-

gnes des motifs respectifs, mais les lignes des troisième et quatrième motifs étant transversales à celles des premier

et second motifs -

17. Appareil selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce que le moyen de commande peut fonctionner de ma-

nière à ce que les motifs de balayage soient traces suivant

une séquence cyclique répétitive.

6 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de commande peut fonctionner pour

amener le faisceau à tracer les motifs de balayage de maniè-

re répétitive, et pour introduire des retards d'identifi-

cation prédéterminés pendant le balayage,

7 Appareil selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le moyen de projection comprend un générateur de faisceau laser et un moyen de déviation de faisceau

acousto-optique pour faire varier la direction du faisceau.

8 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande peut fonctionner pour faire varier la direction du faisceau afin qu'il trace un motif

de balayage comprenant une série de paires de trajets suc-

cessifs de balayage, les trajets successifs de chaque paire étant les mêmes mais étant effectués dans les directions

opposées.

9 Système de guidage de missile à sonde de fais-

ceau, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil de dé-

termination de position selon la revendication 1 et au moins un missile incorporant un appareil pour la détection des incidences du faisceau sur le missile, afin de déterminer le temps s'écoulant entre des incidences successives et de

guider en conséquence le missile.