FR2551194A1 - DEVICE FOR GUIDING A MISSILE ON A GOAL - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF POUR GUIDER UN MISSILE SUR UN OBJECTIF, COMPORTANT DEUX SYSTEMES OPTIQUES GROUPES DANS UN POSTE DE GUIDAGE. POUR SIMPLIFIER LA CONSTRUCTION DES DEUX SYSTEMES OPTIQUES, L'INVENTION PROPOSE QUE LES DEUX SYSTEMES OPTIQUES 2, 3 COMPORTENT UN SYSTEME D'EXPLORATION ET DE VISUALISATION OPTIQUE COMMUN 4, 5, 6 POUR LE BALAYAGE LIGNE PAR LIGNE EN HAUTEUR ET SUR LE COTE DU CHAMP VISUEL COMMUN, ET QUE LE SYSTEME D'EXPLORATION ET DE VISUALISATION COMPRENNE UN COMMUTATEUR DE RAYONS 11 COMMANDE PERIODIQUEMENT QUI REFLECHIT LES DEUX SYSTEMES OPTIQUES 2, 3 LIGNE PAR LIGNE ET ALTERNATIVEMENT DANS LE SYSTEME D'EXPLORATION ET DE VISUALISATION 4, 5, 6.DEVICE FOR GUIDING A MISSILE ON A OBJECTIVE, INCLUDING TWO OPTICAL SYSTEMS GROUPED IN A GUIDANCE STATION. TO SIMPLIFY THE CONSTRUCTION OF THE TWO OPTICAL SYSTEMS, THE INVENTION PROPOSES THAT THE TWO OPTICAL SYSTEMS 2, 3 INCLUDE A COMMON OPTICAL EXPLORATION AND VISUALIZATION SYSTEM 4, 5, 6 FOR THE LINE BY LINE SCAN IN HEIGHT AND ON THE SIDE OF THE COMMON VISUAL FIELD, AND THAT THE EXPLORATION AND VISUALIZATION SYSTEM INCLUDES A RAY SWITCH 11 PERIODICALLY CONTROLS WHICH REFLECTS THE TWO OPTICAL SYSTEMS 2, 3 LINE BY LINE AND ALTERNATIVELY IN THE EXPLORATION AND VISUALIZATION SYSTEM 4, 5, 6 .
Description
Dispositif pour guider un missile sur un objectif L'invention se rapporteDevice for guiding a missile on an objective The invention relates to
à un dispositif pour guider un missile sur un objectif, comportant deux systèmes optiques, 5 de préférence un appareil pour l'observation et éventuellement la poursuite d'un objectif et un appareil de guidage pour to a device for guiding a missile on an objective, comprising two optical systems, preferably an apparatus for the observation and possibly the tracking of a lens and a guiding apparatus for
transmettre les signaux de commande au missile, les deux systèmes optiques étant groupés dans un poste de guidage. transmitting the control signals to the missile, the two optical systems being grouped in a guiding station.
De tels dispositifs pour guider un missile sur un objectif comportent, en tant qu'appareil d'observation monté dans un poste de guidage, par exemple un périscope orientable avec lequel un tireur peut prendre l'objectif dans sa ligne de mire et l'y maintenir par un déplacement approprié du périscope Le missile porte à son extrémité arrière une charge éclairante pyrotechnique ou analogue émettant dans la zone optique et dans la zone infrarouge Le rayonnement infrarouge de la charge éclairante est capté par un goniomètre qui est placé dans le poste de guidage et qui émet des signaux de guidage d'après la déviation du missile par rapport à la 20 ligne de visée du périscope Ces signaux de guidage sont transmis au missile pour le rallier sur la ligne de visée du Such devices for guiding a missile on an objective comprise, as observation device mounted in a guiding station, for example a steerable periscope with which a shooter can take the objective in his line of sight and there maintain by appropriate movement of the periscope The missile carries at its rear end a pyrotechnic charge or the like emitting in the optical zone and in the infrared zone The infrared radiation of the illuminating charge is captured by a goniometer which is placed in the guiding station The guide signals are transmitted to the missile for rallying on the line of sight of the target.
périscope et l'y maintenir jusqu'à ce que le but soit atteint. periscope and hold it there until the goal is reached.
Pour garantir le fonctionnement de ces dispositifs également pendant la nuit, il est connu d'installer dans le 25 poste de guidage des amplificateurs d'image ou des appareils d'imagerie thermique supplémentaires en tant qu'appareil d'observation On s'efforce également de recourir à des appareils de poursuite automatique de l'objectif, dits traceurs IR, fonctionnant dans la zone infrarouge Les signaux de guidage pour la commande du missile peuvent lui être To guarantee the operation of these devices also during the night, it is known to install in the guiding station additional image amplifiers or thermal imaging apparatuses as observing apparatus. to use automatic tracking devices of the objective, so-called IR tracers, operating in the infrared zone The guiding signals for the control of the missile can be
transmis de multiples façons à partir du poste de guidage. transmitted in multiple ways from the guidance station.
On connait entre autres des appareils lasers qui émettent un signal lumineux dans lequel est codé le signal de guidage Laser devices that emit a light signal in which the guide signal is encoded are known among others.
proprement dit.well said.
L'invention a pour objet de simplifier la construction d'un dispositif comportant deux systèmes optiques. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que les deux systèmes optiques comportent un système d'exploration et de visualisation optique commun pour le balayage ligne par ligne en hauteur et sur le côté du champ 5 visuel commun, et que le système d'exploration et de visualisation commun comprend un commutateur de rayons commandé périodiquement qui réfléchit les deux systèmes optiques ligne par ligne et alternativement dans le système d'exploration The object of the invention is to simplify the construction of a device comprising two optical systems. This result is achieved according to the invention in that the two optical systems comprise a common optical scanning and scanning system for line-by-line scanning in height and on the side of the common visual field, and that Common exploration and visualization includes a periodically controlled ray switch that reflects both optical systems line by line and alternately into the exploration system
et de visualisation.and visualization.
D'après ces caractéristiques, on utilise deux systèmes optiques, de préférence un appareil d'imagerie thermique pour l'observation et éventuellement la poursuite de l'objectif et un émetteur laser pour transmettre les signaux de guidage au missile, les deux systèmes fonctionnant 15 d'après le principe du balayage Pour les deux systèmes optiques on prévoit un système d'exploration et de visualisation optique commun pour le balayage ligne par ligne en hauteur et sur le côté du champ visuel commun Par un commutateur de rayons commandé périodiquement, de préférence 20 une roue polygonale rotative comportant sur sa périphérie des pentes en forme de toits inclinées alternativement dans un sens et dans l'autre,onréfléchit les deux appareils alternativement dans le système de visualisation Dans le cas mentionné d'un appareil d'imagerie thermique en tant qu'appareil d'observation et d'un émetteur laser en tant qu'appareil de guidage, une ligne du champ visuel commun est donc tout d'abord explorée par l'appareil d'imagerie thermique; l'émetteur laser est ensuite réfléchit dans le système d'exploration et de visualisation commun et balaie 30 la même ligne du champ visuel commun En commutant le système d'exploration, par exemple en déplaçant un miroir de balayage en hauteur, la ligne suivante du champ visuel commun est ensuite balayée par les deux appareils Ce According to these characteristics, two optical systems are used, preferably a thermal imaging apparatus for observation and possibly the pursuit of the objective and a laser transmitter for transmitting the guidance signals to the missile, the two systems operating according to the principle of scanning For both optical systems there is provided a common optical scanning and visualization system for line-by-line scanning in height and on the side of the common visual field By a periodically controlled radiation switch, preferably 20 a rotary polygonal wheel having on its periphery slope-shaped roofs inclined alternately in one direction and the other, the two devices are reflected alternately in the display system In the case mentioned of a thermal imaging apparatus as a observation device and a laser transmitter as a guidance device, a line of the common visual field is t therefore first explored by the thermal imaging apparatus; the laser transmitter is then reflected in the common scanning and viewing system and sweeps the same line of the common visual field. By switching the scanning system, for example by moving a scanning mirror in height, the next line of common visual field is then scanned by both devices Ce
processus se répète successivement jusqu'à ce que la totalité 35 du champ visuel soit entièrement explorée par les deux appareils Ce processus se poursuit alors de façon cyclique. The process is repeated successively until the entire field of view is fully explored by both devices. This process then continues cyclically.
Le système optique du dispositif est considérablement The optical system of the device is considerably
simplifié par rapport aux dispositifs connus, attendu que pour les deux systèmes optiques on utilise un système d'exploration et de visualisation commun Le poids et les dimensions de l'ensemble du poste de guidage s'en trouvent également réduits. Simplified compared to known devices, since for both optical systems is used a common scanning and viewing system The weight and dimensions of the entire guide station are also reduced.
Grâce au commutateur de rayons commandé périodiquement, on empêche en outre que les deux systèmes optiques se perturbent réciproquement Par le balayage cyclique alterné du champ visuel commun, il est par exemple impossible que de la lumière laser rétrodiffusée soit captée par l'appareil d'imagerie thermique, si bien que l'on empêche une hyperluminosité provoquée par l'émetteur laser de la lumière captée par l'appareil d'imagerie thermique Un tel désaccouplement de l'appareil d'imagerie thermique et de l'émetteur laser est particulièrement important du fait que les zones de longueurs d'ondes 15 des deux appareils sont sensiblement égales L'appareil d'imagerie thermique est sensible à la lumière de longueurs d'ondes comprises entre 8 à 12 im, tandis que la lumière By virtue of the periodically controlled radiation switch, it is furthermore possible to prevent the two optical systems from interfering with each other. By the alternating cyclic scanning of the common visual field, it is, for example, impossible for backscattered laser light to be picked up by the imaging apparatus. the laser light of the light picked up by the thermal imaging apparatus. Such uncoupling of the thermal imaging apparatus and the laser transmitter is particularly important in the thermal imaging apparatus. The wavelength zones 15 of the two apparatuses are substantially equal. The thermal imaging apparatus is sensitive to light at wavelengths between 8 to 12 μm, whereas the light
laser présente une longueur d'onde de 10,06 Ém. laser has a wavelength of 10.06 Em.
Le système d'exploration et de balayage commun aux 20 deux systèmes optiques présente encore l'avantage que les axes des deux systèmes optiques sont toujours adaptés Les ajustements compliqués qui, en cas de systèmes séparés, sont nécessaires pour une telle adaptation des axes sont The scanning and scanning system common to both optical systems still has the advantage that the axes of the two optical systems are always adapted. The complicated adjustments which, in the case of separate systems, are necessary for such an adaptation of the axes are
ainsi supprimés.thus deleted.
Le système d'exploration et de visualisation commun ne nécessite également qu'une seule optique d'entrée, d'o également une simplification de l'ensemble de l'installation et une réduction de son poids et de ses dimensions Il est possible d'utiliser ici comme optique d'entrée un téléobjectif 30 à distance focale variable, si bien que le champ visuel commun des deux systèmes optiques peut être adapté à la distance du but et à la distance du missile par rapport au The common visualization and exploration system also requires only one input optics, which also simplifies the overall installation and reduces its weight and dimensions. It is possible to use here as input optics a telephoto lens 30 with a variable focal distance, so that the common visual field of the two optical systems can be adapted to the distance from the goal and the distance of the missile from the
poste de guidage.guiding station.
Oans le dispositif selon l'invention, l'un des systèmes optiques est avantageusement un appareil d'imagerie thermique pour l'observation et éventuellement la poursuite de l'objectif, tandis que l'autre système optique est un émetteur laser pour la transmission des signaux de guidage In the device according to the invention, one of the optical systems is advantageously a thermal imaging device for the observation and possibly the pursuit of the objective, while the other optical system is a laser transmitter for transmitting the images. guidance signals
au missile.to the missile.
Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le commutateur de rayons commandé périodiquement est une roue polygonale qui est entraînée en rotation et qui présente sur sa périphérie,en tant qu'élémentsd'exploration pour un sens de balayage,des pentes planes en forme de toits inclinées sous un angle a par rapport à la direction de son 10 rayon, et le système d'exploration et de visualisation comprend un autre élément d'exploration (miroir de balayage According to another advantageous feature of the invention, the periodically controlled beam switch is a polygonal wheel which is rotated and which has on its periphery, as elements of exploration for a scanning direction, planar shaped slopes. of roofs inclined at an angle α relative to the direction of its radius, and the exploration and display system comprises another scanning element (scanning mirror
en hauteur) pour l'autre sens de balayage. in height) for the other scanning direction.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les p entes successives de la roue polygonale ont toutes le 15 même angle au centre par rapport à l'axe de rotation de la roue polygonale et des angles d'inclinaison identiques mais respectivement de sens opposés par rapport à la direction de son rayon, cette roue polygonale étant entrainée en rotation In an advantageous embodiment of the invention, the successive phases of the polygonal wheel all have the same angle in the center with respect to the axis of rotation of the polygonal wheel and identical angles of inclination respectively of direction. opposed to the direction of its radius, the polygonal wheel being rotated
autour d'un axe de rotation fixe perpendiculaire au sens de 20 son rayon. around a fixed axis of rotation perpendicular to the direction of its radius.
Dans le dispositif selon l'invention, le système d'exploration et de visualisation optique commun comporte de In the device according to the invention, the common optical scanning and visualization system comprises
préférence un objectif à distance focale variable. preferably a lens with variable focal length.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la 25 description d'un mode de réalisation pris comme exemple, The invention will be better understood with the aid of the description of an embodiment taken as an example.
mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente schématiquement un dispositif pour guider un missile sur un objectif selon l'invention, 30 comportant un appareil-d'imagerie thermique en tant qu'appareil d'observation et éventuellement de poursuite de l'objectif et un émetteur laser pour la transmission des signaux de guidage au missile; les figures 2 a et 2 b représentent respectivement une 35 vue en élévation et en coupe suivant I Ib-I Ib d'une roue polygonale utilisée en tant que commutateur de rayons dans le FIG. 1 is a schematic representation of a device for guiding a missile on an objective according to the invention, comprising a thermal imaging apparatus as an observation device. and optionally tracking the objective and a laser transmitter for transmitting missile guidance signals; Figs. 2a and 2b show respectively an elevation and sectional view according to I Ib-Ib of a polygonal wheel used as a spoke switch in the
dispositif selon la figure 1.device according to Figure 1.
La figure 1 représente schématiquement la partie optique d'un poste de guidage 1 Le poste de guidage 1 comporte un appareil d'imagerie thermique muni d'un récepteur d'image thermique 2 ainsi qu'un émetteur laser 3 Pour le récepteur d'image thermique 2 et l'émetteur laser 3 il est prévu, en tant qu'optique d'entrée commune, un système d'exploration et de visualisation commun 4 comportant un télescope à distance focale variable. Le système d'exploration et de visu&lisatieon 4 comprend à la suite du télescope 5 un miroir de balayage en hauteur 6 qui, à partir du télescope, dévie la trajectaire des rayons vers une optique intermédiaire 7 Cette optique intermédiaire 7 est par exemple une optique dite de Bouters comportant un miroir parabolique 8 et un miroir de déviation 15 hyperbolique disposé au foyer de ce dernier Entre le miroir parabolique et le miroir de déviation 9, on peut encore disposer une lentille correctrice 10 comme cela est indiqué schématiquement sur la figure 1 Les rayons du système d'exploration et de visualisation à partir du miroir de balayage 20 en hauteur 6 gagnent le miroir parabolique 8 et se réfléTchissent sur le miroir de déviation 9 qui les renvoie sur le miroir parabolique 8 Les rayons suivent ensuite un trajet parallèle au trajet qu'ils ont suivi entre le miroir de balayage en hauteur 6 et le miroir parabolique 8, et se dirigent vers une roue polygonale 11 qui tourne autour d'un FIG. 1 schematically represents the optical part of a guiding station 1 The guiding station 1 comprises a thermal imaging apparatus provided with a thermal image receiver 2 as well as a laser emitter 3 For the image receiver 2 and the laser transmitter 3 is provided, as a common entrance optics, a common scanning and viewing system 4 comprising a telescope with variable focal length. The scanning and viewing system 4 comprises, following the telescope 5, a height scanning mirror 6 which, from the telescope, deflects the path of the rays towards an intermediate optic 7. This intermediate optic 7 is for example a so-called optics of Bouters having a parabolic mirror 8 and a hyperbolic deflection mirror disposed at the focus of the latter Between the parabolic mirror and the deflection mirror 9, it is still possible to arrange a corrective lens 10 as indicated schematically in FIG. The scanning and scanning system 20 from the scanning mirror 20 at height 6 gain the parabolic mirror 8 and reflect on the deflection mirror 9 which returns them to the parabolic mirror 8. The spokes then follow a path parallel to the path 'they followed between the mirror sweeping height 6 and the parabolic mirror 8, and move towards a polygonal wheel 11 which turns e around a
axe de rotation central 12.central axis of rotation 12.
Cette roue polygonale est représentée plus en détail sur les figures 2 a et 2 b La roue polygonale Il comporte sur sa périphérie huit pentes planes en forme de toits 13 a et 13 b 30 placées à distances régulières Les pentes 13 a et 13 b sont inclinées sous un angle a alternativement en sens contraire This polygonal wheel is shown in greater detail in FIGS. 2a and 2b. The polygonal wheel It comprises on its periphery eight flat, roof-like slopes 13a and 13b placed at regular distances. The slopes 13a and 13b are inclined. at an angle alternately in opposite directions
par rapport à la direction 14 du rayon de la roue polygonale. relative to the direction 14 of the radius of the polygonal wheel.
Si la roue polygonale de la figure 1 se trouve placée dans une position angulaire telle que les rayons se trouvent déviés 35 par une pente 13 a, ceux-ci suivent le trajet A en direction du récepteur d'image thermique 2 Si, par contre, la roue polygonale se trouve placée dans une position angulaire telle que les rayons se trouvent déviés par une pente 13 b, ceux-ci If the polygonal wheel of FIG. 1 is placed in an angular position such that the spokes are deflected by a slope 13a, these follow the path A towards the thermal image receiver 2 Si, on the other hand the polygonal wheel is placed in an angular position such that the spokes are deflected by a slope 13b, these
suivent le trajet B en direction de l'émetteur laser 3. follow the path B towards the laser transmitter 3.
Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante: The described device operates as follows:
Le miroir de balayage en hauteur 6 est tout d'abord 5 ajusté sur la ligne "supérieure" du champ visuel à explorer. The height scan mirror 6 is first adjusted to the "upper" line of the visual field to be scanned.
Le rayonnement infrarouge arrivant dans le poste de guidage par l'intermédiaire du télescope 5 est guidé, comme décrit ci-dessus, par le système optique et réfléchi dans le récepteur d'image thermique 2 par l'une des pentes 13 a Du fait de la rotation de la roue polygonale, cette ligne supérieure dans le récepteur d'image thermique est balayée par la pente 13 a La lumière laser émanant de l'émetteur 3 et modulée conformément aux signaux de guidage du missile arrive, certes, également sur cette pente 13 a, mais, en raison de son 15 inclinaison, passe à c 8 té du récepteur d'image thermique 2 La roue polygonale 11 continuant de tourner, la lumière laser arrive maintenant sur la pente suivante 13 b et, traversant le système d'exploration et de visualisation 4, est envoyée au télescope par le miroir de balayage en hauteur restant à la 20 même position Du fait de la rotation de la roue polygonale, la ligne supérieure du champ visuel commun est ici aussi balayée par le rayon laser Le rayonnement infrarouge arrivant simultanément à travers le télescope 5 et dévié dans le système d'exploration et de visualisation 4 tombe aussi sur 25 la pente 13 b mais est détourné et passe à côté du récepteur d'image thermique 2 Le miroir de balayage en hauteur 6 est ensuite ajusté à la ligne suivante qui est alors balayée par l'intermédiaire des pentes successives 13 a et 13 b par le récepteur d'image thermique 2 et l'émetteur laser 3 Ce 30 processus se répète de façon cyclique jusqu'à ce que la totalité du champ visuel soit balayée, après quoi il reprend depuis le début Il va de soi que le déplacement du miroir de balayage en hauteur 6 et le mouvement de rotation de la roue The infrared radiation arriving in the guide station via the telescope 5 is guided, as described above, by the optical system and reflected in the thermal image receiver 2 by one of the slopes 13a. the rotation of the polygonal wheel, this upper line in the thermal image receiver is scanned by the slope 13a The laser light emanating from the transmitter 3 and modulated in accordance with the missile guidance signals arrives, of course, also on this slope 13, but, due to its inclination, passes to c 8 of the thermal image receiver 2 The polygonal wheel 11 continues to rotate, the laser light now arrives on the next slope 13 b and, crossing the system of 4, is sent to the telescope by the height scanning mirror remaining at the same position. Due to the rotation of the polygonal wheel, the upper line of the common visual field is here also scanned. The infrared radiation arriving simultaneously through the telescope 5 and deflected into the scanning and viewing system 4 also falls on the slope 13b but is diverted and passes by the thermal image receiver 2 The mirror 6 is then adjusted to the next line, which is then scanned via the successive slopes 13a and 13b by the thermal image receiver 2 and the laser transmitter 3. This process repeats cyclically. until the entire field of vision is scanned, after which it starts again from the beginning It goes without saying that the displacement of the scanning mirror in height 6 and the rotational movement of the wheel
polygonale 11 sont mutuellement accordés. polygonal 11 are mutually agreed.
Au lieu de munir la roue polygonale de pentes alternativement inclinées dans un sens et dans l'autre et de la faire tourner autour d'un axe fixe, il est possible de prévoir des pentes toutes inclinées dans le même sens, la réflexion alternée des systèmes optiques étant alors-obtenue par le fait que la roue polygonale est périodiquement pivotée autour de son centre, de telle sorte qu'ici aussi les rayons de l'ensemble du système d'exploration et de visualisation commun se trouvent guidés tantôt dans le sens A en direction du récepteur d'image thermique, tantôt dans l'autre sens B Instead of providing the polygonal wheel with alternately inclined slopes in one direction and the other and rotating it about a fixed axis, it is possible to provide slopes all inclined in the same direction, the alternating reflection of the systems. optics then being obtained by the fact that the polygonal wheel is periodically pivoted about its center, so that here also the rays of the entire system of exploration and common viewing are guided sometimes in the direction A in the direction of the thermal image receiver, sometimes in the other direction B
en direction de l'émetteur laser.towards the laser transmitter.
Les signaux de guidage émis par l'émetteur laser 10 peuvent être déterminés de façon usuelle dans le récepteur The guidance signals emitted by the laser transmitter 10 can be determined in the usual manner in the receiver
d'image thermique A cet effet, le missile sur son extrémité arrière peut par exemple porter une charge éclairante pyrotechnique ou analogue dont l'écart par rapport à la ligne de visée de l'appareil d'imagerie thermique est mesuré et modulé 15 en signaux de guidage. For this purpose, the missile on its rear end may for example carry a pyrotechnic flashlight or the like whose deviation from the line of sight of the thermal imaging apparatus is measured and modulated into signals. guidance.
Il est également possible de réaliser l'appareil d'imagerie thermique sous forme d'appareil de poursuite It is also possible to realize the thermal imaging apparatus in the form of tracking apparatus
automatique du but.automatic goal.
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Legal Events
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| ST | Notification of lapse |