FR2607915A1 - FLYING GUIDANCE SYSTEM - Google Patents

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    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/24Beam riding guidance systems
    • F41G7/26Optical guidance systems
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Abstract

SYSTEME DE GUIDAGE D'ENGIN VOLANT COMPORTANT UN PROJECTEUR DE FAISCEAU DE GUIDAGE OPTIQUE ET FONCTIONNANT SELON LE PROCEDE DE GUIDAGE SUR FAISCEAU A MODULATION DE CHAMP D'IMAGE. UN DIAPHRAGME DE PHASE 2 EST DISPOSE MOBILE DANS LA MARCHE 1 DU RAYON LASER. LE PROFIL DE PHASE 3 DE CE DIAPHRAGME EST CONVERTI EN PROFIL 7 D'AMPLITUDE OU D'INTENSITE DANS LE PLAN IMAGE 11 DE L'OPTIQUE 100 DU PROJECTEUR.FLYING MACHINE GUIDANCE SYSTEM INCLUDING AN OPTICAL GUIDING BEAM PROJECTOR AND OPERATING ACCORDING TO THE IMAGE FIELD MODULATION BEAM GUIDING PROCESS. A PHASE 2 DIAPHRAGM IS MOBILE IN STEP 1 OF THE LASER RAY. THE PHASE 3 PROFILE OF THIS DIAPHRAGM IS CONVERTED TO PROFILE 7 OF AMPLITUDE OR INTENSITY IN THE IMAGE 11 OF THE OPTICAL 100 OF THE PROJECTOR.

Description

Svstème de cuidaae d'enain volant L invention concerne un système deThe invention relates to a flying cuidaae system.

guidage d'engin volant au moyen d'un projecteur de faisceau de guidage optique, fonctionnant selon le procédé de guidage sur faisceau à modulation de champ d'image. De tels systèmes de guidage d'engin volant sont connus dans différents modes de réalisation. Dans de nombreux cas, ils ont pris la place des systèmes de faisceau de guidage a balayage d'image, car ils garantissent un repérage de l'engin volant avec une grande précision, avec une dépense technique relativement réduite. Ces systèmes de faisceau de guidage rendent superflus les miroirs et prismes de balayage à rotation a haute fréquence ainsi que les synchronisations entre les différents degrés de liberté de balayage,  guidance of a flying object by means of an optical guide beam projector, operating according to the image field modulation beam guidance method. Such flying machine guidance systems are known in different embodiments. In many cases, they have taken the place of image scanning guide beam systems, because they guarantee a location of the flying object with great precision, with a relatively reduced technical expense. These guide beam systems make mirrors and high-frequency rotating scanning prisms superfluous as well as the synchronizations between the different degrees of scanning freedom,

et de plus, la largeur de bande des signaux peut rester réduite.  and furthermore, the bandwidth of the signals may remain reduced.

Or, les procèdes de modulation d'image employes sur ces systemes possedent le grand inconvenient que seul une petite lntensite du faisceau de guidage est disponible, ce qui est du au grand angle d'ouverture du cone de faisceau de guidage, la totalité du champ visuel etant éclairée simultanément. Cet inconvenient est encore accentue par le fait qu'une partie Importante de la puissance optique d'émission - typiquement même 50% - est absorbee ou reflechie par les zones impermeables du diaphragme de modulateur et  However, the image modulation methods used on these systems have the great disadvantage that only a small intensity of the guide beam is available, which is due to the large opening angle of the guide beam cone, the entire field visual being illuminated simultaneously. This drawback is further accentuated by the fact that a significant part of the optical transmission power - typically even 50% - is absorbed or reflected by the impermeable zones of the modulator diaphragm and

ne peut donc etre utilisee pour la transmission de signaux.  therefore cannot be used for signal transmission.

La presente invention a pour but d'eliminer les inconvenients de l'état de l'art pour les systèmes de guidage d"engin volant cites au début, et de creer un systeme de' faisceau de guidage ou la totalité de la puissance de rayonnement de la source lumineuse peut être utilisee pour la formation de l'échantillon spatial de faisceau  The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the state of the art for the guidance systems of the flying machine mentioned at the beginning, and to create a system of a guide beam or all of the radiation power. of the light source can be used for the formation of the spatial beam sample

de guidage. -guide. -

Ce but est atteint dans le cas d'un système de guidage d'engin volant au moyen d'un projecteur de faisceau de guidage optique, fonctionnant selon le procede de guidage sur faisceau a modulation de champ d'image, en ce qu'un diaphragme de phase est dispose mobile -2- en tant que diaphragme de modulateur dans la marche du rayon laser, le profil de phase de ce diaphragme etant converti en un profil d'amplitude ou d'lntensite dans le plan image de l'optique au  This object is achieved in the case of a system for guiding a flying machine by means of an optical guide beam projector, operating according to the method of guidance on beam with image field modulation, in that a phase diaphragm is movable -2- as a modulator diaphragm in the path of the laser beam, the phase profile of this diaphragm being converted into an amplitude or intensity profile in the image plane of the optics at

projecteur. La description cl-dessous explique un exemple de  projector. The description below explains an example of

réalisation dont la configuration et le fonctionnement sont esquisses par les figures du dessin, sur lequel la figure 1 represente de façon schematique une configuration de l'optique du projecteur de faisceau de guidage, la figure 2 represente un diagramme concernant la modulation d'intensite pour chaque variation de phase, et la figure 3 represente une esquisse schematique pour la conversion d'un profil de phase de forme rectangulaire en un profil d'lntensite. La figure I represente un exemple de realisation de l'optique 100 du projecteur de faisceau de guidage, ou selon le procede de contraste de phase connue en sol, le profil de phase 3, confére au rayon laser optique I par le diaphragme de phase 2, est converti sans pertes substentielles de puissance en un profil d'amplitude ou d'intensité 7. Le diaphragme de phase 2 peut par exemple être une plaque transparente en verre ou en germanium avec une epaisseur optique 2a dépendant du lieu d'utilisation, cette plaque etant éclairée de maniere cohérente et utilisant ainsi la totalité de la puissance de rayonnement de la source lumineuse pour la formation de l'échantillon spatial de faisceau de guidage. Une fixation appropreiée du profil d'épaisseur optique 2a aussi bien du diaphragme de phase 2 que de la lame de phase 5, disposee dans le plan Fourier de l'objectif, produit dans le plan Image Il (lentille de champ 6) un profil d'amplitude ou d'intensité 7 contraste et entierement module. C'est-a-dire que le profil de phase 3, que produit le diaphragme de phase 2 disposé mobile dans la marche du faisceau, est converti dans le plan image II en profil d'intensité 7 et emis par  embodiment the configuration and operation of which are sketched by the figures in the drawing, in which FIG. 1 schematically represents a configuration of the optics of the guide beam projector, FIG. 2 represents a diagram concerning the intensity modulation for each phase variation, and FIG. 3 represents a schematic sketch for the conversion of a phase profile of rectangular shape into an intensity profile. Figure I represents an exemplary embodiment of the optics 100 of the guide beam projector, or according to the phase contrast method known in the ground, the phase profile 3, imparted to the optical laser beam I by the phase diaphragm , is converted without substantial power losses into an amplitude or intensity profile 7. The phase 2 diaphragm can for example be a transparent glass or germanium plate with an optical thickness 2a depending on the place of use, this plate being lit in a coherent manner and thus using all of the radiation power of the light source for the formation of the spatial sample of the guide beam. Appropriate fixing of the optical thickness profile 2a of both the phase diaphragm 2 and the phase plate 5, arranged in the Fourier plane of the objective, produced in the Image II plane (field lens 6) a profile of amplitude or intensity 7 contrast and fully modulated. That is to say that the phase profile 3, produced by the phase 2 diaphragm disposed mobile in the path of the beam, is converted in the image plane II into intensity profile 7 and emitted by

l'objectif de projection 8.the projection lens 8.

Si le diaphragme de phase 2 effectue un mouvement approprie dans un plan perpendiculaire a l'axe de rayonnement 12, le profil d'ilntensite 7 du faisceau de guidage 1 se deplace egalement. Un recepteur fixe peut maintenant déterminer, a partir du signal module  If the phase diaphragm 2 performs an appropriate movement in a plane perpendicular to the radiation axis 12, the intensity profile 7 of the guide beam 1 also moves. A fixed receiver can now determine, from the module signal

reçu, la position de celui-ci dans le cône de faisceau de guidage.  received, the position thereof in the guide beam cone.

Les figures 2 et 3 indiquent la conversion d'un profil de phase de forme rectangulaire en un profil d'intensité de façon si évidente  Figures 2 and 3 show the conversion of a rectangular phase profile to an intensity profile so clearly

que des expl:cations supplémentaires semblent superflues.  that additional explanations seem superfluous.

Reste a mentionner que le profil d'épaisseur optique 2a du diaphragme de phase 2 et de la lame de phase 1 0 (A=wT/2) 5 peut etre produit par exemple par l'application d'une couche diélectrique d'une structure déterminée sur une lame plane, a l'aide  It remains to be mentioned that the optical thickness profile 2a of the phase diaphragm 2 and of the phase plate 1 0 (A = wT / 2) 5 can be produced for example by the application of a dielectric layer of a structure determined on a flat blade, using

de procedés epitaxiaux et photolithographiques.  epitaxial and photolithographic processes.

Ce systeme de guidage d'engin volant propose permet de generers des echantillons d'intensité sans les pertes de transmission habituelles au niveau de la structure du diaphragme. Or, avec la même puissance de la source lumineuse, on- obtient un rapport  This steering system guidance system allows you to generate intensity samples without the usual transmission losses at the diaphragm structure. However, with the same power of the light source, we obtain a ratio

signal/bruit bien supérieur sur le receptouL.  much better signal / noise on the receiver.

- 4 -- 4 -

Claims (7)

RevendicationsClaims 1. Systeme de guidage d'engin volant au moyen d'un projecteur de faisceau de guidage optique, fonctionnant selon le procède de guidage sur faisceau a modulation de champ d'image, caracterise en ce qu'un diaphragme de phase (2) est dispose mobile en tant que diaphragme de modulateur dans la marche (1) du rayon laser, le profil de phase (3) de ce diaphragme étant converti en un profil (7) d'amplitude ou d'intensité dans le plan image (11) de l'optique  1. System for guiding a flying object by means of an optical guide beam projector, operating according to the method of beam guiding with image field modulation, characterized in that a phase diaphragm (2) is has mobile as a modulator diaphragm in the path (1) of the laser beam, the phase profile (3) of this diaphragm being converted into a profile (7) of amplitude or intensity in the image plane (11) optics (100) du projecteur.(100) of the projector. 2. Systeme de guidage d'engin volant selon la revendication 1, caractérise en ce que le diaphragme de phase (2) est constitue par une plaque transparente, par exemple en verre ou en germanium, avec  2. Flying device guidance system according to claim 1, characterized in that the phase diaphragm (2) is constituted by a transparent plate, for example made of glass or germanium, with un profil d'épaisseur (2a) optique.  an optical thickness profile (2a). 3. Système de guidage d'engin volant selon la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que l'optique (100) du projecteur de 1 5 faisceau de guidage présente dans le plan objet (9) le diaphragme de phase (2) mobile et la lentille (4) disposee apres celui-ci pour l'image intermediaire, et qu"une lame de phase (5) est disposee dans le plan de Fourier (10) et une lentille de champ (6) dans le plan  3. Flying device guidance system according to claim 1 or 2, characterized in that the optics (100) of the guide beam projector 5 present in the object plane (9) the phase diaphragm (2) mobile and the lens (4) arranged after this for the intermediate image, and that a phase plate (5) is arranged in the Fourier plane (10) and a field lens (6) in the plane image (11).picture (11). 4. Système de guidage d'engin volant selon l'une quelconque des  4. Flying device guidance system according to any one of revendications 1 à 3, caractérise en ce que la qualite de modulation  claims 1 to 3, characterized in that the modulation quality et le contraste du profil d'amplitude ou d'Intensite (7) peuvent être determines par le profil d'épaisseur (2a) optique choisi du  and the contrast of the amplitude or Intensite profile (7) can be determined by the optical thickness profile (2a) chosen from the diaphragme de phase (2) et de la lame de phase (5).  phase diaphragm (2) and phase plate (5). 2 5  2 5 5. Système de guidage d'engin volant selon l'une quelconque des5. Flying device guidance system according to any one of revendications 1 a 4, caractérise en ce que l'importance de la  claims 1 to 4, characterized in that the importance of the modulation d'intensité (profil d'intensité 7) dans le plan image (11) peut être déterminee par la variation de phase du rayonnement  intensity modulation (intensity profile 7) in the image plane (11) can be determined by the phase variation of the radiation (1) dans le plan objet (9).(1) in the object plane (9). 6. Système de guidage d'engin volant selon l'une quelconque des  6. Flying device guidance system according to any one of revendications 1 à 5, caractérise en ce que le diaphragme de phase  Claims 1 to 5, characterized in that the phase diaphragm - 5- (2) est deplaçable dans un plan perpendiculaire a l'axe de  - 5- (2) is movable in a plane perpendicular to the axis of rayonnement (12).radiation (12). 7. Systeme de guidage d'engin volant selon l'une quelconque des  7. Flying device guidance system according to any one of revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le profil d'epaisseur  Claims 1 to 6, characterized in that the thickness profile (2a) optique du dlaphragme de phase (2) est produit par l'application d'une couche diélectrique d'une structure déterminee sur une lame plane au moyen de procédés epitaxlaux ou photolithographiques.  (2a) optics of the phase dlaphragm (2) is produced by the application of a dielectric layer of a determined structure on a plane plate by means of epitaxial or photolithographic methods.
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GB2199716B (en) 1990-09-19
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