FR2614426A1

FR2614426A1 - Goniometer for locating the position of a missile

Info

Publication number: FR2614426A1
Application number: FR8805309A
Authority: FR
Inventors: Frank-Michael Schwietzer
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1987-04-25
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1988-10-28

Abstract

The goniometer 1 locates the position of a missile 2 having an infra-red transmitter 3 at the back, the goniometer having an entrance optical system 6, a modulator 5 and a radiation receiver 7 on which the field of view S of the goniometer is reproduced by the modulator 5. In order to be able to produce an image using a single receiver 7, which enables the goniometer 1 to be connected to an automatic tracking system 13, the modulator takes the form of a liquid-crystal controlled diaphragm 5 for the entrance optical system 4. The diaphragm 5 comprises a large number of cells arranged in a matrix and capable of being individually controlled so as to be permeable or impermeable to the infra-red light. Application, for example, to the guidance of anti-tank missiles or defence against low-flying aircraft.

Description

GONIOMETRE POUR LA LOCALISATION DE LA POSITION D'UN
MISSILE
La presente invention se rapporte à un goniomètre pour la locallsation de la position d'un missile comportant a l'arrière un émetteur de rayonnement ;nfrarouge, le goniomètre présentant une optique d'entrée, un modulateur et un récepteur ae rayonnement sur lequel ie champ de vision du goniomètre est reproduit en étant module en secteurs individuels par le modulateur.GONIOMETER FOR LOCATING THE POSITION OF A
MISSILE
The present invention relates to a goniometer for locating the position of a missile comprising at the rear a radiation emitter; infrared, the goniometer having an input optics, a modulator and a radiation receiver on which the field of vision of the goniometer is reproduced by being modulated in individual sectors by the modulator.

De tels goniometres sont utilisés par exemple en liaison avec des missiles pour la défense contre les chars ou la défense contre les avions volant à basse altitude. Le missile présente à t'arrière un émetteur de rayonnement infrarouge, par exemple une composltlon lumineuse pyrotechnique. Les parties principales du goniomètre sont constituees par une optique d'entrée, un modulateur et un recepteur de rayonnement. En tant que modulateur, on utilise par exemple un disque modulateur entraîné en rotation et presentant, a partir de son axe de rotation, en alternance des secteurs perméables et imperméables a la lumiere infrarouge.Le champ de vision du goniomètre determine par l'optique d'entree est decomposé par ie modulateur, pendant la rotation de ce dernier, en secteurs individuels et est reproduit de façon modulé sur le recepteur ae rayonnement. Cela permet de déterminer en coordonnées polaires l'ecart angulaire du missile par rapport å l'axe optique du goniometre et l'encart radial du missile. En outre, il est encore possible d'évaluer lkintensite du signal provenant de la composltlon lumineuse pyrotechnique du missile, par exemple en vue ae la détermination de la distance du missile. Such goniometers are used for example in connection with missiles for defense against tanks or defense against planes flying at low altitude. The missile has at the rear an emitter of infrared radiation, for example a light pyrotechnic composition. The main parts of the goniometer are constituted by an input optic, a modulator and a radiation receiver. As a modulator, a modulating disc is used for example driven in rotation and having, from its axis of rotation, alternating permeable and impermeable sectors to infrared light. The field of vision of the goniometer determined by the optics d The input is decomposed by the modulator, during the rotation of the latter, into individual sectors and is reproduced in a modulated manner on the radiation receiver. This makes it possible to determine in polar coordinates the angular deviation of the missile with respect to the optical axis of the goniometer and the radial inset of the missile. Furthermore, it is still possible to evaluate the intensity of the signal coming from the pyrotechnic luminous composition of the missile, for example with a view to determining the distance of the missile.

La determination de i'écart du missile par rapport à l'axe optique du goniomètre peut être utilisée pour transmettre au missile des ordres de guidage qui ramènent ce dernier sur l'axe optique et conduisent à un tir au but lorsqué l'axe optique est calé sur l'obJectif. The determination of the deviation of the missile from the optical axis of the goniometer can be used to transmit to the missile guidance orders which bring the latter back onto the optical axis and lead to a shot on goal when the optical axis is set on the objective.

La détermination de signaux de guidage ne pose pas de problèmes lorsque le champ de vision du goniomètre ne contient pas d'f.Tetteurs perturbateurs qui émettent dans la même plage de longueurs d'ondes que la charge lumineuse pyrotechnique du missile. En présence de tels emetteurs perturbateurs, la détermination d'un ordre ae guidage ne peut se faire d'une manière simple uniquement lorsqu'une discrimination univoque est possible entre la charge lumineuse pyrotechnique du missile et un émetteur perturbateur. The determination of guidance signals poses no problem when the field of vision of the goniometer does not contain disturbing transmitters which emit in the same wavelength range as the pyrotechnic light charge of the missile. In the presence of such disturbing transmitters, the determination of a guidance order cannot be done in a simple manner only when unequivocal discrimination is possible between the pyrotechnic light charge of the missile and a disturbing transmitter.

Pour ces raisons, il n'est pas possible de relier le goniomètre directement à un système de poursuite automatique ("tracker") qui automatise le guidage du missile sur l'ob1ectlf. Il est vrai que ces problèmes peuvent être resclus en cas d'utilisation, à la place d'un goniometre, d'un système de reparoduction, par exemple un récepteur a dispositifs à transfert de charges qui peut alors être suivi d'un système de poursuite automatique. For these reasons, it is not possible to connect the goniometer directly to an automatic tracking system ("tracker") which automates the guidance of the missile on the object. It is true that these problems can be resolved if a reparoduction system is used instead of a goniometer, for example a receiver with charge transfer devices which can then be followed by a automatic tracking.

La présente invention a pour obJet de réaliser, pour un goniometre du type défini ci-dessus, un dispositif simple permettant une bonne discrimination des signaux utiies et des signaux perturbateurs. The object of the present invention is to produce, for a goniometer of the type defined above, a simple device allowing good discrimination of the used signals and the disturbing signals.

Selon 11 invention, le modulateur est constitué par un diaphragme commande à cristaux liquides pour l'optique d'entrée, présentant un grand nombre de cellules disposées à la manière d'une matrice et pouvant être commandées individuellement à l'aide d'un circuit modulateur de manière àwêtre perméables ou imperméables à la lumière infrarouge. According to the invention, the modulator is constituted by a liquid crystal control diaphragm for the input optics, having a large number of cells arranged in the manner of a matrix and which can be controlled individually using a circuit. modulator so as to be permeable or impermeable to infrared light.

Suivant l'invention, on remplace donc un disque modulateur normalement utilisé par un diaphragme commandé à cristaux liquides qui permet d'explorer le champ de vision du goniomètre ae façon commandee par zones partielles. On obtient ainsi. à l'aide d'un unique récepteur, un système quasi de reproduction. La position des zones partielles est transmise au circuit d'exploitation pour les signaux du récepteur de rayonnement et synchronisée avec ce dernier, de sorte qu'il est possible de déterminer, à partir des signaux du récepteur de rayonnement. les coordonnées du missile ou d'un émetteur perturbateur, directement en coordonnées cartesiennes. A ce suret, il est possible de commander soit une ceiiuie du diaphragme à cristaux liquides, soit des groupes de cellules voisines.Ce procédé permet d'agir sur la resolution du goniomètre. Il est ainsi par exemple, possible d'explorer le champ de vision du goniomètre par zones partielles relativement importantes, par commande du diaphragme a cristaux liquides en un faible nombre de groupes, tant que le missile se trouve encore au voisinage du goniomètre. Lorsque la distance du missile augmente, il est possible de réduire la zone partielle explorée. En outre, il n'est alors plus nécessaire d'explorer tout le champ de vislon du goniomètre ; il suffit au contraire d'explorer uniquement une zone située autour du missile. De cette manière, il est également possible de discriminer et d'éliminer de façon univoque des émetteurs perturbateurs. According to the invention, a modulating disc normally used is therefore replaced by a diaphragm controlled by liquid crystals which makes it possible to explore the field of vision of the goniometer in a controlled manner by partial zones. We get this. using a single receiver, a quasi-reproduction system. The position of the partial areas is transmitted to the operating circuit for the signals from the radiation receiver and synchronized with the latter, so that it is possible to determine from the signals from the radiation receiver. the coordinates of the missile or a disruptive transmitter, directly in Cartesian coordinates. In this case, it is possible to control either a cell of the liquid crystal diaphragm, or groups of neighboring cells. This process makes it possible to act on the resolution of the goniometer. It is thus for example possible to explore the field of vision of the goniometer in relatively large partial areas, by controlling the liquid crystal diaphragm in a small number of groups, as long as the missile is still in the vicinity of the goniometer. As the distance of the missile increases, it is possible to reduce the partial area explored. In addition, it is no longer necessary to explore the entire field of vision of the goniometer; on the contrary, it suffices to explore only an area around the missile. In this way, it is also possible to uniquely discriminate and eliminate interfering transmitters.

Les cellules du diaphragme à cristaux liquides peuvent être disposées en lignes et colonnes. The cells of the liquid crystal diaphragm can be arranged in rows and columns.

Suivant une autre caractéristique, les cellules peuvent être commandées par groupes de cellules voisines. According to another characteristic, the cells can be controlled by groups of neighboring cells.

En se référant au dessin annexé, on va décrire ciaprès plus en détail un exemple de réalisation illustratif et non limitatif de l'invention ; sur le dessin
la figure 1 représente schématiquement la structure d'un goniomètre conforme à l'invention pour déterminer l'écart d'un missile par rapport à l'axe optique du goniomètre
la figure 2 est une représentation schématique d'un diaphragme a cristaux liquides utilisé dans le goniomètre suivant la figure l. Referring to the appended drawing, an illustrative and nonlimiting exemplary embodiment of the invention will be described below in more detail; on the drawing
FIG. 1 schematically represents the structure of a goniometer according to the invention for determining the deviation of a missile from the optical axis of the goniometer
FIG. 2 is a schematic representation of a liquid crystal diaphragm used in the goniometer according to FIG. 1.

Sur la figure l est illustré un goniomètre 1 pour déterminer l'écart d'un missile 2 par rapport à l'axe optique h du goniomètre. Le missile 2 présente à l'arrière une composition lumineuse pyrotechnique 3 qui émet dans la zone infrarouge sur laquelle est également reglé le goniomètre. In FIG. 1 is illustrated a goniometer 1 for determining the distance of a missile 2 from the optical axis h of the goniometer. The missile 2 has at the rear a pyrotechnic light composition 3 which emits in the infrared zone on which the goniometer is also adjusted.

Le goniomètre l présente une optique d'entrée 4, un diaphragme à cristaux liquides 5, une optique intermédiaire 6, un émetteur de rayonnement 7, un circuit d'exploitation 8 pour les signaux de sortie du récepteur de rayonnement et un circuit de commande 9 pour le diaphragme à cristaux liquides 5. Le champ de vision S que présente le goniomètre l autour de l'axe optique A est reproduit par optique d'entrée 4 sur le diaphragme à cristaux liquides 5 et par l'optique intermédiaire 6 sur le récepteur de rayonnement 7. The goniometer l has an input optic 4, a liquid crystal diaphragm 5, an intermediate optic 6, a radiation emitter 7, an operating circuit 8 for the output signals of the radiation receiver and a control circuit 9 for the liquid crystal diaphragm 5. The field of view S presented by the goniometer l around the optical axis A is reproduced by input optics 4 on the liquid crystal diaphragm 5 and by the intermediate optics 6 on the receiver radiation 7.

Le diaphragme å cristaux liquides 5 représenté schematiquement sur la figure 2 présente un grand nombre de cellules 9 disposées en lignes et colonnes, ces cellules pouvant être commandees individuellement par le circuit de commande 9 a l'aide de conducteurs de lignes il et de conducteurs de colonnes 12. Sans commande, les cellules 10 bloquent le passage de la lumière à travers le diaphragme a cristaux liquides. Lorsque les cellules 10 sont commandées, elles sont perméables à la lumière infrarouge de la composition lumineuse 3.Le circuit de commande 9 commande successivement les cellules 10 du diaphragme a cristaux liquides dans les différentes lignes, de sorte que le récepteur de rayonnement S reçoit uniquement de la lumière provenant des petites zones partielles associees du champ de vision S. Cette exploration du champ de vision S s'effectue de préférence de manière qu'apres le lancement du missile, en vue de l'acquisition ae ce dernier, on commande d'abord des groupes relativement importants de cellules. voisines dans plusieurs lignes et colonnes, -de sorte que le champ de vision S est exploré grossièrement. Un tel groupe G est indiqué en tirets sur la figure 2. Lorsque le missile est acquis dans le champ de vision, le groupe est réduit afin de ne plus sélectionner qu'un plus petit secteur d'image, le cas écheant à tel point que plus que des cellules 1u individuelles se trouvent alors commandées. Par l'exploration du champ de vision a l'aide du diaphragme commandé, il se produit ainsi une image. L'exploration du champ de vision par le circuit de commande 9 et le diaphragme à cristaux liquides 5 est transmise de façon synchrone au circuit d'exploitation 8 à la sortie duquel les signaux d'image sont alors disponibles par exemple en vue d'un systeme de poursuite automatique 13 qui peut par exemple émettre des ordres de guidage au missile 2 en passant par un fil de guidage 14. The liquid crystal diaphragm 5 shown diagrammatically in FIG. 2 has a large number of cells 9 arranged in rows and columns, these cells being able to be individually controlled by the control circuit 9 using line conductors 11 and columns 12. Without control, cells 10 block the passage of light through the liquid crystal diaphragm. When the cells 10 are controlled, they are permeable to the infrared light of the light composition 3. The control circuit 9 successively controls the cells 10 of the liquid crystal diaphragm in the different lines, so that the radiation receiver S receives only light coming from the small associated partial zones of the field of vision S. This exploration of the field of vision S is preferably carried out in such a way that after launching the missile, with a view to acquiring the latter, command d relatively large groups of cells. neighbors in several rows and columns, -so that the field of vision S is roughly explored. Such a group G is indicated in dashes in FIG. 2. When the missile is acquired in the field of vision, the group is reduced so as to no longer select a smaller image sector, the case falling to such an extent that more than individual 1u cells are then controlled. By exploring the field of vision using the controlled diaphragm, an image is thus produced. The exploration of the field of vision by the control circuit 9 and the liquid crystal diaphragm 5 is transmitted synchronously to the operating circuit 8 at the output of which the image signals are then available for example for a automatic tracking system 13 which can, for example, issue guidance orders to missile 2 via a guide wire 14.

Claims

1. Goniometry for locating the position of a missile having an infrared radiation emitter at the rear, the goniometer having an input optic, a modulator and a radiation receiver on which the field of vision of the goniometer is reproduced being modulated in sectors by the modulator, characterized in that the modulator is constituted by a liquid crystal diaphragm (5) for the input optics (4), this diaphragm having a large number of cells (10) arranged in the form of a matrix and capable of being individually controlled using a modulator circuit (9) so as to be permeable or impermeable to infrared light.

2. Direction finding according to claim 1, characterized in that the cells (10) of the liquid crystal diaphragm (5) are arranged in rows and columns.

3. Goniometer according to claim 1 or 2, characterized in that the cells (10) can be controlled by groups (G) of neighboring cells.