FR2639102A1 - Dispositif de guidage d'un missile - Google Patents

Abstract

Dispositif de guidage d'un missile doté d'un répondeur qui, un temps défini après l'illumination du missile par le radar, renvoie au radar un signal réponse de la même fréquence. L'électronique de l'unité de production des signaux radar 10, du missile FK reçoit lors du lancement de celui-ci des informations qui correspondent à une séquence, apparemment statistiquement variable, de fréquences radar choisies pseudo-aléatoirement et lui permettent de reconnaître le principe de formation ou l'algorithme de manière que pour le missile FK, il se produise un train de fréquences déterministe ainsi qu'une syntonisation sur des fréquences connues.

Description

DISPOSITIF DE GUIDAGE D'UN MISSILE

L'invention se rapporte à un dispositif de guidage d'un missile doté d'un répondeur qui, un temps exactement défini après l'illumination du missile FK par le radat, renvoie au radar un signal réponse de la même fréquence radar. Dans les procédés connus de guidage d'un missile - ci-après toujours désigné FK - la localisation du FK dans l'espace, ou même que son vecteur direction, est suivie et mesurée à partir de la base de lancement à l'aide d'un dit "traceur". Ce traceur - esquissé à la figure i - est généralement constitué dans la technique radar par un émetteur de repérage dont l'antenne ou les antennes sont installées en queue du missile et qui

facilite la formation de "l'écartométrie différentielle" -

We -. Voir figure 2 à ce sujet.

L'émetteur de repérage émet généralement une onde sinusoïdale continue (signal CW) dont la fréquence est voisine de la fréquence radar qui est utilisée dans le

canal de l'objectif (canal de la cblie) - volr figure 2' -

pour la poursuite de l'objectif en mode radar. L'ecart de fréquence entre la fréquence radar et la frequence de l'émetteur de repérage doit certes être suffisamment grand pour éviter une interférence mutuelle perturbatrice,

en partlculler du canal radar.

A la place de l'émetteur de repérage, on peut aussi employer un transpondeur - répondeur - qui, un temps exactement défini après l'illumination du missile par le radar, renvoie un signal réponse au radar. La fréquence du transpondeur peut coïncider avec la fréquence radar ou bien, comme dans l'émetteur de repérage représente, on peut prévoir un écart de fréquence. Quelque soit le cas, l'emploi du transpondeur permet non seulement de mesurer

la direction, mais aussi la distance du missile.

Dans le cadre des contre-mesures électroniques ("ECM = Electronic Counter Measures"), le canal de l'émetteur de repérage constitue un point faible dans le dispositif. Si la fréquence de l'émetteur de repérage est connue, le dispositif peut être brouillé très facilement

et efficacement sur cette fréquence.

Comme contre-contre-mesure électronique (ECCM = Electronic Counter Counter Measure"), il est usuel de ne pas faire fonctionner tous les missiles ou leurs émetteurs de repérage à la même fréquence, mais de régler la fréquence des émetteurs de repérage à une valeur qui est fixe par missile et qui peut se situer dans une certaine bande de fréquence. Une variante de ce procede consiste à admettre plusieurs fréquences, par exemple trois fréquences différentes de l'émetteur de repérage, auquel cas, au moment du lancement du missile, on décide d'abord sur laquelle de ces trois fréquences fonctionnera

l'emetteur de repérage à chaque fois considéré.

L'efficacité de ces contre-contre-mesures électroniques est déjà soumise à l'étroites limites par le simple fait que le procédé précité est relativement rigide et que la fréquence de l'émetteur de repérage, pour avoir l'exactitude de mesure nécessaire, ne peut pas être aussi éloignée que l'on veut de la fréquence radar,

mais doit être aussi voisine que possible.

Si le radar fonctionne à une fréquence fixe, le canal du répondeur peut aussi être brouillé relativement facilement. Pour augmenter la résistance au brouillage du radar et pour ladite "réduction de la lueur", il a été proposé par l'état de la technique d'utiliser ladite "méthode des fréquences sauteuses". Ici, on fait varier arbitrairement la fréquence radar d'une impulsion à la suivante dans une bande de fréquence relativement large. La largeur de la bande des fréquences sauteuses est par exemple limitée par la largeur de la bande de l'antenne radar et peut par exemple correspondre à environ 5 à 10% de la fréquence porteuse. Dans le cas d'une longueur d'onde radar, par exemple dans la bande Ku, l'intervalle des fréquences à l'intérieur duquel la fréquence radar peut "sauter d'une

fréquence à l'autre" est alors de 1 à presque 2 GHz.

Cette largeur de bande doit être considérée par rapport à la largeur de bande d'un signal radar pulsé à fréquence porteuse constante pouvant par exemple être de 10 MHz. La largeur de bande du rayonnement radar est pratiquement augmentée du facteur 100 ou plus par la méthode des fréquences sauteuses et la sensibilité au brouillage du radar est naturellement réduite dans les mêmes proportions. Or, de nombreux procédés de traitement cohérents des signaux et de suppression des échos parasites - à savoir l'indication cohérente des cibles en évolution et le procédé pulsé - Doppler - exigent de maintenir très

exactement la fréquence radar d'une impulsion à l'autre.

Mais même avec ces procédés, il y a possibilité d'utiliser les avantages de la méthode des fréquences sauteuses, notamment sous la forme d'une réunion d'impulsions voisines en groupes, la fréquence radar des impulsions de chaque groupe, c'est-à-dire dans l'intervalle dudit traitement cohérent, étant constante

et étant arbitrairement changée d'un groupe à l'autre.

Ici, on parle d'"agilité de fréquences" de groupe à groupe. En résumé, on doit cependant constater qu'en raison de la grande largeur de bande exigée dans le procédé de fréquences sauteuses et de la nécessité inverse de respecter un ecart de fréquence pas trop important entre le canal radar et le canal de l'émetteur de repérage, une combinaison fructueuse des deux procédes

n'est guère possible ou difficile à réaliser avec succès.

L'emplol d'un transpondeur (répondeur) dans un radar de poursuite à agilité de fréquences, offre de meilleures possibilités. Pour le filtrage Doppler en vue de la discrimination des échos de sol ou des échos parasites (par exemple de la pluie), le radar a par exemple à chaque fois besoin de dix impulsions de la même fréquence. Lorsque la première des dix impulsions radar est captee par le missile dans la partie récepteur du transpondeur, elle est utilisée pour accorder le transpondeur à la nouvelle fréquence radar. Les autres impulsions radar peuvent être comptées par le missile et après la dernière impulsion radar reçue à une fréquence déterminée, le répondeur du missile renvoie à la base de lancement une impulsion réponse avec un retard défini et exactement à la même fréquence radar. A partir du retard de l'impulsion réponse après la dernière impulsion radar à une fréquence donnée - c'est-à-dire avant le changement de fréquence suivant - on a la possibilité, sur la base du temps de retard établi dans le répondeur, de déterminer à l'endroit de l'installation de guidage, le temps de parcours aller et retour jusqu'au missile et par

conséquent la distance par rapport à celui-ci.

Mais ce procédé aussi présente un inconvénient majeur, car un procédé de guidage avec répondeur dans le missile, fonctionnant comme précédemment décrit, utilise, certes, pleinement les avantages des fréquences sauteuses ou de l'agilité de fréquence côté radar, mais non côté missile, attendu que celui-ci, à chaque variation de fréquence du radar, doit d'abord reconnaître la nouvelle fréquence puis se régler dessus. Il y a donc risque que le répondeur soit "dévoyé" par un émetteur de brouillage suffisamment fort fonctionnant dans la fréquence et soit ainsi "dérobé" au système missile, un peu comme un dit "voleur de grilles de fréquences" manipule à son profit

des objectifs déjà repérés.

La présente invention a pour objet de mettre au point un dispositif de guidage du type précité qui élimine les inconvénients ci-dessus mentionnés de l'état de la technique et qui soit conçu de manière à présenter

une augmentation considérable de sa résistance aux contre-

mesures électroniques, cette augmentation correspondant numériquement en ordre de grandeur au rapport des

largeurs de bandes avec et sans agilité de fréquences.

Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que l'électronique de l'unité de production des signaux radar du missile FK reçoit lors du lancement de celui-ci des informations qui correspondent à une séquence, apparemment statistiquelment variable, de fréquences radar choisies pseudo-aléatoirement et lui permettent de reconnaître le principe de formation ou l'algorithme de manière que pour le missile FK, il se produise un train de frequences déterministe (non statistique) ainsi qu'une syntonisation adéquate sur des

fréquences connues.

Dans le dispositif de guidage selon l'invention, l'unité de production des signaux radar est avantageusement pourvue d'une centrale de fréquences (synthétiseur) qui, en succession apparemment aléatoire, sélectionne la fréquence d'émission à chaque fois retenue

dans un spectre de fréquences porteuses données.

Il est par ailleurs prévu d'associer à l'unité de production des signaux radar un générateur de nombres aléatoires (générateur de nombres pseudoaléatoires) qul produit l'indice "n" de la fréquence porteuse suivante

"fn"et, avec cette valeur la fréquence suivante.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le répondeur du missile FK est également doté d'un générateur de nombres pseudo-aléatoires de même type que

celui associé à l'unité de production des signaux radar.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la transmission des informations du générateur de nombres aléatoires de l'unité de production des signaux radar au répondeur du missile FK s'effectue avant le lancement de celui-ci par un câble de liaison - un dit cordon

ombilical.

Dans un autre mode de réalisation du dispositif de guidage selon l'invention, le générateur de nombres pseudo-aléatoires du répondeur est muni dès sa fabrication d'une position zéro ou initiale aleatoire et le flot d'informations parvient par le câble de liaison au générateur de nombres pseudo-aléatoires de l'unité de production des signaux radar. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, la succession des fréquences radar est déterminée dans un registre à décalage qui mémorise toutes les fréquences intervenant pendant la durée du vol du missile FK et produit la fréquence momentanée à la fin

de la chaîne du registre à décalage.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le contenu complet du registre à décalage est transféré au registre à décalage du répondeur du missile FK au moment du lancement et les fréquences pseudo-aléatoires produites pendant le vol sont

classifiées en tant que déterministes.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention c'est uniquement au missile FK, prêt au lancement et éventuellement raccordé au radar par le câble de liaison, que l'on communique les informations ou

la clef des fréquences.

Il est par ailleurs préférable que la "réponse" du répondeur s'effectue à une fréquence décalée d'une

grandeur connue par rapport à la fréquence radar réelle.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la

description de modes de réalisation pris comme exemples

mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé.

sur lequel: la figure i est un schéma illustrant le principe du guidage d'un missile; la figure 2 est un schéma illustrant le principe de la mesure de la dérive avec un radar de conduite de tir, tel qu'il est également connu dans l'état de la technique; la figure 3 est un schéma synoptique d'un exemple de realisation de la combinaison d'un émetteur radar et d'un répondeur avec cordon ombilical et générateur de nombres pseudo-aléatoires; la figure 4 est un schéma synoptique d'un autre exemple de réalisation de la combinaison d'un émetteur radar et d'un répondeur avec structure à registre à

décalage en tant qu'éléments de mémoire.

L'idée de l'invention consiste à communiquer à l'électronique du missile au moment de son lancement ou peu avant ou immédiatement après l'information nécessaire

pour reconnaître dans la séquence, apparemment statis-

tiquement variable, des fréquences d'émission radar choisies pseudoaléatoirement, le principe de la formation ou l'algorithme, de manière que, pour le missile, il ne se produise aucune suite de fréquences statistiques, mais une suite de fréquences déterministe et qu'ainsi la recherche d'une nouvelle fréquence dans la bande très large des fréquences sauteuses soit remplacée par une syntonisatlon adéquate sur des fréquences connues "à priori". Cette possibilité et ses avantages étalent

jusqu'à présent ignorés de l'état de la technique.

L'invention est décrite et expliquée plus en détail à l'aide de l'exemple de la figure 3. Le radar de conduite de tir à agilité de fréquences reçoit la fréquence radar d'une centrale ioa de l'unité de production des signaux radar 10 laquelle sélectionne la fréquence d'émission à chaque fois retenue suivant un principe apparemment aléatoire ou en succession apparemment aléatoire dans un spectre de fréquences porteuses données par exemple de 100 fréquences différentes - ayant des écarts réciproques de respectivement 10 MHz. Les fréquences sont par exemple déslgnees par f0 à f99. L'indice n 13a de la fréquence porteuse suivante fnl3 est produit par un générateur de nombres pseudo-aléatoires 16 qui est connu par la technique des calculateurs numériques et qui ne produit tout d'abord que des nombres à virgule flottante z dans l'intervalle ouvert 0 < z < 1. Par multiplication par le facteur 100 et suppression du reste après la virgule, on obtient l'indice n: n = partie entière de: (100.z) et avec cette valeur "n", on produit la fréquence

suivante.

La succession des fréquences apparaît déterministe pour un observateur qui, en plus de la connaissance du clrcuit du générateur de nombres aléatoires 16, connaît

le contenu initial de ses registres internes.

Selon l'invention, le transpondeur 30 du missile comporte un élément homologue 34 faisant pendant au générateur de nombres pseudo-aléatoires 16. Au moment mentionné du lancement ou peu auparavant - éventuellement même immédiatement après - le contenu numérique des registres internes du générateur de nombres aléatoires 16 du radar ou de l'unité de production des signaux radar 10 est communiqué au missile et avec cette information, le générateur de nombre pseudo-aléatoires 34 du missile est

quasiment synchronisé.

Dans l'exemple de réalisation représenté, cette transmission d'informations au missile est effectuée avant le lancement au moyen d'un dit cordon ombilical du missile. L'avantage de cette transmission avant le lancement réside dans le fait qu'elle offre une sécurité contre le brouillage encore plus grande que dans le cas d'une

synchronisation après le lancement.

Dans une variante équivalente de l'exemple de réalisation décrit, le sens du flot d'informations

transmis par le cordon ombilical peut aussi être inversé.

Dans ce cas, le missile, dès sa fabrication, comporte une position 0 ou initiale aléatoire du générateur de nombres pseudo-aléatoires 34. Au moment de la synchronisation ou du lancement, les registres internes du générateur de chiffres pseudo-aléatoires 16 du radar prennent en compte le contenu du générateur 34 du missile. A partir de cet instant, les deux genérateurs 16, 34 à chaque changement

de fréquence produisent également les mêmes séries.

Les deux possibilités qui viennent d'être décrites doivent être considérées comme équivalentes lorsque le radar ne doit pas guider plus d'"un" missile à chaque instant. Si, cependant, des objectifs doivent être combattus simultanément avec plusieurs missiles, la

première solution proposée est la plus avantageuse.

Dans un autre mode de réalisation, l'invention propose de déterminer la série des fréquences du radar selon un principe absolument arbitraire, par exemple vraiment aléatoire, cette série étant conservée dans un registre à décalage 40 qui mémorise toutes les fréquences intervenant pendant la durée de vol du missile et les fréquences momentanées étant produites -sur la base des

valeurs à la fin de la chaîne des registres à décalage.

Le schéma synoptique d'un tel mode de réalisation est représenté à la figure 4. Dans cette configuration, la totalité du contenu du registre à décalage est communiquée au missile au moment du lancement selon l'invention et cette information communiquée est alors suffisante pour classifier en tant que déterministes les fréquences pseudo-aléatoires produites pendant son vol. Une caractéristique de l'exemple décrit est que c'est seulement le missile qui est lancé et qui est éventuellement raccordé au radar par le cordon ombilical 19 qui se trouve en possession des informations ou de ia clef, une recherche de la fréquence suivante dans une

très large bande de fréquence devenant de ce fait inutile.

Grâce a ces informations, il en résulte un accroissement de la résistance aux contre-mesures électroniques du procédé à répondeur qui vient d'être décrit par rapport à tous les autres procédés à' répondeur ou à émetteur de repérage actuellement connus. Numériquement, l'augmentation de la résistance aux contre-mesures électroniques peut être chiffrée en ordre de grandeur par le rapport des largeurs de bande avec et sans agilité de fréquences. Une modification peut être obtenue, si la réponse du répondeur ne s'effectue pas à la fréquence radar elle-même, mais à une fréquence décalée d'une

grandeur connue.

Les exemples de réalisation selon les figures 3 et 4 sont ainsi décrits et expliqués dans leurs caractéristiques essentielles, si bien que toute autre explication devrait être superflue. On va donc ci-après se contenter de citer les composants munis de chiffres de référence. Sur la figure 3, on peut voir que l'unité de production des signaux radar 10 est équipée d'un synthétiseur 10a et d'un modulateur 10b, le signal de fréquence fn13 est délivré à un amplificateur de puissance 14 et de là à un commutateur émission/récepteur qui est associé à l'antenne radar 11 et au récepteur radar 12. La centrale de fréquences ou le synthétiseur a reçoit les signaux de l'indice n 13a et du générateur de nombres pseudo- aléatoires 16 auquel est associé.une porte ET 17 à laquelle parvient un signal de synchronisation 18 (créneau). Le signal de 16, 17, et 18 est envoyé par un cordon ombilical 19 au générateur de

nombre pseudo-aléatoires 34 du répondeur 30 du missile.

De là, il est transmis à une centrale de fréquences du missile qui envoie son signal, d'une part, à un mélangeur 33 qui mélange le signal à celui de l'antenne

de réception 21 du répondeur du missile et de l'unité-

réseau de connexion à large bande 32 et qui applique le signal mélange à l'unité 31 d'interprétation des signaux,

d'interprétation logique et de retard des signaux.

D'autre part, le signal de la centrale de fréquences 35 est appliqué au mélangeur 37, qui est associé à l'antenne d'émission 20 du répondeur du missile par l'intermédiaire de l'amplificateur de puissance 36 et o il est mélangé

au signal venant de 31.

L'exemple de réalisation selon la figure 4, diffère dans sa structure comme déjà mentionné - uniquement par

le fait qu'au lieu des générateurs de nombre pseudo-

aléatoires 16, 34, on utilise des registres à décalage 40, 41. Avec ces deux dispositifs ou modes de réalisation, on obtient une résistance accrue, normalement du facteur 100,

de la résistance aux contre-mesures électroniques.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de guidage d'un missile (FK) doté d'un transpondeur (répondeur) qui, un temps exactement défini après l'illumination.du missile (FK) par le radar, renvoie au radar un signal réponse de la même fréquence radar, caractérisé par le fait que l'électronique de l'unité de production des signaux radar (10) du missile (FK) revoit lors du lancement de celui-ci des informations qui correspondent à une séquence, apparemment statistiquement variable, de fréquences radar choisies pseudoaléatoirement et lui permettent de reconnaître le principe de formation ou l'algorithme de manière que pour le missile (FK), il se produise un train de fréquences déterministe (non statistique) ainsi qu'une

syntonisation adéquate sur des fréquences connues.

2. Dispositif de guidage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'unité de production des signaux radar (10) est pourvue d'une centrale de fréquences (synthétiseur) qui, en succession apparemment aléatoire, sélectionne la fréquence d'émission à chaque fois retenue dans un spectre de fréquences porteuses données.

3. Dispositif de guidage selon la revendication 1 ou 2, caractérise par le fait qu'à l'unité de production des signaux radar (10) est associé un générateur de

nombres aléatoires (16) (générateur de nombres pseudo-

aléatoires) qui produit l'indice "n" (13a) de la fréquence porteuse suivante "fn" et, avec cette valeur,

la fréquence suivante.

4. Disposltlf de guidage selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le

répondeur (30) du missile (FK) est également muni d'un générateur de nombres pseudo-aléatoires (34) de même type

que le générateur de nombres pseudo-aléatoires (16).

5. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la

transmission des informations du générateur de nombres aléatoires (16) de l'unité de production des signaux radar (10) au répondeur (30) du missile (FK) s'effectue avant le lancement de celui-ci par l'intermédiaire d'un

càble de liaison (19) - un dit cordon ombilical -.

6. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le

générateur de nombres pseudo-aléatoires (34) du répondeur (30) est doté, dès sa fabrication, d'une position zéro - ou initiale aléatoire et que le flot d'informations parvient au générateur de nombres pseudo-aléatoires (16) de l'unité de production des signaux radar (10) par le

câble de liaison (19).

7. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des

revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la

succession des fréquences radar est déterminée dans un registre à décalage (40) qui mémorise toutes les fréquences intervenant pendant la durée de vol du missile (FK) et produit la fréquence momentanée à la fin de la

chaîne du registre à décalage.

8. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des

revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la

totalité du contenu du registre à décalage (40) est communiqué au registre à décalage (41) du répondeur (30) du missile (FK) lors du lancement et que les fréquences pseudo-aléatoires produites pendant le vol sont

classifiées en tant que déterministes.

9. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que c'est

seulement au missile (FK), prêt au lancement et éventuellement raccordé au radar par le câble de liaison (19), que l'on communique les infôrmations ou la clef des

fréquences.

10. Dispositif de guidage selon l'une quelconque

des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la

"réponse" du répondeur (30) s'effectue à une fréquence décalée d'une grandeur connue par rapport à la fréquence

radar réelle.