FR2729748A2

FR2729748A2 - Laser guidance for missile/target homing

Info

Publication number: FR2729748A2
Application number: FR8304288A
Authority: FR
Inventors: Jean Louis Duvent; Patrice Jano
Original assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Current assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Priority date: 1983-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1996-07-26
Anticipated expiration: 2003-03-16
Also published as: FR2729748B2

Abstract

The laser guidance system has a generator (1) producing laser light which is modulated (30) and transmitted to a reflective polarised mirror (3). A laser beam is pointed towards the tracked missile (7). The missile has a rear reflector, returning the laser beam. The mirror tracks the returned response by reflecting the returned beam to a fixed reflector (11), then to a focussing lens (14). The beam is focussed onto a four segment detector. Output voltages are transmitted to a processor (28) which computes the missile tracking error, and operates a motor (5) which moves the moving mirror to the tracking position. The operator has an optical telescope (26) which is aligned to the target. Telemetry signals associated with the telescope position are used to determine target range.

Description

Dispositif laser pour guider un missile sur une cible
La présente invention concerne un dispositif laser pour guider un missile sur une cible, le missile étant lancé vers la cible et colportant des moyens de pilotage pour modifier la direction de son déplacesent. Ce dispositif laser a fait l'objet d'une demande de brevet principal déposée le 20 Avril 1982 sous le numéro 82 06 749.Laser device for guiding a missile at a target
The present invention relates to a laser device for guiding a missile at a target, the missile being launched towards the target and peddling piloting means for modifying the direction of its movement. This laser device was the subject of a main patent application filed on April 20, 1982 under the number 82 06 749.

Selon la revendication 1 de la demande de brevet principal, ce dispositif laser comprend - un poste de guidage comportant . un système de pointage automatique du missile, comprenant + un générateur d'un faisceau laser, muni de moyens d'orientation du faisceau vers le missile, celui-ci renvoyant en sens inverse une partie de l'énergie laser qu'il reçoit, + un système écartométrique muni d'un récepteur électro-optique disposé pour recevoir ladite partie d'énergie renvoyée, le récepteur étant apte à délivrer en réponse un signal d'écartométrie représentatif de ltécart angulaire entre la position du missile et l'axe du faisceau + et un circuit d'asservissement apte a commander les moyens d'orientation du faisceau de façon à réduire l'écart angulaire, . une lunette de visée, orientable vers la cible, . des moyens de mesure angulaire pour délivrer des informations de la position angulaire du missile déterminée par lesdits moyens d'orientation, ces informations étant rapportées à l'orientation de la lunette, . un télémètre solidaire de la lunette de visée, pour mesurer la distance de la cible, . un modulateur de l'énergie du faisceau pour obtenir une suite d'Iinul- sions, . un circuit de télémétrie relié au modulateur et à une sortie du récepteur électro-optique, pour mesurer l'intervalle de temps compris entre l'émission d'une impulsion laser et son retour sur le récepteur après renvoi par le missile, cet intervalle de temps étant représentatif de la distance du missile, . un calculateur recevant les informations de la distance du missile et de la cible, et de la position angulaire du missile, ce calculateur étant capable d'une part de déterminer à partir de ces informations une trajec toire du missile vers la cible et d'autre part d'élaborer des signaux de pilotage aptes à commander lesdits moyens de pilotage de façon à guider le missile sur ladite trajectoire, et un circuit de commande du modulateur relié au calculateur et au modulateur pour moduler ladite suite d'impulsions laser suivant lesdits signaux de pilotage, - et un circuit de réception du faisceau laser, disposé à bord du missile, et relié auxdits moyens de pilotage, ce circuit étant capable de capter ladite suite d'impulsions laser modulée et de délivrer en réponse lesdits signaux de pilotage. According to claim 1 of the main patent application, this laser device comprises - a guide station comprising. an automatic missile pointing system, comprising + a generator of a laser beam, provided with means for orienting the beam towards the missile, the latter returning part of the laser energy it receives in the opposite direction, + a deviation system provided with an electro-optical receiver arranged to receive said part of returned energy, the receiver being able to deliver in response a deviation signal representative of the angular deviation between the position of the missile and the axis of the beam + and a servo circuit capable of controlling the means for orienting the beam so as to reduce the angular difference,. a telescopic sight, orientable towards the target,. angular measurement means for delivering information on the angular position of the missile determined by said orientation means, this information being related to the orientation of the telescope,. a rangefinder attached to the telescopic sight, to measure the distance from the target,. a beam energy modulator to obtain a sequence of Iinulations,. a telemetry circuit connected to the modulator and to an output of the electro-optical receiver, for measuring the time interval between the emission of a laser pulse and its return to the receiver after return by the missile, this time interval being representative of the distance of the missile,. a computer receiving the information of the distance of the missile and the target, and the angular position of the missile, this computer being able on the one hand to determine from this information a trajectory of the missile towards the target and on the other hand part of developing control signals capable of controlling said control means so as to guide the missile on said trajectory, and a modulator control circuit connected to the computer and to the modulator for modulating said series of laser pulses according to said signals piloting, and a circuit for receiving the laser beam, disposed on board the missile, and connected to said piloting means, this circuit being capable of picking up said series of modulated laser pulses and of delivering said piloting signals in response.

Un tel dispositif laser peut comporter un système rétroréflecteur installé à l'arrière du missile pour renvoyer en sens inverse ladite partie de l'énergie laser qu'il reçoit. Such a laser device may include a retroreflective system installed at the rear of the missile to return said part of the laser energy it receives in the opposite direction.

La présente invention a pour but d'apporter un perfectionnement au dispositif laser selon la demande de brevet principal, afin d'améliorer la précision de guidage. The present invention aims to provide an improvement to the laser device according to the main patent application, in order to improve the guiding precision.

Elle a pour objet un dispositif laser pour guider un fissile sur une cible, du type de celui spécifié dans la revendication 1 de la demande de brevet principal, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - un système récepteur infrarouge disposé à l'avant du missile pour capter un rayonnement infrarouge provenant de la cible et délivrer en retour des signaux électriques de sortie, - un circuit de commutation disposé à bord du missile et branché en série entre le circuit de réception et les moyens de pilotage, - un circuit à seuil disposé à bord du missile, l'entrée de ce circuit étant reliée à la sortie du système récepteur infrarouge, ce circuit à seuil étant capable, lorsque le niveau des signaux qu'il reçoit sur son entrée est supérieur à un seuil prédéterminé, de délivrer un signal de commutation sur une première de ses sorties reliée au circuit de coiiuta- tion et de transmettre sur sa deuxième sortie les signaux qu'il reçoit sur son entrée, le signal de commutation commandant la coupure de la liaison électrique entre le circuit de réception du faisceau laser et les moyens de pilotage, le circuit à seuil ne délivrant aucun signal sur les première et deuxième sorties lorsque le niveau des signaux qu'il reçoit sur son entrée est inférieur audit seuil prédéterminé, la liaison élec trique entre le circuit de réception du faisceau laser et les movens de pilotage étant alors maintenue, - et un circuit de traitement disposé à bord du missile;; entrée et la sortie de ce circuit étant respectivement connectées à la deuxième sortie du circuit à seuil et auxdits moyens de pilotage, ce circuit de traitement étant capable, lorsqu'il reçoit des signaux sur son entree, d'élaborer à partir de ces signaux des ordres de pilotage et de les transmettre auxdits moyens de pilotage afin de diriger le missile sur la cible. It relates to a laser device for guiding a fissile on a target, of the type specified in claim 1 of the main patent application, characterized in that it further comprises - an infrared receiver system arranged at the front of the missile to capture infrared radiation from the target and deliver electrical output signals in return, - a switching circuit arranged on board the missile and connected in series between the receiving circuit and the control means, - a circuit threshold placed on board the missile, the input of this circuit being connected to the output of the infrared receiver system, this threshold circuit being capable, when the level of the signals that it receives on its input is greater than a predetermined threshold, deliver a switching signal on a first of its outputs connected to the connection circuit and transmit on its second output the signals it receives on its input, l e switching signal controlling the interruption of the electrical connection between the laser beam reception circuit and the control means, the threshold circuit delivering no signal on the first and second outputs when the level of the signals it receives on its input is less than said predetermined threshold, the electrical connection between the laser beam reception circuit and the piloting movens then being maintained, - and a processing circuit arranged on board the missile; input and output of this circuit being respectively connected to the second output of the threshold circuit and to said control means, this processing circuit being capable, when it receives signals on its input, of developing from these signals piloting orders and to transmit them to said piloting means in order to direct the missile at the target.

Plusieurs formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous, a titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon 1'invention - et la figure 2 est un schéma montrant comment peut être réalisé un système de mesure angulaire faisant partie du dispositif illustré par la figure 1. Several particular embodiments of the object of the present invention are described below, by way of example, with reference to the appended drawings in which - FIG. 1 schematically represents an embodiment of the device according to the invention - and FIG. 2 is a diagram showing how an angular measurement system forming part of the device illustrated in FIG. 1 can be produced.

Sur la figure 1, est représenté un émetteur laser 1 a gaz carbonique émettant un faisceau 2 de rayonnement infrarouge de longueur d'onde 10,6 microns. Le faisceau 2 traverse un modulateur 30 relié a un circuit de commande 29, puis est reçu sur un miroir 3 monté en rotation, en site et en gisement, autour d'une rotule 4 fixée sur un support 23, la rotation du miroir 3 étant entrainée par des moteurs électriques tels que 5. FIG. 1 shows a laser emitter 1 with carbon dioxide emitting a beam 2 of infrared radiation with a wavelength of 10.6 microns. The beam 2 passes through a modulator 30 connected to a control circuit 29, then is received on a mirror 3 mounted in rotation, in elevation and in bearing, around a ball joint 4 fixed on a support 23, the rotation of the mirror 3 being driven by electric motors such as 5.

Le miroir 3 réfléchit le faisceau 2 suivant un faisceau 6 illumi- nant un missile 7. Ce dernier est, de préférence, équipé à l'arrière de rétro-réflecteurs tels que 8 de façon à renvoyer en sens inverse un faisceau 9 de rayonnement laser vers le miroir 3. Le faisceau 9 est réfléchi par le miroir 3 suivant un faisceau 10, réfléchi lui-même par un miroir de renvoi 11 suivant un faisceau 12 vers un système de réception écartométrique 13. Le système 13 comporte une lentille 14 pour concentrer le faisceau 12 sur la surface sensible d'un récepteur photoélectrique à quatre quadrants 15. The mirror 3 reflects the beam 2 along a beam 6 illuminating a missile 7. The latter is preferably equipped at the rear with retro-reflectors such as 8 so as to return in a reverse direction a beam 9 of laser radiation towards the mirror 3. The beam 9 is reflected by the mirror 3 along a beam 10, itself reflected by a deflection mirror 11 along a beam 12 towards a variometric reception system 13. The system 13 comprises a lens 14 for concentrating the beam 12 on the sensitive surface of a four-quadrant photoelectric receiver 15.

Le miroir 3 est un miroir adaptatif dont la surface réfléchissante 15 est déformable sous l'action d'une pluralité de trans ducteurs piézoélectriques tels que 17. Chaque transducteur 17 colporte deux électrodes qui sont reliées à un circuit électrique de polarisation 18 par des connexions telles que 19. The mirror 3 is an adaptive mirror whose reflecting surface 15 is deformable under the action of a plurality of piezoelectric transducers such as 17. Each transducer 17 peddles two electrodes which are connected to an electric bias circuit 18 by connections such as than 19.

Un circuit d'asservissement 20 est relié aux moteurs tels que 5. A servo circuit 20 is connected to motors such as 5.

Un circuit de télémétrie 21 est relié au circuit 29 et à une sortie électrique 37 du récepteur 15. A telemetry circuit 21 is connected to circuit 29 and to an electrical output 37 of receiver 15.

Une lunette de visée 22 orientable est montée sur un socle 24 autour d'une rotule 25. Sur la lunette 22 est fixé un télémètre 26, par exemple du type à laser, dont l'axe d'émission 50 est parallèle à l'axe optique 34 de la lunette 22. An orientable telescope 22 is mounted on a base 24 around a ball joint 25. On the telescope 22 is fixed a rangefinder 26, for example of the laser type, the emission axis 50 of which is parallel to the axis lens 34 of bezel 22.

Un système de mesure angulaire 27 détermine l'orientation du miroir 3 par rapport à celle de la lunette 22. An angular measurement system 27 determines the orientation of the mirror 3 relative to that of the telescope 22.

Un calculateur 28 comporte cinq entrées 39, 60, 38, 41, 40 reliées respectivement au circuit 21, à la sortie 37 du récepteur 15, à une autre sortie 36 du récepteur 15, au système 27 et au télémètre 26. A computer 28 has five inputs 39, 60, 38, 41, 40 connected respectively to the circuit 21, to the output 37 of the receiver 15, to another output 36 of the receiver 15, to the system 27 and to the rangefinder 26.

Le calculateur 28 comporte trois sorties 61, 62 et 63 reliées respectivement au circuit 18, au circuit 20 et au circuit 29. The computer 28 has three outputs 61, 62 and 63 respectively connected to circuit 18, circuit 20 and circuit 29.

Le missile 7 est équipé d'un circuit de réception comprenant un détecteur photoélectrique 31 disposé à l'arrière du missile, la sortie électrique du détecteur 31 étant connectée à un circuit de traitement 32. La sortie du circuit 32 est reliée à travers un circuit de commutation 51, à une entrée 58 d'un organe de pilotage 33 capable de provoquer une modification de la direction du missile. Une autre entrée 59 de l'organe 33 est reliée à la sortie d'un autre circuit de traitement 52. L'entrée du circuit 52 est reliée à la sortie électrique d'un détecteur photoélectrique infrarouge 53 disposé à l'avant du missile 7, à travers un circuit à seuil 54, ce dernier étant connecté au circuit 51. The missile 7 is equipped with a reception circuit comprising a photoelectric detector 31 disposed at the rear of the missile, the electrical output of the detector 31 being connected to a processing circuit 32. The output of the circuit 32 is connected through a circuit switching 51, at an input 58 of a piloting member 33 capable of causing a change in the direction of the missile. Another input 59 of the member 33 is connected to the output of another processing circuit 52. The input of the circuit 52 is connected to the electrical output of an infrared photoelectric detector 53 disposed at the front of the missile 7 , through a threshold circuit 54, the latter being connected to circuit 51.

Comme indiqué sur la figure 1, les éléments référencés de 1 à 5 et de 10 à 30 sont rassemblés dans un poste de guidage 35 qui peut être situé à terre ou sur un véhicule militaire. As indicated in FIG. 1, the elements referenced from 1 to 5 and from 10 to 30 are gathered in a guide station 35 which can be located on the ground or on a military vehicle.

Le missile 7 est lancé à partir d'une base vers une cible mobile à détruire telle qu'un char adverse non visible sur la figure. Missile 7 is launched from a base towards a mobile target to be destroyed such as an enemy tank not visible in the figure.

Le faisceau laser d'émission 6 est orienté vers le missile 7 à l'aide d'un dispositif d'acquisition non représenté. The emission laser beam 6 is oriented towards the missile 7 using an acquisition device not shown.

Le faisceau 9 renvoyé par les rétroréflecteurs 8 fixés sur le mis- sile est, après réflexion sur le miroir mobile 3 et le miroir fixe 11, concentré par la lentille 14 sur le récepteur 15 à quatre quadrants. Sur la sortie électrique 37 du récepteur 15 est délivré un signal représentatif de l'intensité du rayonnement laser renvoyé par le missile. Sur la sortie écartométrique 36 du récepteur 15 est délivré un signal représentatif de l'écart angulaire entre la position du missile et l'axe du faisceau laser. The beam 9 returned by the retroreflectors 8 fixed on the missile is, after reflection on the movable mirror 3 and the fixed mirror 11, concentrated by the lens 14 on the receiver 15 with four quadrants. On the electrical output 37 of the receiver 15 is delivered a signal representative of the intensity of the laser radiation returned by the missile. On the deviation output 36 of the receiver 15 is delivered a signal representative of the angular deviation between the position of the missile and the axis of the laser beam.

Le signal écartométrique est envoyé au calculateur 28 qui peut ainsi calculer la direction du missile compte tenu de l'orientation du miroir 3 et délivrer l'information correspondante au circuit 20. The deviation signal is sent to the computer 28 which can thus calculate the direction of the missile taking into account the orientation of the mirror 3 and deliver the information corresponding to the circuit 20.

Celui-ci commande, par l'intermédiaire des moteurs 5, la rotation du miroir 3 autour de la rotule 4 de façon à diminuer l'écart angulaire. This controls, by means of the motors 5, the rotation of the mirror 3 around the ball joint 4 so as to reduce the angular difference.

On réalise ainsi un pointage automatique du missile 7.Automatic missile 7 pointing is thus carried out.

Par ailleurs, la sortie électrique 37 est reliée à l'entrée 60 du calculateur 28 qui élabore des ordres pour polariser les électrodes des transducteurs 17 du miroir adaptatif 3. il en résulte une déformation de la surface réfléchissante 16 du miroir 3, cette déformation tendant à augmenter la concentration du faisceau laser 6 sur le missile 7. On augmente ainsi l'amplitude du signal électrique délivré sur la sortie 36 du récepteur 15. Furthermore, the electrical output 37 is connected to the input 60 of the computer 28 which develops orders for polarizing the electrodes of the transducers 17 of the adaptive mirror 3. this results in a deformation of the reflecting surface 16 of the mirror 3, this deformation tending increasing the concentration of the laser beam 6 on the missile 7. The amplitude of the electrical signal delivered on the output 36 of the receiver 15 is thus increased.

L'opérateur vise la cible au moyen de la lunette orientable 22 et met en marche le télémètre 26 qui délivre, aux moments désirés et à intervalles de temps réguliers, l'information de la distance de la cible. The operator aims at the target by means of the orientable telescope 22 and activates the rangefinder 26 which delivers, at the desired times and at regular time intervals, the information of the distance from the target.

Le système de mesure 27 délivre à sa sortie deux informations définissant la position angulaire du missile par rapport à un trièdre de référence lié à la lunette orientable 92. The measurement system 27 delivers at its output two pieces of information defining the angular position of the missile relative to a reference trihedron linked to the orientable telescope 92.

Le modulateur 30 module l'énergie du faisceau 2 délivré par l'émetteur laser 1 suivant une suite d'impulsions. Ces impulsions sont renvoyées par le missile et captées par le récepteur 15 qui délivre un signal de retour sur sa sortie 37 reliée au circuit 21. Celui-ci possède une horloge pour mesurer l'intervalle de temps qui s'écoule entre l'émission d'une impulsion laser vers le missile et sa réception sur le récepteur 15. Le circuit de télémétrie délivre donc à sa sortie l'intor- mation de la distance du missile. The modulator 30 modulates the energy of the beam 2 delivered by the laser transmitter 1 according to a series of pulses. These pulses are returned by the missile and received by the receiver 15 which delivers a return signal on its output 37 connected to the circuit 21. The latter has a clock to measure the time interval which elapses between the emission of a laser pulse towards the missile and its reception on the receiver 15. The telemetry circuit therefore delivers, at its output, the initiation of the distance of the missile.

Le calculateur 28 reçoit sur ses entrées 39 et 40 les inforntions des distances respectives du poste 35 au missile et a la cible, et sur son entrée 41, les informations définissant la position angulaire du missile. The computer 28 receives on its inputs 39 and 40 the information of the respective distances from the station 35 to the missile and to the target, and on its input 41, the information defining the angular position of the missile.

Le calculateur 28 a donc tous les éléments pour résoudre le triangle formé par les points qui correspondent respectivement au poste 35, au missile 7 et à la cible. Ce calculateur est capable de déterminer une trajectoire du missile, partant de sa position actuelle et aboutissant à la cible. De préférence, cette trajectoire est déterminée de façon que le faisceau laser reste au dessus de la cible, puis revienne vers celle-ci seulement à la fin du parcours. De cette manière, le poste de guidage est difficilement détectable par l'adversaire. The computer 28 therefore has all the elements for solving the triangle formed by the points which correspond respectively to station 35, missile 7 and the target. This computer is capable of determining a trajectory of the missile, starting from its current position and ending at the target. Preferably, this trajectory is determined so that the laser beam remains above the target, then returns to it only at the end of the journey. In this way, the guidance station is difficult to detect by the opponent.

Le calculateur 28 est capable en outre d'élaborer des signaux de pilotage capables de commander le réglage des organes 33 du missile 7, de façon à guider le missile sur la trajectoire détersinée. The computer 28 is also capable of developing piloting signals capable of controlling the adjustment of the members 33 of the missile 7, so as to guide the missile on the detersined trajectory.

Ces signaux de pilotage sont transmis au circuit de commande 29 du modulateur 30, ce circuit 29 étant capable de provoquer une modulation, suivant ces signaux de pilotage, de la suite d'impulsions laser délivrées par l'émetteur 1. A titre d'exemr > le, cette modulation de la suite d'impulsions peut être une modulation "en position", c'est-a-dire une modulation qui consiste à décaler l'instant d'émission des impulsions successives. These control signals are transmitted to the control circuit 29 of the modulator 30, this circuit 29 being capable of causing a modulation, according to these control signals, of the series of laser pulses delivered by the transmitter 1. By way of example > the, this modulation of the pulse sequence can be a modulation "in position", that is to say a modulation which consists in shifting the instant of emission of the successive pulses.

Le récepteur 31 du missile capte cette suite d'impulsions modulée et le circuit de traitement 32 délivre à sa sortie les signaux de pilotage qui sont transmis à l'organes 33, tant que le circuit de commuta- tion 51 est conducteur. The missile receiver 31 picks up this modulated pulse sequence and the processing circuit 32 delivers at its output the control signals which are transmitted to the members 33, as long as the switching circuit 51 is conductive.

Bien entendu, les opérations que nous venons de décrire sont répétées chaque fois que l'émetteur laser émet une suite d'impulsions, de façon à guider progressivement le missile vers la cible. Of course, the operations which we have just described are repeated each time the laser transmitter emits a series of pulses, so as to guide the missile progressively towards the target.

Lorsque le missile arrive à proximité de la cible, le détecteur photoélectrique infrarouge 53 capte le rayonnement thermique 57 de la cible. Ce rayonnementpeut être le rayonnement propre de la cible, provenant par exemple de son moteur en fonctionnement. When the missile arrives near the target, the infrared photoelectric detector 53 captures thermal radiation 57 from the target. This radiation can be the target's own radiation, for example from its engine in operation.

Dans le cas où la cible n'émet pas de rayonnement thermique, le télémètre laser 26 du poste de guidage, qui émet une suite d'impulsions concentrées de forte puissance, illumine des portions de la surface de la cible. Ces portions formant des zones chaudes sur cette surface, provoquant ainsi un rayonnement thermique capté par le détecteur 53. In the case where the target does not emit thermal radiation, the laser rangefinder 26 of the guide station, which emits a series of concentrated pulses of high power, illuminates portions of the surface of the target. These portions forming hot zones on this surface, thus causing thermal radiation picked up by the detector 53.

Lorsque le niveau des signaux électriques délivrés par le détecteur 53 est inférieur à un seuil prédéterminé, le circuit a seuil 54 ne délivre aucun signal sur ses deux sorties 55 et 56. Le circuit de commutation 51 ne reçoit alors aucun signal provenant du circuit 54 et maintient une liaison électrique normale entre le circuit 32 et l'organe 33. D'autre part aucun signal électrique n'arrive sur l'entrée 59 de l'organe 33. Le guidage qui vient d'être décrit, dans lequel l'organe 33 est commandé par les signaux de pilotage provenant du détecteur 31, est donc maintenu. When the level of the electrical signals delivered by the detector 53 is less than a predetermined threshold, the threshold circuit 54 does not deliver any signal on its two outputs 55 and 56. The switching circuit 51 then receives no signal from the circuit 54 and maintains a normal electrical connection between the circuit 32 and the member 33. On the other hand, no electrical signal arrives at the input 59 of the member 33. The guidance which has just been described, in which the member 33 is controlled by the control signals from the detector 31, is therefore maintained.

Lorsque la distance entre le missile et la cible est w ffisa ent faible, le niveau des signaux électriques délivrés par le détecteur 53 devient supérieur au seuil prédéterminé auquel est réglé le circuit 54. When the distance between the missile and the target is small, the level of the electrical signals delivered by the detector 53 becomes greater than the predetermined threshold at which the circuit 54 is adjusted.

Ce dernier délivre alors sur sa sortie 55, reliée au circuit de coiiuta- tion 51, un signal de commutation qui commande la coupure de la liaison électrique entre le circuit 32 et l'organe 33. D'autre part le circuit à seuil 54 transmet sur sa sortie 56 les signaux électriques qu'il reçoit sur son entrée.The latter then delivers on its output 55, connected to the transfer circuit 51, a switching signal which controls the cutting of the electrical connection between the circuit 32 and the member 33. On the other hand the threshold circuit 54 transmits on its output 56 the electrical signals it receives on its input.

Les signaux électriques délivrés par le détecteur 53 sont représentatifs de l'écart angulaire entre le missile et la cible. Le circuit de traitement 52 qui reçoit ces signaux élabore, de manière connue, des signaux de pilotage capables de réduire cet écart. Ces signaux sont transmis à l'organe 33 sur son entrée 59. L'organe 33, commandé alors uniquement par les signaux qu'il reçoit en provenance du détecteur 53, dirige le missile 7 jusqu'au point d'impact avec la cible. The electrical signals delivered by the detector 53 are representative of the angular difference between the missile and the target. The processing circuit 52 which receives these signals develops, in a known manner, control signals capable of reducing this difference. These signals are transmitted to the member 33 on its input 59. The member 33, then controlled only by the signals it receives from the detector 53, directs the missile 7 to the point of impact with the target.

Le schéma de la figure 2 montre un iode de réalisation du système de mesure angulaire (repéré en 27 sur la figure 1). Ce système colporte un émetteur laser auxiliaire 42 qui peut être par exemple du type hélix néon. L'émetteur 42 est disposé dans le poste 35, de façon que son faisceau de rayonnement 43 soit dirigé vers la surface réfléchissante 1 du miroir 3 (figure 1), parallèlement au faisceau 2 émis par l'émetteur laser principal 1. Suivant un axe 44 lié à l'axe optique 34 de la lunette 22 (figure 1), sont disposés un objectif 45 et la surface sensible 46 d'une caméra de télévision, cette surface étant disposée dans le plan focal de l'objectif 45. L'axe 44 peut entre, par exemple, parallèle a l'axe 34. The diagram in FIG. 2 shows an iodine for producing the angular measurement system (referenced at 27 in FIG. 1). This system peddles an auxiliary laser transmitter 42 which can, for example, be of the neon helix type. The emitter 42 is arranged in the station 35, so that its radiation beam 43 is directed towards the reflecting surface 1 of the mirror 3 (FIG. 1), parallel to the beam 2 emitted by the main laser emitter 1. According to an axis 44 linked to the optical axis 34 of the telescope 22 (FIG. 1), are arranged a lens 45 and the sensitive surface 46 of a television camera, this surface being arranged in the focal plane of the lens 45. The axis 44 can be, for example, parallel to axis 34.

Le réglage initial s'effectue en visant une cible étalon punie d'un trièdre rétroréflecteur. On oriente l'axe de la lunette vers cette cible, puis on détermine l'orientation du miroir pour diriger le faisceau délivré par l'émetteur 43 vers la cible et on déplace la surface 46 pour que l'impact du faisceau laser réfléchi par le miroir et concentré par l'objectif 45 soit au point origine 47 de la surface 46. The initial adjustment is made by targeting a standard target punished by a retroreflective trihedron. The axis of the telescope is oriented towards this target, then the orientation of the mirror is determined to direct the beam delivered by the emitter 43 towards the target and the surface 46 is moved so that the impact of the laser beam reflected by the mirror and concentrated by the objective 45, ie at the point of origin 47 of the surface 46.

Comme il est visible sur la figure 2, dans cette position 16' (figurée en traits mixtes) de la surface réfléchissante du miroir, le faisceau du laser 42, renvoyé par la surface réfléchissante 16w, est centré sur l'axe 44.As can be seen in FIG. 2, in this position 16 ′ (shown in dashed lines) of the reflecting surface of the mirror, the beam of the laser 42, returned by the reflecting surface 16w, is centered on the axis 44.

La position 16 de la surface réfléchissante du miroir correspond a une rotation d'un angle A de la direction du faisceau laser 6 envoyé vers la cible par l'émetteur 1, par rapport à l'axe de visée de la lunette. Le faisceau laser 43 est réfléchi par la surface 16 suivant un faisceau 49 parallèle au faisceau 6, puis concentré par l'objectif 45 en un point 48 de la surface sensible 46 de la caméra. Soit d la distance 47-48 et r la distance focale de l'objectif 45. On a donc
tg A = d
f
Le dispositif de balayage de la caméra de télévision peraet de mesurer la valeur de wdw et il est facile d'en déduire celle de l'angle A.Position 16 of the reflecting surface of the mirror corresponds to a rotation of an angle A of the direction of the laser beam 6 sent towards the target by the emitter 1, relative to the line of sight of the telescope. The laser beam 43 is reflected by the surface 16 in a beam 49 parallel to the beam 6, then concentrated by the objective 45 at a point 48 of the sensitive surface 46 of the camera. Let d be the distance 47-48 and r the focal length of the objective 45. So we have
tg A = d
f
The scanner of the television camera allows you to measure the value of wdw and it is easy to deduce that of the angle A.

La détermination de l'abscisse et de l'ordonnée du point d'impact 48, par rapport à deux axes de coordonnées rectangulaires situés dans le plan de la surface 46 et passant par le point origine 47, permet de déterminer l'orientation dans l'espace de la cible. The determination of the abscissa and the ordinate of the point of impact 48, with respect to two axes of rectangular coordinates situated in the plane of the surface 46 and passing through the origin point 47, makes it possible to determine the orientation in l target space.

Le dispositif décrit ci-dessus et illustré par les figures 1 et 2 présente l'avantage de posséder une précision de guidage accrue. En effet, lorsque le missile est à grande distance du poste de guidage, a proximité de la cible, le premier type de guidage, qui fonctionne par transmission au missile d'ordres élaborés dans le poste, devient moins précis. Ce premier type de guidage est alors remplacé par un dernieae type plus précis utilisant un système autodirecteur infrarouge installé sur le missile, à faible distance de la cible. La commutation du premier au deuxième type de guidage est automatique. The device described above and illustrated by Figures 1 and 2 has the advantage of having increased guiding precision. In fact, when the missile is at a great distance from the guidance station, close to the target, the first type of guidance, which operates by transmitting to the missile elaborate orders in the station, becomes less precise. This first type of guidance is then replaced by a last more precise type using an infrared seeker system installed on the missile, a short distance from the target. The switching from the first to the second type of guidance is automatic.

Il est à noter que les récepteurs photoélectriques installés sur le missile peuvent être de performances réduites ; le détecteur 53 fonc- tionnant à courte distance, comme le détecteur 31 illuminé par un faisceau laser concentré, peuvent être constitués par exemple par des détecteurs pyroélectriques ne nécessitant pas de systèmes de refroidissement, donc de faible coût et encombrement. It should be noted that the photoelectric receivers installed on the missile may have reduced performance; the detector 53 operating at short distance, like the detector 31 illuminated by a concentrated laser beam, can be constituted for example by pyroelectric detectors which do not require cooling systems, therefore of low cost and size.

Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En particulier on peut, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer certains moyens techniques par des moyens équivalents. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown, which have been given only by way of example. In particular, it is possible, without departing from the scope of the invention, to replace certain technical means with equivalent means.

C'est ainsi que l'émetteur laser 1 peut avoir une longueur d'onde d'émission réglable à l'aide d'un réseau monté en rotation, de façon à assurer la meilleure transmission possible du faisceau laser à travers les fumées d'échappement du missile. Thus the laser transmitter 1 can have an adjustable emission wavelength using a network mounted in rotation, so as to ensure the best possible transmission of the laser beam through the smoke. missile escape.

Le système écartométrique installé dans le poste de guidage peut comporter soit des moyens pour faire vibrer le bord du lobe d'émission laser selon une technique radar connue, soit un système de balayage de la surface du récepteur à a' l'aide d'un miroir mobile. The variometric system installed in the guidance station may include either means for vibrating the edge of the laser emission lobe according to a known radar technique, or a system for scanning the surface of the receiver using a movable mirror.

La concentration du faisceau laser sur la cible peut être obtenue soit en employant un miroir adaptatif tel que le miroir 3 illustré par la figure 1, soit en utilisant un ensemble de miroirs et de lentilles mobiles asservis en direction et en focalisation. The concentration of the laser beam on the target can be obtained either by using an adaptive mirror such as the mirror 3 illustrated in FIG. 1, or by using a set of mirrors and movable lenses controlled in direction and in focusing.

Enfin la surface sensible de réception du système de mesure angulaire peut être foraée par un réseau de photodiodes. Finally, the sensitive receiving surface of the angular measurement system can be drilled by a network of photodiodes.

Claims

1 / Laser device for guiding a missile at a target, the missile being launched towards the target and comprising piloting means for modifying the direction of its movement, device comprising - a guidance station, comprising. an automatic missile pointing system, comprising + a generator of a laser beam, provided with means for orienting the beam towards the missile, the latter returning part of the laser energy it receives in the opposite direction, + a variometric system provided with an electro-optical receiver arranged to receive said part of returned energy, the receiver being capable of delivering in response a deviation measurement signal representative of the angular difference between the position of the missile and the axis of the beam + and a servo circuit capable of controlling the beam orientation means so as to reduce the angular difference,. a telescopic sight, orientable towards the target,. angular measurement means for delivering information on the angular position of the missile determined by said orientation means, this information being related to the orientation of the telescope,. a rangefinder secured to the telescopic sight, to measure the distance from the target, a beam energy modulator to obtain a series of pulses,. a telemetry circuit connected to the modulator and to an output of the electro-optical receiver, for measuring the time interval cl orins between the emission of a laser pulse and its return to the receiver after return by the missile, this interval of time being representative of the distance of the missile,. a computer receiving the information F of the distance of the missile and the target, and the angular position of the missile, this computer being capable on the one hand of determining on the basis of this information a trajectory of the missile towards the target and of on the other hand to develop piloting signals able to control said piloting means so as to guide the missile on said trajectory, and a modulator control circuit connected to the computer and to the modulator for modulating said series of laser pulses according to said piloting signals, - and a circuit for receiving the laser beam placed on board the missile and connected to said piloting means, this circuit being capable of picking up said series of modulated laser pulses and of delivering said piloting signals in response, characterized in what it further includes - an infrared receiver system (53) disposed at the front of the missile (75 for picking up infrared radiation (57) from the target and deliver in return electrical output signals, - a switching circuit (51) arranged on board the missile and connected in series between the reception circuit (71, 321 and the control means (33), - a threshold circuit (54) disposed on board the missile, the input of this circuit being connected to the output of the infrared receiver system (53), this threshold circuit being capable, when the level of the signals that it receives on its input is greater than a predetermined threshold, to deliver a switching signal on a first (55) of its outputs connected to the switching circuit (51) and to transmit on its second output (56) the signals which it receives on its input, the signal of cost controlling the interruption of the electrical connection between the laser beam receiving circuit (31, 32) and the control means (33), the threshold circuit (54) not delivering any signal on the first and second outputs (55, 56) when the level of the signs ux that it receives on its input is less than said predetermined threshold, the electrical connection between the laser beam reception circuit and the control means being then maintained, - and a processing circuit (52) disposed on board the missile, l input and output of this circuit being respectively connected to the second output (56) of the threshold circuit (54) and to said control means (33), this processing circuit (2) being capable, when it receives signals on its input to develop from these signals piloting orders and to transmit them to said piloting means (33) in order to direct the missile (7) at the target.

2 / Device according to claim 1, characterized in that the rangefinder (26) is a pulsed laser rangefinder and that the infrared radiation from the target is that emitted by the portions of the surface of the target illuminated by the pulses delivered by the rangefinder.

3 / Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises a retroreflective system (8) installed at the rear of the missile (7) for returning said part (9) of the laser energy.

4 / Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the generator comprises a main laser transmitter (1) and a mirror (3) rotated so as to 'reflect towards the missile (7) the radiation (2) emitted by the main emitter, this mirror (3) reflecting towards the receiver (15) of the ecosystem system (13) said part (9) of laser energy returned by the missile.

5 / Device according to claim 9, characterized in that the mirror (3) is a mirror with a reflecting surface (16) deformable under the action of a plurality of piezoelectric transducers (17), and that it further comprises a electric polarization circuit (18) whose outputs are respectively connected to the electrodes of the transducers (17).

6 / Device according to claim 4, characterized in that the main laser transmitter (1) is of the carbon dioxide type.

7 / Device according to claim 6, characterized in that the main laser transmitter (1) comprises means for varying its emission wavelength.

8 / Device according to claim 4, characterized in that said angular measurement means (27) comprise an auxiliary laser transmitter (42) disposed near the main laser transmitter (t), the emission axis of the an auxiliary laser emitter being parallel to that of the main laser emitter, and a reception system integral with the telescopic sight (22), this system comprising, centered on a ie axis (44), a concentration lens (45) arranged to receive the beam emitted by the auxiliary laser emitter and reflected by the mirror (3), and the sensitive surface (46) of a photodetector placed in the focal plane of the lens (45).

9 / Device according to claim 8, characterized in that the photodetector comprises a scanning of its sensitive surface (45).

10 / Device according to claim 8, characterized in that the photodetector (46) comprises an array of photodiodes.