FR2951554A1 - Procede de neutralisation d'une cible a distance par emission de micro ondes - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de neutralisation d'une cible à distance par émission de micro-ondes et son dispositif associé. Le procédé comprend au moins les étapes suivantes : • émettre des micro-ondes vers la cible à des fréquences différentes ; • mesurer l'amplitude des harmoniques des ondes rétrodiffusées par la cible en fonction de la fréquence d'émission des micro-ondes ; • choisir une ou plusieurs fréquences d'émission privilégiées en fonction de l'amplitude desdits harmoniques ; • émettre des micro-ondes vers la cible à une fréquence ou à des fréquences sélectionnées parmi les fréquences d'émission privilégiées choisies précédemment. Elle s'applique notamment à la perturbation ou à la destruction d'équipements électroniques à distance, en particulier de systèmes d'arme ou d'engins explosifs.

Description

Procédé de neutralisation d'une cible à distance par émission de micro-ondes

La présente invention concerne un procédé de neutralisation d'une cible à distance par émission de micro-ondes et son dispositif associé. Elle s'applique notamment à la perturbation ou à la destruction d'équipements électroniques à distance, en particulier de systèmes d'arme ou d'engins explosifs.

La neutralisation de cibles éloignées est généralement effectuée via les techniques bien connues que sont, par exemple, la destruction par 10 des moyens balistiques. Cependant, ces techniques comportent de nombreux inconvénients, notamment la lenteur de mise en oeuvre, la présence de dommages collatéraux et de pertes humaines non souhaitées et un manque de discrétion potentiellement préjudiciable. Une approche alternative peut être utilisée lorsque l'on souhaite neutraliser des systèmes 15 comprenant des composants électroniques. En effet, il est connu que des composants électroniques soumis à de fortes émissions électromagnétiques peuvent être perturbés dans leur fonctionnement. Un but de l'invention est d'exploiter ce phénomène pour proposer une méthode efficace de neutralisation à distance une cible de nature 20 inconnue et comprenant des composants électroniques. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de neutralisation d'une cible à distance, ladite cible comprenant au moins un composant électronique actif, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : 25 • émettre des micro-ondes vers la cible à des fréquences différentes ; • mesurer l'amplitude des harmoniques des ondes rétrodiffusées par la cible en fonction de la fréquence d'émission des micro-ondes ; • choisir une ou plusieurs fréquences d'émission privilégiées en fonction de l'amplitude desdits harmoniques ; 30 • émettre des micro-ondes vers la cible à une fréquence ou à des fréquences sélectionnées parmi les fréquences d'émission privilégiées choisies précédemment. Selon une mise en oeuvre du procédé de neutralisation--d'une cible à distance selon l'invention, chacune des fréquences d'émission privilégiées est choisie en fonction de l'amplitude des ondes rétrodiffusées par la cible aux fréquences harmoniques des fréquences d'émission. Avantageusement, la ou les fréquences d'émission privilégiées choisies sont celles auxquelles correspond l'amplitude la plus élevée des 5 ondes rétrodiffusées au deuxième harmonique. Selon une mise en oeuvre du procédé de neutralisation d'une cible à distance selon l'invention, le procédé comprend en outre les étapes suivantes : • pendant l'émission des micro-ondes aux fréquences sélectionnées 10 vers la cible, mesurer l'amplitude des ondes rétrodiffusées aux fréquences harmoniques des fréquences d'émission ; • si une amplitude mesurée est inférieure à un seuil prédéterminé, réadapter la fréquence d'émission à l'origine de l'onde rétrodiffusée. La réadaptation de la fréquence d'émission peut être effectuée en 15 réitérant les étapes du procédé à partir de l'étape d'émission des micro- ondes vers la cible à des fréquences différentes. Selon une mise en oeuvre du procédé de neutralisation d'une cible à distance selon l'invention, la réadaptation de la fréquence d'émission peut effectuée en sélectionnant une nouvelle fréquence d'émission parmi les 20 fréquences d'émission privilégiées déjà choisies par le procédé. La nouvelle fréquence d'émission sélectionnée peut être la fréquence d'émission privilégiée la plus proche de la fréquence d'émission choisie jusqu'alors. La bande d'émission dans laquelle s'effectue la recherche des 25 fréquences d'émission privilégiées est avantageusement choisie en fonction de l'amplitude des ondes rétrodiffusées par la cible aux fréquences harmoniques des fréquences d'émission. Le procédé selon l'invention permet d'optimiser la forme d'onde à envoyer sur la cible considérée. 30 L'invention a également pour objet un dispositif de neutralisation d'une cible à distance comprenant un émetteur de micro-ondes accordable en fréquence, un récepteur d'écoute détectant les fréquences des harmoniques présents dans les ondes rétrodiffusées et un module de traitement relié à l'émetteur et au récepteur, le dispositif mettant en oeuvre le 35 procédé de neutralisation tel que décrit plus haut. traitement relié à l'émetteur et au récepteur, le dispositif mettant en oeuvre le procédé de neutralisation tel que décrit plus haut. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de 5 dessins annexés qui représentent : - la figure 1, un synoptique illustrant les étapes d'un procédé selon l'invention ; la figure 2a, un schéma montrant un exemple de salves émises « en aveugle » ; 10 - la figure 2b, un schéma montrant un exemple de salves émises avec le procédé selon l'invention, - la figure 3, un exemple d'un dispositif de neutralisation de cibles selon l'invention.

15 La figure 1 présente un synoptique illustrant les étapes d'un procédé selon l'invention. Lors d'une première étape 101, des ondes électromagnétiques sont émises en direction d'une cible 309 (cf. figure 3) sur une bande de fréquence comprise entre une fréquence minimale Fm;n et une fréquence 20 maximale Fm. Par exemple, une ou plusieurs salves sont émises sous la forme d'un balayage de la bande de fréquence [Fm;n, Fmax]. Les puissances nécessaires, qui pour une application pratique pourraient atteindre plusieurs mégawatts en l'absence d'optimisation de la forme d'onde peuvent être réduites à des niveaux bien plus faibles (inférieur au kilowatt par exemple) 25 grâce à l'optimisation des formes d'ondes. Les fréquences d'émission à privilégier sont celles permettant le meilleur couplage avec la cible tout en permettant une bonne directivité. Un bon compromis pour des applications typiques se situe dans la gamme du GHz. La section efficace de la cible varie fortement avec la fréquence est une largeur de bande de quelques 30 centaines de MHz est donc nécessaire pour accéder à un couplage optimal. A moins de mettre en oeuvre des moyens très lourds aux fins d'émettre des puissances très élevées sur une large bande de fréquence, les émissions « en aveugle » de la première étape 101 ne permettent généralement pas de perturber notablement le fonctionnement d'une cible. 35 En effet, à chaque fréquence d'émission correspond un effet plus ou moins difficile l'obtention d'un effet fonctionnel sur la cible. Pour une fréquence donnée, une onde électromagnétique envoyée sur la cible engendre un couplage particulier avec la cible, du fait de la configuration de cette dernière et notamment de la présence de câbles électriques, de l'agencement d'ouvertures propices à la propagation de certaines longueurs d'ondes, de la nature des matériaux et composants compris dans la cible. La fréquence optimale de couplage est celle pour laquelle l'onde pénètre le mieux dans la cible, celle qui permet un couplage important avec des câbles et/ou avec des composants électroniques sensibles.

Les circuits électroniques comportant des composants actifs et soumis à des émissions électromagnétiques induisent des réponses non linéaires aux dites émissions. Autrement dit, si de tel circuits sont présents dans la cible et si les ondes émises franchissent les éventuelles barrières électromagnétiques présentes sur leur trajectoire pour finalement atteindre ces circuits, alors des ondes sont rétrodiffusées par la cible aux fréquences harmoniques de la fréquence d'émission, et notamment à la fréquence correspondant au deuxième harmonique. Lors d'une deuxième étape 102, exécutée parallèlement à la première étape 101, les ondes rétrodiffusées par la cible sont écoutées sur une bande de fréquence correspondant à des harmoniques des fréquences d'émission et l'amplitude de ces ondes rétrodiffusées est mesurée. Pour des fréquences d'émission comprises, par exemple, entre 2 GHz et 3 GHz, le procédé écoute les ondes rétrodiffusées sur la bande de fréquence correspondant, par exemple, au deuxième harmonique, c'est à dire sur la bande comprise entre 4 GHz et 6 GHz. D'autres harmoniques peuvent être choisis pour écouter et mesurer l'amplitude des ondes rétrodiffusées par la cible. Cette étape 102 d'écoute et de mesure permet de donner une indication quant à la présence d'au moins un composant actif en état de fonctionnement au sein de la cible. En effet, une amplitude élevée des ondes rétrodiffusées à des fréquences harmoniques constitue un indice de la présence d'un tel composant. Ceci peut également permettre de détecter la présence de cibles cachées telles que des engins explosifs improvisés, en détectant la présence d'électronique dans un lieu anormal (poubelle au bord d'une route par exemple).

Lors d'une troisième étape 103, une ou plusieurs fréquences d'émission sont choisies en fonction des résultats de la deuxième étape 102 d'écoute et de mesure. Les fréquences d'émission choisies sont celles pour lesquelles les amplitudes des harmoniques des ondes rétrodiffusées sont maximales ou en tout cas permettent le meilleur bilan de liaison. Le critère de choix des fréquences d'émission peut être établi à partir de mesures issues de plusieurs bandes de fréquences harmoniques. Par exemple, pour une fréquence d'émission F donnée, une valeur de critère peut être calculée à partir d'une combinaison des amplitudes mesurées sur les fréquences 2F et 3F, les fréquences d'émission choisies étant, par exemple, celles maximisant la somme des amplitudes sur les fréquences 2F et 3F. Lors d'une quatrième étape 104, une ou plusieurs fréquences d'émission sont sélectionnées parmi les fréquences privilégiées choisies à la troisième étape 103. Les fréquences d'émission sont sélectionnées par exemple par rapport à un niveau de seuil prédéterminé d'amplitude. Selon un autre mode de mise en oeuvre, un nombre prédéterminé de fréquences d'émission sont choisies (par exemple, la fréquence est systématiquement choisie comme unique fréquence d'émission), celles correspondant aux valeurs de critère les plus élevées. Les fréquences sélectionnées correspondent ainsi aux fréquences permettant aux ondes électromagnétiques d'atteindre le plus efficacement les composants actifs présents dans la cible. Ensuite, des ondes électromagnétiques aux fréquences sélectionnées sont émises en direction de la cible. L'émission répétée de ces émissions aux fréquences sélectionnées permet de neutraliser, voire de détruire la cible car, à ces fréquences, l'effet desdites ondes est maximal. Toutefois, la situation de la cible peut évoluer, ce qui peut atténuer l'effet produit par les émissions de micro-ondes. Notamment, la cible peut se déplacer par rapport à l'émetteur d'ondes électromagnétiques. Les fréquences d'émission sélectionnées produisent un effet maximal lorsque la cible est dans sa position initiale, au moment auquel les mesures d'amplitude d'harmoniques sont effectuées. Lorsque la position de la cible change, si elle pivote par exemple, les obstacles électromagnétiques, ouvertures et composants électroniques se présentent sous un angle différent vis à vis des ondes émises, ce qui modifie l'interaction entre lesdites ondes et la cible. L'effet produit n'est donc plus optimal. Pour réadapter la fréquence d'émission, plusieurs options sont possibles. Une série non limitative d'exemples est donné ci-après.

Selon une première option, on considère que l'angle de la cible face aux ondes émises n'a été que faiblement modifié : c'est le cas, par exemple si l'émetteur des ondes se trouve à proximité de la trajectoire d'un missile, le missile étant la cible visée par les ondes électromagnétiques émises. Dans ce cas, on peut partir de l'hypothèse que les conditions ~o initiales n'ayant été que peu modifiées, les nouvelles fréquences d'émission optimales sont proches de celles choisies lors de la deuxième étape 102. Les nouvelles fréquences d'émission sont alors sélectionnées parmi les fréquences choisies lors de la deuxième étape 102 mais non nécessairement initialement sélectionnées lors de la troisième étape 103. 15 Une nouvelle phase d'émission peut être effectuée sur ces fréquences choisies lors de la deuxième étape 102, puis une nouvelle phase de mesure d'amplitudes et de détermination des fréquences les plus efficaces peut être réalisée. Autrement dit, les première et deuxième étapes 101 et 102 sont réitérées, mais uniquement sur le sous-ensemble des fréquences déjà 20 choisies initialement lors de la deuxième étape 102. Selon une deuxième option, les nouvelles fréquences d'émission sont sélectionnées parmi les fréquences proches des fréquences initialement choisies lors de la deuxième étape 102. Autrement dit, les première et deuxième étapes 101 et 102 sont réitérées, mais uniquement sur le sous- 25 ensemble des fréquences proches des fréquences déjà choisies initialement lors de la deuxième étape 102. Selon une troisième option, les nouvelles fréquences d'émission sont déterminées en réitérant intégralement les première et deuxième étapes 101, 102. 30 Enfin, si aucune fréquence d'émission ne permet plus d'obtenir en retour un niveau d'amplitude satisfaisant sur les harmoniques correspondant, cela peut signifier que les composants électroniques de la cible à l'origine des rétrodiffusions aux harmoniques ont été mis hors service ou qu'ils sont devenus hors d'atteinte. Une recherche sur une bande de fréquence élargie 35 devient donc nécessaire.

La figure 2a présente un schéma montrant un exemple de salves émises « en aveugle ». Le premier graphique 211 montre la série de fréquences choisies dans le temps pour l'émission des ondes vers la cible et le deuxième graphique 212 montre, au deuxième harmonique de la fréquence d'émission, l'amplitude des ondes rétrodiffusées par la cible. Comme le montre le premier graphique 211, chaque salve 214a, 214b, 214c balaye systématiquement la bande de fréquences utile [f1, f8]. Le deuxième graphique 212 montre cependant que seule la fréquence d'émission f3 permet d'obtenir en retour une amplitude élevée du deuxième harmonique 2f3. L'effet produit sur la cible est donc faible. La figure 2b présente un schéma montrant un exemple de salves émises avec le procédé selon l'invention. Le premier graphique 221 montre la série de fréquences choisies dans le temps pour l'émission des ondes vers la cible et le deuxième graphique 222 montre, au deuxième harmonique, l'amplitude des ondes rétrodiffusées par la cible. Selon une mise en oeuvre possible de la première étape 101 du procédé, la bande de fréquence utile [fi, f8] est balayée lors d'une première salve 224a. Ensuite, grâce aux deuxième et troisième étapes 102, 103, la fréquence f3 est sélectionnée comme fréquence optimale d'émission (dans l'exemple, une seule fréquence d'émission optimale est sélectionnée). Une deuxième salve 224b est alors émise uniquement sur cette fréquence optimale f3 et les ondes rétrodiffusées ont alors une amplitude élevée sur le deuxième harmonique 2.f3 correspondant à la fréquence d'émission f3, ce qui signifie que la salve produit des effets auprès de la cible. Après un certain temps d'émission sur cette fréquence f3, l'écoute 225 sur le deuxième harmonique 2.f3 montre que l'amplitude de l'onde rétrodiffusée sur ce deuxième harmonique 2.f3 a fortement diminué. Il faut donc réadapter la fréquence d'émission pour retrouver un niveau d'amplitude élevé sur le deuxième harmonique. Une salve 224c est émise successivement sur la fréquence f2 et f5, puis la fréquence f2 est sélectionnée comme fréquence d'émission car c'est celle qui permet d'obtenir un deuxième harmonique d'amplitude la plus élevée. Le procédé continue en émettant une salve 224d à la fréquence f2 devenue la fréquence optimale. La figure 3, un exemple d'un dispositif de neutralisation de cibles 35 selon l'invention. Le dispositif 301 comprend un émetteur 303 de micro- ondes accordable en fréquence, un récepteur 305 d'écoute détectant les fréquences des harmoniques présents dans les ondes rétrodiffusées par une cible 309, et un module de traitement 307 relié à l'émetteur 303 et au récepteur 305. Dans l'exemple, l'émetteur 303 et le récepteur 305 sont chacun reliés à une antenne 313, 315 différente. Une architecture où l'antenne est commune est également envisageable. L'émetteur 301 est tout d'abord commandé pour émettre, selon la première étape du procédé 101, des ondes 321 de différentes fréquences vers la cible. Simultanément, le récepteur 305 capte les ondes rétrodiffusées 322 par cette cible. Ensuite, conformément à la deuxième étape du procédé 102, le module de traitement 307 recherche les fréquences à privilégier en fonction du niveau de puissance reçu par le récepteur 305 sur les fréquences harmoniques. Puis, selon la troisième étape 103, le module de traitement 307 sélectionne les fréquences d'émission optimales en vue d'occasionner le maximum de dommages à la cible. Enfin, l'émetteur 301 est commandé pour émettre vers la cible des ondes aux fréquences précédemment sélectionnées.

Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent notamment être utilisés pour détruire un système autodirecteur, par exemple du type de ceux qui sont intégrés à un missile. Le dispositif selon l'invention peut notamment être intégré à un système anti-missile. Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour atteindre efficacement une cible dont on ne connaît pas a priori la nature puisque l'étape d'écoute 102 permet d'obtenir des informations sur cette cible. Un autre avantage du procédé selon l'invention est qu'il peut être mis en oeuvre très rapidement, quelques secondes suffisant à l'exécuter. De plus, il permet d'optimiser l'énergie et les ressources matérielles mobilisées pour attaquer la cible, puisqu'une fois que les fréquences « efficaces » ont été déterminées, seules ces fréquences sont utilisées pour l'émission. En corollaire, avec une énergie et des ressources matérielles données, le procédé selon l'invention permet d'affecter des cibles plus éloignées qu'avec une attaque en aveugle. Ce procédé est donc bien adapté pour perturber les fonctions de guidage/pilotage d'un missile qui nécessite des perturbations répétées à une cadence suffisante et à une distance suffisamment importante pour permettre de visualiser l'effet obtenu et donc d'arrêter la salve une fois que le missile est sortie de sa trajectoire initiale.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de neutralisation d'une cible (309) à distance, ladite cible comprenant au moins un composant électronique actif, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : • émettre (101) des micro-ondes vers la cible à des fréquences différentes ; • mesurer (102) l'amplitude des harmoniques des ondes rétrodiffusées par la cible en fonction de la fréquence d'émission des micro-ondes ; • choisir (103) une ou plusieurs fréquences d'émission privilégiées en fonction de l'amplitude desdits harmoniques ; • émettre (104) des micro-ondes vers la cible à une fréquence ou à des fréquences sélectionnées parmi les fréquences d'émission privilégiées choisies précédemment.
2. 2. Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des fréquences d'émission privilégiées est choisie en fonction de l'amplitude des ondes rétrodiffusées par la cible aux fréquences harmoniques des fréquences d'émission.
3. 3. Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou les fréquences d'émission privilégiées choisies sont celles auxquelles correspond l'amplitude la plus élevée des ondes rétrodiffusées au deuxième harmonique.
4. 4. Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : • pendant l'émission des micro-ondes aux fréquences sélectionnées vers la cible, mesurer l'amplitude des ondes rétrodiffusées aux fréquences harmoniques des fréquences d'émission ; • si une amplitude mesurée est inférieure à un seuil prédéterminé, réadapter la fréquence d'émission à l'origine de l'onde rétrodiffusée. . Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réadaptation de la fréquence d'émission est effectuée en réitérant les étapes du procédé à partir de l'étape (101) d'émission des micro-ondes vers la cible à des fréquences différentes. 6. Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réadaptation de la fréquence d'émission est effectuée en sélectionnant une nouvelle fréquence d'émission parmi les fréquences d'émission privilégiées déjà choisies par le procédé. 7. Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon la revendication 6, caractérisé en ce que la nouvelle fréquence d'émission sélectionnée est la fréquence d'émission privilégiée la plus proche de la fréquence d'émission choisie jusqu'alors. 15 8. Procédé de neutralisation d'une cible à distance selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande d'émission dans laquelle s'effectue la recherche des fréquences d'émission privilégiées est choisie en fonction de l'amplitude des ondes 20 rétrodiffusées par la cible aux fréquences harmoniques des fréquences d'émission. 9. Dispositif de neutralisation d'une cible (309) à distance, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur (303) de micro-ondes accordable en 25 fréquence, un récepteur (305) d'écoute détectant les fréquences des harmoniques présents dans les ondes rétrodiffusées et un module de traitement (307) relié à l'émetteur (303) et au récepteur (305), le dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 30