Dispositif de stabilisation du pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique rigidement fixée sur un mobile

Abstract

 Ce dispositif découple le pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique des mouvements de sa plate-forme supposée mobile. Il comporte deux chaînes indépendantes de poursuite. Celles-ci déterminent les cosinus directeurs du faisceau selon des axes de tangage et de lacet d'un trièdre référentiel qui est lié à la plate-forme et dont l'axe de roulis est colinéaire à la direction d'orientation de l'antenne. Elles sont chacune découplée des mouvements de la plate-forme par introduction d'une variable déduite, par un circuit de stabilisation (6), des mesures gyrométriques d'une centrale à inertie (2) liée à la plate-forme. Ce dispositif permet de faire effectuer facilement par le faisceau de l'antenne un balayage de veille ou une poursuite de cible indépendant des mouvements de la plate-forme. Dans le cas où l'antenne à balayage électronique fait partie d'un autodirecteur du missile, il peut se compléter facilement en un dispositif de guidage par navigation proportionnelle.

Description

[0001] La présente invention concerne le découplage du pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique par rapport aux mouvements du mobile qui la supporte, que le pointage du faisceau se fasse par balayage au cours d'une veille ou par suivi de signaux d'écartométrie en mode de poursuite de cible. Elle concerne également le guidage d'un mobile équipé d'un radar à antenne à balayage électronique en vue de la poursuite d'une cible suivie à l'aide de signaux d'écartométrie délivrés par l'antenne à balayage électronique.

[0002] Il est connu de découpler, par rapport au mouvement de sa plateforme support, le pointage d'une antenne orientable mécaniquement en site et en azimut. Une manière classique pour le faire consiste à équiper l'antenne de mécanismes gyroscopiques qui, à travers un asservissement, I'empêchent de suivre les mouvements de rotation de son support. Cependant de tels mécanismes sont volumineux et encombrants de sorte que l'on a cherché à les éliminer.

[0003] Une autre méthode pour découpler le pointage d'une antenne orientable mécaniquement des mouvements de son support consiste à utiliser les indications données par une centrale à inertie liée au support pour éliminer les effets du mouvement du support sur le pointage de l'antenne au moyen de deux asservissements contrôlant les angles de pointage en site et en azimut de l'antenne. Il faut alors traduire à l'aide de relations trigonométriques les composantes de la vitesse propre de rotation du support données par la centrale à inertie par rapport à un référentiel lié au support, en variations d'angle de site et d'azimut.

[0004] Il a été proposé, notamment par le brevet américain US-A-5,052,637 d'appliquer cette dernière méthode de découplage aux antennes à balayage électronique bien qu'elles soient rigidement fixées à leur support et que les angles de site et d'azimut ne soient pas les grandeurs qui sont naturelles au pointage électronique. Il en résulte des complications dans les calculs pouvant conduire à des couplages néfastes.

[0005] La présente invention a pour but un découplage du pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique des mouvements de sa plateforme qui soit simple à mettre en oeuvre et fiable.

[0006] Elle a pour objet un dispositif de stabilisation du pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique rigidement fixée sur un mobile, équipée d'un pointeur opérant à partir d'une commande d'orientation constituée des cosinus directeurs v et w de la direction du faisceau selon des axes de tangage et de lacet d'un référentiel orthogonal direct lié au mobile dont l'axe de roulis est colinéaire à la direction d'orientation de l'antenne et contrôlée par un circuit de commande de déflexion du faisceau délivrant des composantes, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, d'une consigne de modification de déflexion du faisceau indépendante de la vitesse de rotation du mobile, ledit mobile étant équipé d'une centrale à inertie donnant les composantes p, q et r de sa vitesse propre de rotation, selon les axes de roulis, de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile. Ce dispositif de stabilisation est remarquable en ce qu'il comporte :

• un circuit de recouvrement qui détermine le cosinus directeur u, selon l'axe de roulis du référentiel lié au mobile, de la direction du faisceau à partir des deux autres cosinus directeurs v et w, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile; de la direction du faisceau appliqués au pointeur, par mise en oeuvre de la relation :
  
  
• un circuit de stabilisation recevant les composantes p, q, r de la vitesse propre de rotation du mobile délivrées par la centrale à inertie, les cosinus directeurs v et w appliqués au pointeur et le cosinus directeur u engendré par le circuit de recouvrement, et délivrant une première composante de stabilisation pw-ru selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile et une deuxième composante de stabilisation qu-pv selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile
• un premier circuit intégrateur sommateur additionnant et intégrant par rapport au temps la composante, selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile, de la consigne de modification de déflexion délivrée par le circuit de commande de déflexion, et la première composante de stabilisation, selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile, délivrée par le circuit de stabilisation pour obtenir le cosinus directeur v, selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile, de la direction du faisceau, et
• un deuxième circuit intégrateur sommateur additionnant et intégrant par rapport au temps la composante, selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile, de la consigne de modification de déflexion délivrée par le circuit de commande de déflexion, et la deuxième composante de stabilisation, selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile, délivrée par le circuit de stabilisation pour obtenir le cosinus directeur w, selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile de la direction du faisceau.

[0007] Le circuit de commande de déflexion du faisceau peut être un circuit de commande de balayage fournissant les composantes, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, d'une vitesse de consigne de balayage indépendante de la vitesse de rotation du mobile. Il peut aussi être un circuit d'écartométrie associé à l'antenne à balayage électronique et délivrant des erreurs sur les cosinus directeurs v, w de la direction du faisceau par rapport à ceux de la direction d'une cible poursuivie.

[0008] L'invention a également pour objet un dispositif de guidage par navigation proportionnelle mettant en oeuvre le dispositif de stabilisation de faisceau précité.

[0009] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel :

• une figure 1 représente le schéma d'un dispositif de stabilisation du pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique par rapport aux mouvements du support de l'antenne permettant d'assurer un balayage du faisceau découplé des mouvements du support d'antenne ;
• une figure 2 représente le schéma d'une variante du dispositif de stabilisation de la figure 1 ;
• une figure 3 représente le schéma d'un dispositif de guidage de mobile par navigation proportionnelle incorporant un dispositif de stabilisation du pointage du faisceau d'une antenne à balayage électronique fixée au mobile et utilisée pour une poursuite de cible ; et
• une figure 4 représente un diagramme vectoriel illustrant le principe de la navigation proportionnelle.

[0010] Pour découpler la commande d'orientation du faisceau d'une antenne des mouvements de rotation du mobile sur lequel elle est fixée il faut pouvoir donner au faisceau de l'antenne des ordres de rotation selon un trièdre référentiel orthogonal inertiel en translation lié au mobile et les traduire en ordre de rotation selon un trièdre référentiel orthogonal lié au mobile pour les faire exécuter par le circuit de pointage de l'antenne.

[0011] Pour ce faire, on utilise la relation vectorielle classique entre la dérivée dU/dt par rapport au temps dans le référentiel inertiel du vecteur unitaire U de la direction de pointage du faisceau d'antenne, la dérivée δU/δt par rapport au temps dans le référentiel lié au mobile et à l'antenne de ce même vecteur unitaire U et le produit vectoriel du vecteur rotation instantanée ω du mobile et de l'antenne par rapport au référentiel inertiel par le vecteur unitaire U :


qui exprime que la vitesse absolue de l'extrémité du vecteur unitaire U dans le référentiel inertiel suivant le mobile en translation est égale à la vitesse relative de l'extrémité de ce vecteur unitaire U dans le référentiel lié au mobile et à l'antenne augmentée de la vitesse d'entraînement en rotation du mobile.

[0012] On exprime alors cette relation vectorielle dans le référentiel lié au mobile dont on suppose, selon les conventions habituellement retenues, qu'il est direct et qu'il a un axe Ox_a correspondant à l'axe principal de pointage de l'antenne par rapport auquel s'effectuent les mouvements de roulis, un axe Oy_a dans le plan de l'antenne par rapport auquel s'effectuent les mouvements de tangage et un axe Oz_a dans le plan de l'antenne par rapport auquel s'effectuent les mouvements de lacet.

[0013] Dans ce référentiel lié au mobile le vecteur unitaire U a pour composantes les cosinus directeurs u, v, w qui servent au pointeur de l'antenne pour orienter son faisceau :


le vecteur de rotation instantanée ω, les composantes p de roulis, q de tangage et r de lacet du mobile délivrées par une centrale à inertie solidaire de ce dernier :


le vecteur dérivée dU/dt par rapport au temps dans le référentiel inertiel, les composantes x', y', z' définissant la vitesse de rotation dans le référentiel inertiel imposée au faisceau d'antenne par une commande d'orientation découplée des mouvements de rotation du mobile


et le vecteur dérivée δU/δt par rapport au temps dans le référentiel lié, les composantes u', v', w' définissant la vitesse de rotation dans le référentiel lié, imposée au faisceau d'antenne par la commande d'orientation

[0014] On remarque que :


puisque u, v, w sont les cosinus directeurs définissant dans le référentiel lié le vecteur unitaire U de la direction d'orientation du faisceau de l'antenne.

[0015] On a aussi en raison de la définition du vecteur dérivée δU/δt

[0016] Il existe également deux autres relations qui seront utiles dans la suite :

[0017] La première (4) résulte d'une dérivation par rapport au temps de la relation (2) et peut aussi s'écrire :

[0018] La deuxième (5) découle de l'expression du produit scalaire UdU/dt à l'aide de la relation (1) :


dans laquelle on tient compte du fait que le terme UδU/δt est nul en raison de la relation (6) de même que le produit mixte U.(ω∧U) qui comporte deux fois le même vecteur.

[0019] On obtient alors, en exprimant les vecteurs de la relation (1) à partir de leurs composantes dans le référentiel lié au mobile, la relation matricielle :


qui donne un système de trois équations permettant d'exprimer les cosinus directeurs u, v, w, dans le référentiel lié au mobile, de la direction de pointage du faisceau et leurs dérivées dans le temps u', v', w', en fonction d'une vitesse de rotation par rapport au référentiel inertiel de composantes x', y', z' dans le référentiel lié au mobile, imposée par une commande d'orientation découplée des mouvements de rotation du mobile et de l'antenne.

[0020] La première équation de ce système est superflue puisque l'on suppose que le faisceau d'antenne pointe toujours vers l'avant du mobile c'est-à-dire que le cosinus directeur u est toujours positif, et que l'on a la relation entre cosinus directeurs :


Aussi, pour assurer le découplage de la direction d'orientation du faisceau de l'antenne on ne met en oeuvre que les deux dernières équations associées à la relation :

[0021] La figure 1 donne un exemple d'une telle mise en oeuvre pour assurer un balayage du faisceau d'une antenne à balayage électronique découplé des mouvements de rotation du mobile qui la supporte.

[0022] On distingue sur cette figure 1 une antenne à balayage électronique 1 fixée sur un mobile équipé d'une centrale à inertie 2 qui délivre trois composantes en roulis p, en tangage q et en lacet r du mouvement de rotation du mobile par rapport à un référentiel inertiel le suivant en translation dans un référentiel lié présentant un axe de roulis Ox_a correspondant à l'axe d'orientation de l'antenne et des axes de tangage Oy_a et de lacet Oz_a dans le plan de l'antenne.

[0023] L'antenne 1 est pourvue d'un calculateur de pointage 3 opérant à partir des cosinus directeurs v et w selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié tandis qu'un dispositif 4 de commande de déflexion du faisceau d'antenne délivre les composantes y' et z', selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié, d'une consigne de modification de déflexion du faisceau de l'antenne par rapport au référentiel inertiel.

[0024] Les cosinus directeurs v et w appliqués au calculateur de pointage 3 sont également appliqués à un circuit de recouvrement 5 qui détermine le troisième cosinus directeur u de la direction du faisceau de l'antenne par rapport au référentiel lié par mise en oeuvre de la relation :

[0025] Les composantes p, q, r dans le référentiel lié de la vitesse de rotation du mobile par rapport au référentiel inertiel délivrées par la centrale à inertie 2 sont appliquées, ainsi que les cosinus directeurs v, w parvenant au calculateur de pointage 3 et le cosinus directeur u engendré par le circuit de recouvrement 5, à un circuit de stabilisation 6 qui calcule les composantes pw-ru et qu-pv.

[0026] La composante pw-ru délivrée par le circuit de stabilisation 6 est ajoutée par un circuit sommateur 7 à la composante en tangage y' de la consigne de modification de déflexion du faisceau d'antenne par rapport au référentiel inertiel délivrée par le dispositif 4 de commande de déflexion. Cette sommation permet d'obtenir la dérivée v' du cosinus directeur v selon l'axe de tangage :


qui est intégrée par un intégrateur 8 pour obtenir le cosinus directeur v selon l'axe de tangage, de la direction du faisceau destiné au calculateur de pointage 3, au circuit de recouvrement 5 et au circuit de stabilisation 6.

[0027] La composante qu-pv délivrée par le circuit de stabilisation 6 est ajoutée par un circuit sommateur 9 à la composante en lacet z' de la consigne de modification de déflexion du faisceau d'antenne par rapport au référentiel inertiel délivrée par le dispositif 4 de commande de déflexion. Cette sommation permet d'obtenir la dérivée w' du cosinus directeur w selon l'axe de lacet :


qui est intégrée par un intégrateur 10 pour obtenir le cosinus directeur w selon l'axe de lacet, de la direction du faisceau destiné au calculateur de pointage 3, au circuit de recouvrement 5 et au circuit de stabilisation 6.

[0028] En variante, au lieu de disposer les intégrateurs 8, 10 en aval des circuits sommateurs 7, 9, on peut les dédoubler en 8a, 8b et 10a, 10b et les placer, comme représenté à la figure 2, en amont des circuits sommateurs réindexés 7' et 9'.

[0029] Le circuit de commande de déflexion 4 peut être un circuit de commande de balayage délivrant comme composantes y', z' selon les axes de tangage et de lacet de la consigne de modification de déflexion, les composantes selon les axes de tangage et de lacet d'une vitesse désirée de rotation du faisceau d'antenne indépendante du mouvement du mobile. On obtient alors un balayage de l'horizon par le faisceau d'antenne découplé des mouvements du mobile qui peut être utile lors d'une période de veille.

[0030] Au lieu de rechercher pour le faisceau d'antenne un mouvement de balayage, on peut vouloir faire de la poursuite de cible par écartométrie. Il suffit alors d'utiliser comme circuit de commande de déflexion 4 un circuit d'écartométrie. On montre en effet qu'un circuit d'écartométrie associé à une antenne à balayage électronique délivre directement les erreurs Δv et Δw existant selon les axes de tangage et de lacet, entre les cosinus directeurs de la direction du faisceau et ceux de la cible poursuivie.

[0031] Pour s'en convaincre, on considère la constitution d'une antenne à balayage électronique. Celle-ci est formée d'un certain nombre de cellules rayonnantes C_i réparties dans un plan repéré par les axes de tangage Oy_a et de lacet Oz_a du référentiel lié selon des coordonnées (Y_i, Z_i) de manière que lesdits axes de tangage Oy_a et de lacet Oz_a soient des axes de symétrie. Le rayonnement de l'antenne dans la direction du vecteur unitaire U de cosinus directeurs u, v, w par rapport au référentiel lié est obtenu en affectant à chaque cellule rayonnante C_i une phase :


λ étant la longueur d'onde émise ou reçue. Le champ reçu d'une direction de vecteur unitaire U' :


est alors pour une cellule rayonnante C_i et après déphasage par celle-ci :


a_i étant un coefficient de pondération avec lequel le signal de la cellule rayonnante C_i est ajouté aux signaux des autres cellules rayonnantes pour engendrer le signal global de l'antenne.

[0032] En admettant que les erreurs Δv et Δw sont petites, c'est-à-dire que le faisceau est peu dépointé de la cible, le champ reçu d'une cellule rayonnante C_i peut s'écrire :


de sorte que le signal global de l'antenne vaut :

[0033] Les valeurs adoptées pour le coefficient de pondération a_i sont différentes selon que l'on cherche à réaliser une voie somme, une voie d'écartométrie différence circulaire ou une voie d'écartométrie différence élévation.

[0034] Pour réaliser une voie somme, on choisit les coefficients de pondération a_i de telle sorte que l'on ait :

[0035] Cela peut se faire en donnant des valeurs identiques aux coefficients de pondération de deux cellules rayonnantes disposées dans l'antenne symétriquement par rapport à l'axe de tangage Oy_a et de lacet Oz_a. On obtient alors un niveau global de signal :


indépendant des erreurs de pointage Δv, Δw tant que celles-ci sont faibles.

[0036] Pour réaliser une voie d'écartométrie différence circulaire, on choisit les coefficients de pondération a_i de telle sorte que :

[0037] Cela peut se faire en donnant des valeurs identiques aux coefficients de pondération de deux cellules rayonnantes disposées dans l'antenne symétriquement par rapport à l'axe de tangage Oy_a et en donnant des valeurs opposées aux coefficients de pondération de deux cellules rayonnantes disposées dans l'antenne symétriquement par rapport à l'axe de lacet Oz_a. On obtient alors un niveau alobal de signal :


qui est proportionnel à l'erreur Δv.

[0038] Pour réaliser une voie d'écartométrie différence élévation, on choisit les coefficients de pondération a_i de telle sorte que :

[0039] Cela peut se faire en donnant des valeurs opposées aux coefficients de pondération de deux cellules rayonnantes disposées dans l'antenne symétriquement par rapport à l'axe de tangage Oy_a et en donnant des valeurs identiques aux coefficients de pondération de deux cellules rayonnantes disposées dans l'antenne symétriquement par rapport à l'axe de lacet Oz_a. On obtient alors un niveau alobal de signal :


qui est proportionnel à l'erreur Δw.

[0040] Le dispositif d'écartométrie d'une antenne à balayage électronique fournit donc deux signaux d'erreur de pointage, l'un proportionnel à une erreur Δv sur le cosinus directeur v, selon l'axe de tangage, de la direction de pointage du faisceau, et l'autre proportionnel à une erreur Δw sur le cosinus directeur w, selon l'axe de lacet, de la direction de pointage du faisceau.

[0041] On peut donc, pour obtenir un dispositif de poursuite de cible, utiliser à la place du circuit de commande de déflexion 4 un circuit d'écartométrie 11, comme cela est représenté à la figure 3. Ce circuit d'écartométrie 11 dont le couplage à l'antenne à balayage électronique 1 est rappelé par une ligne en pointillés fournit, comme composante de consigne de modification de déflexion selon l'axe de tangage, une composante proportionnelle à l'erreur Δv sur le cosinus directeur v de la direction de pointage du faisceau, et, comme composante de consigne de modification de déflexion selon l'axe de lacet, une composante proportionnelle à l'erreur Δw sur le cosinus directeur w de la direction de pointage du faisceau. Ces deux consignes sont appliquées à deux poursuites indépendantes et sans couplage mutuel.

[0042] Comme dans tous les systèmes de poursuite, on dispose sur le trajet des composantes Δv, Δw, des filtres de boucle 12, 13 dont la caractéristique de transfert, de type passe-bas, est traditionnellement dénommée H(s).

[0043] Une variante de ce schéma exploite toutes les méthodes de filtrage moderne, notamment le filtrage de Kalman, qui comportent une estimation explicite de la vitesse angulaire. Dans ce cas, H(s) doit être remplacé par l'estimateur qui délivre y' ou z' à partir de l'erreur de pointage Δy ou Δz.

[0044] Le dispositif de poursuite de cible par le faisceau d'une antenne à balayage électronique portée par un mobile selon la figure 2 peut être complété en un dispositif de guidage en vue d'une navigation proportionnelle tendant à permettre au mobile de rattraper la cible sur laquelle est pointé le faisceau de son antenne à balayage électronique car on dispose des cosinus directeurs de la ligne de visée qui sont ceux de la direction de pointage du faisceau et des variations dans le temps y', z' de la rotation de cette ligne de visée par rapport au repère inertiel selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile.

[0045] La figure 4 est un diagramme vectoriel illustrant le principe de la navigation proportionnelle. On y distingue un mobile M animé d'une vitesse V_M se rapprochant d'une cible B animée d'une vitesse V_B. Des axes M x_m y_m z_m constituent un trièdre orthogonal direct lié au mobile M référençant par le plan M y_m z_m le plan des gouvernes du mobile. L'axe M x_m est un axe de roulis colinéaire au vecteur vitesse V_M du mobile. L'axe M z_m est un axe de lacet perpendiculaire à la ligne de visée reliant le mobile M à la cible B. Des axes M x_s, y_s, z_s constituent un autre trièdre orthogonal direct lié au mobile avec un axe Mx_s colinéaire à la ligne de visée MB, et un axe M z_s confondu avec l'axe M z_m.

[0046] La vitesse relative de la cible par rapport au mobile qui s'exprime par la relation vectorielle :


peut se décomposer de deux façons différentes :

• soit selon une composante V_t dans le plan M y_s, z_s perpendiculaire à la lignée de visée qui est une composante transverse et selon une composante V_r le long de la ligne de visée qui est une composante de vitesse radiale
  
  
• soit selon une composante V_g dans le plan M y_mz_m des gouvernes résultant d'une projection parallèle à la ligne de visée et selon une composante V_l le long de la ligne de visée non représentée sur la figure
  
  

Soit Us le vecteur unitaire de la ligne de visée et r la longueur MB. Le vecteur rotation Ω de la ligne de visée vaut par définition :

[0047] Le principe de la navigation proportionnelle consiste à essayer d'obtenir que la direction de la ligne de visée finisse par être constante. Cela s'obtient en appliquant au mobile une accélération latérale


A étant une constante. Il vient :


La formule du double produit vectoriel donne :


soit :


en tenant compte du fait que :


par construction.

[0048] γ est donc colinéaire à V_g qu'il tend à annuler ce qui tend également à annuler V_t et justifie la loi de navigation.

[0049] Dans la relation vectorielle (15) il apparaît un terme A (U_S.V_M) que l'on retrouve également dans l'expression du gain réduit :


que l'homme de l'art cherche généralement à maintenir constant pour des raisons de stabilité.

[0050] En résumé, pour guider un mobile en poursuite d'une cible par navigation proportionnelle, il faut lui appliquer une accélération :


Il faut donc estimer V_g. Cela peut se faire au moyen de la vitesse transverse V_t qui vaut par définition :

[0051] Le vecteur V_g/r qui est la projection dans le plan des gouvernes M y_m z_m du vecteur V_t/r parallèlement à la ligne de visée peut s'écrire :


k étant un scalaire. D'où :

[0052] Le vecteur unitaire U_s de la ligne de visée correspond au vecteur unitaire U de la direction du faisceau d'antenne puisque celui-ci illumine la cible et le référentiel Mx_s y_s z_s est le référentiel lié au mobile considéré précédemment de sorte que l'on a dans ce repère :




d'où :

[0053] La première composante x'-ku est nulle puisque, par définition V_g est dans le plan des gouvernes M y_m z_m


D'où :


Sachant que l'on a, d'après la relation (5)


On peut exprimer x' en fonction de y' et z'. Il vient :


ce qui s'écrit sous forme d'un produit de matrices :


On en déduit les ordres de guidage :

[0054] Les composantes y' et z' par rapport aux axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, de la dérivée par rapport au temps du vecteur unitaire de la ligne de visée Us relativement à un référentiel inertiel ne sont autres que les entrées des sommateurs 7 et 9 consacrées aux termes de poursuite en amont des intégrateurs qui fournissent v et w, les autres entrées recevant les termes de stabilisation. On dispose donc, avec le dispositif de poursuite de cible de la figure 3 de tous les paramètres, à l'exception du module de la vitesse de rapprochement mobile cible V_r, permettant d'élaborer pour le mobile, des consignes d'accélération latérale γ_y, γ_z en tangage et en lacet constituant des ordres de guidage en navigation proportionnelle.

[0055] Pour réaliser un dispositif de guidage, il suffit donc d'ajouter au dispositif de poursuite de cible, comme cela est représenté à la figure 3, un moyen d'estimation de la vitesse de rapprochement mobile cible 15 et un circuit de commande d'accélération 14.

[0056] Le moyen d'estimation de la vitesse de rapprochement mobile cible 15 peut être un cinémomètre Doppler couplé à l'antenne de balayage électronique ou un estimateur exploitant les résultats d'une télémétrie de poursuite distance effectuée par un autodirecteur équipant le mobile, ou tout autre moyen d'estimation.

[0057] Le circuit de commande d'accélération 14 reçoit les signaux y' et z', selon les axes de tangage et de lacet du mobile, de correction de la direction de pointage du faisceau de l'antenne à balayage électronique délivrés par le circuit d'écartométrie 11 après traitement dans les filtres de boucle 12, 13, les valeurs des cosinus directeurs u, v, w, selon les axes de roulis, tangage et lacet du mobile, de la direction de pointage du faisceau de l'antenne et une estimation ou une mesure de la vitesse de rapprochement mobile cible, et calcule une consigne d'accélération en tangage γ_y par mise en oeuvre de la relation :


et une consigne d'accélération en lacet γ_z par mise en oeuvre de la relation :


ces deux relations se déduisant de la relation matricielle (16).

[0058] Dans la description qui précède, toutes les relations entre variables ont été écrites sous forme continue. Mais cela n'exclue pas qu'elles puissent être mises en oeuvre par un traitement numérique de variables échantillonnées comme c'est le cas lorsque l'on fait appel à des circuits à microprocesseurs.

Revendications

1. Dispositif de stabilisation du pointage d'une antenne à balayage électronique (1) rigidement fixée sur un mobile, équipée d'un pointeur (3) opérant à partir d'une commande d'orientation constituée des cosinus directeurs v et w de la direction du faisceau de l'antenne (1) selon des axes de tangage et de lacet d'un référentiel orthogonal direct lié au mobile dont l'axe de roulis est colinéaire à la direction d'orientation de l'antenne (1), et contrôlée par un circuit (4) de commande de déflexion du faisceau délivrant des composantes, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, d'une consigne de modification de déflexion du faisceau indépendante de la vitesse de rotation du mobile, ledit mobile étant équipé d'une centrale à inertie (2) donnant les composantes p, q et r, selon les axes de roulis, de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, de sa vitesse propre de rotation, ledit dispositif de stabilisation étant caractérisé en ce qu'il comporte :

- un circuit de recouvrement (5) qui détermine le cosinus directeur u, selon l'axe de roulis du référentiel lié au mobile, de la direction du faisceau à partir des deux autres cosinus directeurs v et w, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, de la direction du faisceau appliqués au pointeur (3) par mise en oeuvre de la relation :

- un circuit de stabilisation (6) recevant les composantes p, q et r de la vitesse propre de rotation du mobile délivrées par la centrale à inertie (2), les cosinus directeurs v et w appliqués au pointeur (3) et le cosinus directeur u délivré par le circuit de recouvrement (5), et délivrant une première composante de stabilisation pw-ru selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile et une deuxième composante de stabilisation qu-pv selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile,

- un premier circuit intégrateur sommateur (7, 8, 7', 8a, 8b) additionnant et intégrant par rapport au temps la composante selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile, de la consigne de modification de déflexion délivrée par le circuit de commande de déflexion (4), et la première composante de stabilisation, selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile, délivrée par le circuit de stabilisation (6) pour obtenir le cosinus directeur v, selon l'axe de tangage du référentiel lié au mobile, de la direction du faisceau, et

- un deuxième circuit intégrateur sommateur (9, 10, 9', 10a, 10b) additionnant et intégrant par rapport au temps la composante selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile, de la consigne de modification de déflexion délivrée par le circuit de commande de déflexion (4), et la deuxième composante de stabilisation, selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile, délivrée par le circuit de stabilisation (6) pour obtenir le cosinus directeur w, selon l'axe de lacet du référentiel lié au mobile de la direction du faisceau.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de commande de déflexion du faisceau (4) est un circuit de commande de balayage fournissant les composantes, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, d'une vitesse de balayage de consigne indépendante de la vitesse de rotation du mobile.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de commande de déflexion du faisceau est un circuit d'écartométrie (11) associé à l'antenne à balayage électronique (1) et délivrant, à partir des signaux reçus par cette dernière, des erreurs Δv, Δw entre les cosinus directeur v, w, selon les axes de tangage et de lacet du référentiel lié au mobile, de la direction du faisceau et les cosinus directeurs de la direction d'une cible poursuivie.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des filtres de boucle (12, 13) intercalés entre les sorties du circuit d'écartométrie (11) et les entrées des circuits intégrateurs sommateurs.

5. Dispositif de guidage, par navigation proportionnelle, d'un mobile équipé d'un radar à antenne à balayage électronique (1) orientée selon son axe de roulis, équipée d'un pointeur (3) opérant à partir d'une commande d'orientation constituée des cosinus directeurs v et w, selon les axes de tangage et de lacet du mobile, de la direction du faisceau de l'antenne (1) et contrôlée par un circuit d'écartométrie (11) qui lui est associé et délivre les composantes d'erreur y', z' entre les cosinus directeurs v, w, selon les axes de tangage et de lacet du mobile, de la direction du faisceau de l'antenne (1) et les cosinus directeur de la direction d'une cible poursuivie, ledit mobile étant équipé d'une centrale à inertie (2) donnant les composantes p, q et r de la vitesse propre de rotation du mobile par rapport à ses axes de roulis, de tangage et de lacet, ledit dispositif de guidage étant caractérisé en ce qu'il comporte :

- un circuit de recouvrement (5) qui détermine le cosinus directeur u, selon l'axe de roulis du mobile, de la direction du faisceau à partir des deux autres cosinus directeurs v et w, selon les axes de tangage et de lacet du mobile, de la direction du faisceau appliqués au pointeur (3) par mise en oeuvre de la relation:

- un circuit de stabilisation (6) recevant les composantes p, q et r de la vitesse propre de rotation du mobile délivrées par la centrale à inertie (2), les cosinus directeurs v et w appliqués au pointeur (3) et le cosinus directeur u délivré par le circuit de recouvrement (5), et délivrant une première composante de stabilisation pw-ru selon l'axe de tangage du mobile et une deuxième composante de stabilisation qu-pv selon l'axe de lacet du mobile,

- un premier circuit intégrateur sommateur (7, 8) additionnant et intégrant par rapport au temps l'erreur y' sur le cosinus directeur v, selon l'axe de tangage du mobile, de la direction du faisceau fournie par le circuit d'écartométrie (11) et la première composante de stabilisation, selon l'axe de tangage du mobile, délivrée par le circuit de stabilisation (6) pour obtenir le cosinus directeur v, selon l'axe de tangage du mobile, de la direction du faisceau,

- un deuxième circuit intégrateur sommateur (9, 10) additionnant et intégrant par rapport au temps l'erreur z' sur le cosinus directeur w, selon l'axe de lacet du mobile, de la direction du faisceau fournie par le circuit d'écartométrie (11) et la deuxième composante de stabilisation, selon l'axe de lacet du mobile, délivrée par le circuit de stabilisation (6) pour obtenir le cosinus directeur w, selon l'axe de lacet du mobile, de la direction du faisceau,

- un moyen (15) d'estimation de la vitesse de rapprochement mobile-cible poursuivie

et,

- un circuit de commande d'accélération (14) recevant les erreurs y', z' sur les cosinus directeurs v et w, selon les axes de tangage et de lacet du mobile, de la direction de pointage du faisceau délivrées par le circuit d'écartométrie (11), les valeurs des cosinus directeurs v et w, selon les axes de tangage et de lacet du mobile, de la direction du faisceau délivrés par les circuits intégrateurs sommateurs (7, 8, 9, 10), la valeur du cosinus directeur u, selon l'axe de roulis du mobile, de la direction du faisceau délivrée par le circuit de recouvrement (5) et une estimation

de la vitesse de rapprochement mobile-cible poursuivie délivrée par le moyen d'estimation (15), et délivrant une première consigne d'accélération γ_y selon l'axe de tangage du mobile par mise en oeuvre de la relation :

et une deuxième consigne d'accélération γ_z selon l'axe de lacet du mobile par mise en oeuvre de la relation :

a étant une constante dite gain réduit.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des filtres de boucle (12, 13) intercalés entre les sorties du circuit d'écartométrie (11) et les entrées des circuits sommateurs (7, 9) et du circuit de commande d'accélération (14).

Dessins