FR2681143A1 - IFF method of identification protected against interference and system for implementing it - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE D'IDENTIFICATION IFF PROTEGE
CONTRE LES INTRUSIONS ET SYSTEME DE MISE
EN OEUVRE
La présente invention concerne le domaine de l'identification ami-ennemi d'un objet ou d'une cible potentielle dans un champ d'observation et a pour objet un procédé et un système d'identification ami-ennemi protégé contre les intrusions.PROTECTED IFF IDENTIFICATION PROCESS
AGAINST INTRUSIONS AND THE BETTING SYSTEM
IN WORK
The present invention relates to the field of friend-enemy identification of an object or of a potential target in a field of observation and relates to a method and a friend-enemy identification system protected against intrusions.
Un système d'identification ami-ennemi, en abrégé IFF (initiales de "Identification of a Friend from a foe" en terminologie anglosaxonne) doit permettre à un interrogateur donné d'identifier, sans ambiguïté, un objet dans son champ d'observation comme ami ou comme ennemi. La procédure d'identification consiste à émettre un signal codé à partir de la station interrogatrice en direction de l'objet à identifier, puis, dans le cas d'un objet ami, à recevoir sur la station interrogatrice, un signal de réponse également codé provenant de cet objet. A friend-enemy identification system, abbreviated IFF (initials of "Identification of a Friend from a foe" in English terminology) must allow a given interrogator to identify, without ambiguity, an object in his field of observation as friend or enemy. The identification procedure consists in transmitting a coded signal from the interrogating station towards the object to be identified, then, in the case of a friend object, in receiving on the interrogating station, a response signal also coded from this object.
Les systèmes IFF sont composés classiquement d'un émetteur et d'un récepteur pour l'interrogateur et d'un moyen récepteur-réémetteur constituant un répondeur pour les stations interrogées, les signaux codés de communication étant véhiculés par des ondes radios, des ondes radars ou des ondes lumineuses. Les ondes radios et les ondes radar présentent des inconvénients importants du fait d'une directivité insuffisante de leur propagation dans l'espace, entraînant de possibles interceptions, et du fait de leur manque de "durcissement", c 'est-à-dire de leur perméabilité aux intrusions extérieures et aux faux échos, rendant le système peu fiable. De tels systèmes peuvent alors faciliter le repérage des porteurs équipés d'interrogateurs ou de répondeurs fonctionnant avec de telles ondes. IFF systems are conventionally composed of a transmitter and a receiver for the interrogator and of a receiver-re-transmitter means constituting a responder for the stations questioned, the coded communication signals being carried by radio waves, radar waves or light waves. Radio waves and radar waves have significant disadvantages due to insufficient directivity of their propagation in space, leading to possible interceptions, and due to their lack of "hardening", that is to say of their permeability to external intrusions and false echoes, making the system unreliable. Such systems can then facilitate the identification of carriers equipped with interrogators or answering machines operating with such waves.
C'est pourquoi les systèmes IFF plus récents utilisent un interrogateur très directif ayant des moyens d'émission laser, du type à impulsions ou modulable, et un répondeur comportant un rétroréflecteur modulable, tel qu'un dispositif catadioptrique associé à un écran modulateur. Dans ces conditions, le rétroréflecteur renvoie l'émission reçue selon une certaine modulation à décrypter par l'interrogateur. This is why more recent IFF systems use a very directive interrogator having laser emission means, of the pulse or modular type, and a responder comprising a modular retroreflector, such as a retro-reflecting device associated with a modulating screen. Under these conditions, the retroreflector returns the emission received according to a certain modulation to be decrypted by the interrogator.
Généralement, la modulation est du genre par tout ou rien, ce type de modulation autorisant un fonctionnement à puissance crête élevée permettant d'allonger la portée de la transmission.Generally, modulation is of the all-or-nothing type, this type of modulation allowing operation at high peak power making it possible to extend the range of the transmission.
Une solution de ce type est décrite dans le brevet
FR 2 378 404. Suivant ce brevet, l'onde laser est émise codée par l'interrogateur et est identifiée par la station interrogée grâce à un détecteur associé à un circuit de traitement. Ce circuit émet un signal de validation qui commande un élément modulateur optoélectrique, tel qu'un filtre interférentiel accordable ou un commutateur électrooptique, afin d'autoriser la rétroréflexion du faisceau laser grâce à un miroir.A solution of this type is described in the patent
FR 2,378,404. According to this patent, the laser wave is transmitted coded by the interrogator and is identified by the station interrogated by means of a detector associated with a processing circuit. This circuit emits a validation signal which controls an optoelectric modulating element, such as a tunable interference filter or an electrooptic switch, in order to authorize the retroreflection of the laser beam by means of a mirror.
Une autre solution, décrite dans le brevet
FR 2 602 346, met en oeuvre un répondeur comportant un déflecteur acousto-optique de modulation, couplé à un dispositif catadioptrique de rétroréflexion, tel qu'un trièdre trirectangle réfléchissant. La traversée du déflecteur acousto-optique permet de coder, par un déplacement de fréquence, le faisceau laser rétro diffusé qui peut alors être validé au retour par l'interrogateur. Cette validation est réalisée sous forme d'un signal de battement caractéristique obtenu, dans un mélangeur optique, entre le faisceau émis et le faisceau reçu.Another solution, described in the patent
FR 2 602 346, implements a transponder comprising an acousto-optical modulation deflector, coupled to a retro-reflective retro-reflecting device, such as a reflective trihedron. The crossing of the acousto-optic deflector makes it possible to code, by a frequency shift, the back scattered laser beam which can then be validated on return by the interrogator. This validation is carried out in the form of a characteristic beat signal obtained, in an optical mixer, between the beam emitted and the beam received.
Ces deux types de solution ne sont pas satisfaisantes sur le plan de la protection du fait, essentiellement, de l'étendue limitée du champ de réception, couvert par les systèmes de rétroréflexion mis en oeuvre, et de la perméabilité des procédures de validation utilisés. En effet
En ce qui concerne le champ, la plage disponible pour un rétroréflecteur, par exemple du type trièdre trirectangle, est de l'ordre de 1 à 5 degrés. Dans ces conditions, l'interrogation n'est déclenchée qu'auprès positionnement de la station interrogatrice dans ce champ et les manoeuvres de positionnement nécessaires sont alors repérables.Pour agrandir le champ angulaire de mesure, il a été envisagé de balayer le champ à l'aide d'un miroir de renvoi mobile en rotation ; mais ce type d'adaptation nécessite un entraînement en rotation délicat de l'élément modulateur opto-électrique ou l'adjonction d'éléments optiques de déviation, sans pour autant fournir un champ angulaire opérationnel instantané suffisant. D'autre part, en ce qui concerne les moyens de validation qui interviennent tant au niveau du répondeur qu'au niveau de l'interrogateur, ils nécessitent, dans chacun de ces cas une émission laser initiale prolongée afin d'effectuer les procédures de reconnaissances si bien que, lorsque l'objet à identifier ou l'interrogateur est un ennemi, des informations de position et de distance peuvent être recueillies.These two types of solution are not satisfactory in terms of protection, essentially because of the limited extent of the reception field, covered by the retroreflection systems used, and the permeability of the validation procedures used. Indeed
As far as the field is concerned, the range available for a retroreflector, for example of the trirectangle trihedron type, is of the order of 1 to 5 degrees. Under these conditions, the interrogation is only triggered after positioning the interrogating station in this field and the necessary positioning maneuvers can then be identified. To enlarge the angular field of measurement, it has been envisaged to scan the field at 'using a movable rotating mirror; but this type of adaptation requires a delicate rotational drive of the opto-electric modulator element or the addition of optical deflection elements, without however providing a sufficient instantaneous operational angular field. On the other hand, with regard to the validation means which operate both at the level of the answering machine and at the level of the interrogator, they require, in each of these cases, an extended initial laser emission in order to carry out the recognition procedures. so that when the object to be identified or the interrogator is an enemy, position and distance information can be collected.
Afin de supprimer ces inconvénients, l'invention propose une procédure d'interrogation "durcie", c'est-à-dire hautement protégée d'éventuels intrus, pouvant être déclenchée
- à partir de toute station située dans un champ de réception couvrant tout l'espace entourant l'objet interrogé et donc dès repérage de l'objet à identifier dans le champ d'observation de la station interrogatrice.In order to eliminate these drawbacks, the invention proposes a "hardened" interrogation procedure, that is to say highly protected from possible intruders, which can be triggered
- from any station located in a reception field covering the entire space surrounding the object questioned and therefore as soon as the object to be identified is located in the field of observation of the interrogating station.
- à l'aide de deux brèves interrogations, matérialisées par deux trains d'impulsions laser codés ; chaque interrogation est suivie, dans le cas d'un objet allié, d'une réponse, la nature de la première de ces réponses, révélée par son niveau d'amplitude, conditionnant émission de la seconde interrogation,
Plus précisément, l'objet de l'invention est un procédé d'identification IFF, protégé contre les intrusions, d'un objet repéré par une station interrogatrice disposant d'un interrogateur émettant en direction de l'objet repéré un faisceau laser impulsionnel codé et directif, recevant et analysant en retour un faisceau laser provenant d'un objet interrogé allié, l'objet allié disposant d'un répondeur pouvant répondre activement au faisceau reçu sous forme d'un faisceau laser impulsionnel codé et directif en direction de l'interrogateur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes
- effectuer une première interrogation d'alerte par l'émission d'un faisceau laser impulsionnel et codé à partir de l'interrogateur en direction de l'objet à identifier, dès que cet objet est repéré
- valider le faisceau laser reçu par l'objet interrogé allié et armer, après validation, le répondeur de l'objet interrogé allié qui passe alors d'un état passif à un état actif le rendant prêt à répondre activement
- analyser la nature, active ou passive, de la réponse à l'interrogation d'alerte provenant du répondeur et reçue par l'interrogateur
- effectuer une seconde interrogation décisive par l'émission d'un faisceau laser impulsionnel et codé à partir de l'interrogateur en direction de l'objet à identifier, si la première réponse est passive
- former une réponse active à la seconde interrogation à l'aide du répondeur armé en direction de l'interrogateur
- analyser la réponse à l'interrogation décisive provenant du répondeur et reçue par l'interrogateur.- using two brief interrogations, materialized by two coded laser pulse trains; each interrogation is followed, in the case of an allied object, by a response, the nature of the first of these responses, revealed by its level of amplitude, conditioning the emission of the second interrogation,
More specifically, the subject of the invention is an IFF identification method, protected against intrusion, of an object spotted by an interrogating station having an interrogator emitting towards the object spotted a coded pulsed laser beam. and directive, receiving and analyzing in return a laser beam coming from an allied interrogated object, the allied object having a responder that can actively respond to the received beam in the form of a coded and directive pulsed laser beam in the direction of the interrogator, characterized in that it comprises the following successive stages
- carry out a first alert interrogation by the emission of a pulsed and coded laser beam from the interrogator towards the object to be identified, as soon as this object is spotted
- validate the laser beam received by the allied interrogated object and arm, after validation, the responder of the allied interrogated object which then passes from a passive state to an active state making it ready to respond actively
- analyze the nature, active or passive, of the response to the alert query from the responder and received by the interrogator
- carry out a second decisive interrogation by the emission of a pulsed and coded laser beam from the interrogator towards the object to be identified, if the first response is passive
- form an active response to the second interrogation using the armed responder in the direction of the interrogator
- analyze the response to the decisive interrogation from the answering machine and received by the interrogator.
L'invention concerne également un système d'identification IFF de mise en oeuvre de ce procédé. La station interrogatrice munie de moyens de repérage et, respectivement, l'objet interrogé allié sont équipés, pour cette mise en oeuvre, de moyens d'émission, respectivement de rétroréflexion, d'impulsions laser codées combinés à des moyens de réception omnidirectionnels de ces impulsions laser codées, et à des moyens de validation des impulsions laser reçues, ces moyens de validation commandant les moyens d'émission et, respectivement, de rétroréflexion laser. Les moyens d'émission laser sont couplés optiquement aux moyens de repérage de la station interrogatrice. Le fait que les moyens de réception des impulsions laser soient omnidirectionnels permet une interrogation à partir de n'importe quelle position de la station interrogatrice, dès repérage de l'objet.D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement
- la figure 1, un diagramme des principales étapes du procédé selon l'invention
- la figure 2, un schéma synoptique de l'organisation opto-électronique d'un interrogateur et d'un répondeur du système d'identification selon l'invention
- la figure 3, un exemple de réalisation en coupe verticale du répondeur du système d'identification selon l'invention.The invention also relates to an IFF identification system for implementing this method. The interrogation station provided with locating means and, respectively, the allied interrogated object are equipped, for this implementation, with means for transmitting, respectively retroreflection, coded laser pulses combined with means for omnidirectional reception of these coded laser pulses, and to means for validating the laser pulses received, these validation means controlling the emission and, respectively, laser retroreflection means. The laser emission means are optically coupled to the tracking means of the interrogating station. The fact that the means for receiving the laser pulses are omnidirectional allows interrogation from any position of the interrogating station, as soon as the object is located. Other characteristics and advantages will appear on reading the description which follows , with reference to the appended figures which respectively represent
- Figure 1, a diagram of the main steps of the method according to the invention
- Figure 2, a block diagram of the opto-electronic organization of an interrogator and a responder of the identification system according to the invention
- Figure 3, an embodiment in vertical section of the responder of the identification system according to the invention.
- la figure 4, un exemple de rétroréflecteur grand champ selon l'invention. - Figure 4, an example of a large field retroreflector according to the invention.
Le diagramme synoptique représenté sur la figure 1 reprend les principales étapes du procédé d'identification selon l'invention. La procédure de communication complète entre un interrogateur disposé à bord de la station interrogatrice et un répondeur disposé à bord de l'objet à identifier, décrite ci-après) correspond au cas où l'objet à identifier est un objet allié participant au système d'armes de la station interrogatrice. The block diagram shown in Figure 1 shows the main steps of the identification method according to the invention. The complete communication procedure between an interrogator placed on board the interrogating station and a responder placed on board the object to be identified, described below) corresponds to the case where the object to be identified is an allied object participating in the system of weapons of the interrogation station.
L'interrogateur de la station interrogatrice émet, à une première étape d'émission I, une première interrogation sous forme d'un faisceau laser impulsionnel codé et direction, en direction de I'objet, dès son repérage par la station interrogatrice. The interrogator of the interrogating station transmits, in a first transmission step I, a first interrogation in the form of a coded pulsed laser beam and direction, in the direction of the object, as soon as it is identified by the interrogating station.
Cette première interrogation est une interrogation d'alerte pour l'objet à identifier allié car elle provoque, à une étape de réception et, de validation II, 1' "armement" du répondeur de cet objet. La réponse fournie par cet objet doit être l'activation par le faisceau laser codé de l'objet interrogé allié. Le répondeur est armé, après validation du faisceau laser, lorsqu'il est rendu prêt à répondre activement, lors d'une étape ultérieure, à une nouvelle interrogation. This first interrogation is an alert interrogation for the object to be identified as an ally since it causes, at a reception and validation stage II, the "arming" of the responder of this object. The response provided by this object must be activation by the coded laser beam of the allied interrogated object. The answering machine is armed, after validation of the laser beam, when it is made ready to respond actively, at a later stage, to a new interrogation.
Mais le déclenchement d'une seconde interrogation est conditionnée par l'analyse, à l'étape III, de la nature, active ou passive, de la première réponse à la première interrogation reçue par la station interrogatrice
-- si la réponse est de type actif, c'est-à-dire constituée par exemple d'un surcodage de la première interrogation ré troréflé chie la procédure est stoppée. En effet, ce type de réponse n'est pas satisfaisant car un objet allié interrogé n' est pas encore armé à ce stade, et ne peut donc répondre activement à la première interrogation,
- si la réponse reçue est de type passif, c'est-à-dire à un niveau affaiblie de type écho, l'objet à identifier se présente bien comme un allié et la procédure peut être poursuivie.However, the triggering of a second interrogation is conditioned by the analysis, in step III, of the nature, active or passive, of the first response to the first interrogation received by the interrogating station.
- if the response is of the active type, that is to say, for example consisting of an overcoding of the first retoreflected interrogation, the procedure is stopped. Indeed, this type of response is not satisfactory because an allied object questioned is not yet armed at this stage, and therefore cannot actively respond to the first interrogation,
- if the response received is of passive type, that is to say at a weakened level of echo type, the object to be identified is indeed presented as an ally and the procedure can be continued.
La poursuite de la procédure est alors réalisée par le déclenchement d'une seconde interrogation décisive à l'étape d'émission IV. Cette seconde interrogation se présente, comme la première, sous forme d'un faisceau laser impulsionnel, codé et directif. Elle est décisive en ce sens que, l'objet interrogé allié ayant été armé à l'étape II, la réponse fournie par cet objet doit être active, c'est-à-dire présentant par exemple un surcodage de la réponse à l'interrogation. Une réponse de type active est formée à l'étape V, par exemple obtenue par rétroréflexion et surcodage du faisceau laser reçu, le surcodage étant réalisé par suppression de certaines des impulsions du faisceau laser rétroréfléchi. L'analyse, à l'étape VI, de la réponse formée à l'étape V et reçue par la station interrogatrice doit confirmer les conclusions de la première analyse. The continuation of the procedure is then carried out by the triggering of a second decisive interrogation at the emission stage IV. This second interrogation is presented, like the first, in the form of a pulsed, coded and directive laser beam. It is decisive in the sense that, the allied questioned object having been armed in step II, the response provided by this object must be active, that is to say having for example an overcoding of the response to the questioning. An active type response is formed in step V, for example obtained by retroreflection and over coding of the received laser beam, the over coding being carried out by suppressing some of the pulses from the retroreflected laser beam. The analysis, in step VI, of the response formed in step V and received by the interrogating station must confirm the conclusions of the first analysis.
pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comportant un interrogateur I et un répondeur R.for implementing the method according to the invention, comprising an interrogator I and a responder R.
L'interrogateur I, de la station interrogatrice, comporte essentiellement trois éléments : un émetteur laser 5, à impulsions ou à émission continue modulable de préférence par tout ou rien, un boîtier de validation codeur/décodeur 6 et un détecteur de rayonnement infrarouge 8, dont l'axe de champ de réception est maintenu parallèle à l'axe du faisceau laser émis par l'émetteur 5. Le détecteur et l'émetteur sont orientés dans la direction de l'objet à identifier, repéré par un système de recherche et de repérage de cibles, par tout système de balayage opto-mécanique adapté connu, couplé optiquement au système de recherche et de repérage de cibles. The interrogator I, of the interrogating station, essentially comprises three elements: a laser transmitter 5, pulse or continuous emission, preferably adjustable by all or nothing, an encoder / decoder validation unit 6 and an infrared radiation detector 8, whose receiving field axis is kept parallel to the axis of the laser beam emitted by the transmitter 5. The detector and the transmitter are oriented in the direction of the object to be identified, identified by a search system and target tracking, by any known suitable opto-mechanical scanning system, optically coupled to the target search and tracking system.
Suivant la longueur d'onde du faisceau laser utilisée, par exemple i, 06 microns ou 10,6 microns, le détecteur peut comporter, de manière connue, une couche photosensible au rayonnement infrarouge respectivement en silicium ou en un matériau composite Hg-Cd-Te (mercure- cadmium-tellure)
Le boîtier de validation 6 permet de coder les faisceaux laser émis en 5 et de décoder le faisceau laser reçu en 8. Ce boîtier assure les fonctions des moyens de validation 4 présentés ci-dessus.Depending on the wavelength of the laser beam used, for example 1.06 microns or 10.6 microns, the detector may comprise, in known manner, a photosensitive layer with infrared radiation, respectively in silicon or in a composite material Hg-Cd- Te (mercury- cadmium-tellurium)
The validation unit 6 makes it possible to code the laser beams emitted at 5 and to decode the received laser beam at 8. This unit performs the functions of the validation means 4 presented above.
Il comporte un amplificateur 9, qui amplifie le signal fourni par le détecteur 8, couplé à l'entrée d'une commande d'émission codée 10 du laser 5 à travers un ensemble de circuits de traitement de signal 11 délimité par une ligne pointillée. It comprises an amplifier 9, which amplifies the signal supplied by the detector 8, coupled to the input of a coded emission command 10 from the laser 5 through a set of signal processing circuits 11 delimited by a dotted line.
L'ensemble il comprend un temporisateur 12, dont l'entrée est reliée à la sortie de l'amplificateur 9 et dont des sorties sont reliées à l'entrée de la commande 10 et à l'entrée d'un comparateur 13. Un moyen d'affichage 14 reçoit les informations provenant du comparateur 13 et du moyen de temporisation 12. The assembly includes a timer 12, the input of which is connected to the output of the amplifier 9 and the outputs of which are connected to the input of the control 10 and to the input of a comparator 13. A means display 14 receives information from comparator 13 and timing means 12.
Après déclenchement simultané de l'émission de la première interrogation sous forme d'un premier train d'impulsions codé T1 du moyen de temporisation 12 par la commande 10, actionnée par l'opérateur lors de la première interrogation, cet ensemble il gère la seconde interrogation en deux phases, de la manière suivante
- en cas d'absence, pendant un intervalle de temps prédéterminé To, d'un codage ou d'un surcodage significatif de la réponse à la première interrogation, provenant du détecteur 8, via l'amplificateur 9, et analysé par le boîtier 6, le moyen de temporisation 12 déclenche automatiquement un second train d'impulsions codé T2. I1 applique, pour ce faire, un signal d'activation SA correspondant au code désiré, à la commande 10.Si, dans l'intervalle de temps To, un signal de retour codé ou surcodé de façon significative est reçu par le moyen de temporisation 12, ce dernier avertit l'opérateur d'une réponse active à la première interrogation, grâce au moyen d'affichage 14 et, d'autre part, diffère ou supprime le déclenchement du signal d'activation SA. Le moyen de temporisation est réalisé par l'Homme du Métier de manière connue et peut être constitué, par exemple, par un commutateur associé à une horloge
- en réponse à la seconde interrogation, un faisceau infrarouge est reçu par le détecteur 8 qui délivre un signal appliqué au boîtier 6 pour analyse ; après amplification en 9, ce signal est transmis au comparateur 13 via le temporisateur 12, afin de comparer l'information de code ou de surcodage qu'il reçoit avec celle introduite au préalable dans le comparateur 13. Le résultat de cette comparaison est communiqué à l'opérateur à l'aide du dispositif d'affichage 14.After simultaneous triggering of the emission of the first interrogation in the form of a first pulse train coded T1 of the timing means 12 by the command 10, actuated by the operator during the first interrogation, this set manages the second interrogation in two phases, as follows
- in the absence, during a predetermined time interval To, of a significant coding or over-coding of the response to the first interrogation, coming from the detector 8, via the amplifier 9, and analyzed by the unit 6 , the delay means 12 automatically triggers a second pulse train coded T2. To do this, it applies an activation signal SA corresponding to the desired code, to the command 10. If, in the time interval To, a significantly coded or significantly coded return signal is received by the time delay means 12, the latter warns the operator of an active response to the first interrogation, by means of display means 14 and, on the other hand, delays or suppresses the triggering of the activation signal SA. The timing means is produced by a person skilled in the art in a known manner and can be constituted, for example, by a switch associated with a clock
- In response to the second interrogation, an infrared beam is received by the detector 8 which delivers a signal applied to the housing 6 for analysis; after amplification at 9, this signal is transmitted to comparator 13 via timer 12, in order to compare the code or overcoding information that it receives with that previously introduced into comparator 13. The result of this comparison is communicated to the operator using the display device 14.
Le comparateur 13 peut être un simple compteur d'impulsions et de mesure des intervalles de temps entre impulsions, et la commande 10 un générateur de signaux associé à un oscillateur commandé en tension. The comparator 13 can be a simple pulse counter and measurement of the time intervals between pulses, and the control 10 a signal generator associated with a voltage controlled oscillator.
L'organisation électronique d'un répondeur R selon l'invention est également représentée schématiquement sur la figure 2 à titre d'exemple de réalisation élémentaire, un exemple de réalisation plus complet étant présenté plus loin. Il comporte essentiellement, un détecteur de rayonnement infrarouge 15 couplé, par l'intermédiaire d'un boîtier de validation décodeur/surcodeur 16, à un rétroréflecteur omnidirectionnel 17 associé à un modulateur optique 18 de rayonnement infrarouge. The electronic organization of an answering machine R according to the invention is also shown diagrammatically in FIG. 2 as an example of a basic embodiment, a more complete example of embodiment being presented below. It essentially comprises an infrared radiation detector 15 coupled, via a decoder / overcoder validation unit 16, to an omnidirectional retroreflector 17 associated with an optical modulator 18 of infrared radiation.
Le boîtier décodeur/surcodeur 16 est équipé de moyens pour décrypter et valider les impulsions reçues par le détecteur 15 et activer, si le code reçu est validé, le modulateur 18 afin de surcoder le faisceau laser rétroréfléchi en supprimant certaines des impulsions reçues. Ces moyens sont constitués essentiellement par un amplificateur 19, pour amplifier le signal délivré par le détecteur 15, couplé à un circuit de commande 20 du modulateur optique 18 via un comparateur 21, lui-même associé à un dispositif d'affichage 22. The decoder / overcoder unit 16 is equipped with means for decrypting and validating the pulses received by the detector 15 and activating, if the received code is validated, the modulator 18 in order to overcode the retroreflected laser beam by deleting some of the pulses received. These means consist essentially of an amplifier 19, for amplifying the signal delivered by the detector 15, coupled to a control circuit 20 of the optical modulator 18 via a comparator 21, itself associated with a display device 22.
Ce boîtier 16 permet, dans l'exemple de réalisation, d'armer le répondeur lors de la première interrogation d'alerte, et de provoquer une réponse adaptée lors de la seconde interrogation décisive. Il fonctionne de la manière suivante
- le code contenu dans le premier train d'impulsions
Ti est décrypté et comparé au code conforme par comptabilisation, au niveau du comparateur 21, des crêtes du signal fourni par le détecteur 15 et de leur fréquence d'apparition ; le comparateur 21 délivre le signal de validation S1 au circuit de commande 20 du modulateur 18 qui ouvre, après un intervalle de temps défini à partir de la fin de l'émission laser reçue, l'accès du rétroréflecteur 17 au rayonnement laser de la seconde interrogation
- Après un intervalle de temps To prédéterminé, correspondant à l'intervalle de temps séparant les deux interrogations, le comparateur 21 déclenche un second signal S2, de surcodage, appliqué au circuit de commande 20.This box 16 allows, in the exemplary embodiment, to arm the responder during the first alert interrogation, and to provoke a suitable response during the second decisive interrogation. It works as follows
- the code contained in the first pulse train
Ti is decrypted and compared to the compliant code by accounting, at the level of the comparator 21, of the peaks of the signal supplied by the detector 15 and their frequency of appearance; the comparator 21 delivers the validation signal S1 to the control circuit 20 of the modulator 18 which opens, after a defined time interval from the end of the received laser emission, the access of the retroreflector 17 to the laser radiation of the second questioning
- After a predetermined time interval To, corresponding to the time interval separating the two interrogations, the comparator 21 triggers a second signal S2, of over coding, applied to the control circuit 20.
Le circuit de commande 20 comporte un générateur de code et un circuit d'alimentation (non représentés), le générateur de code pilotant le circuit d'alimentation selon un fonctionnement en tout ou rien afin de rendre le modulateur optique 18 opaque ou passant au rayonnement laser au rythme du surcodage. Le surcodage consiste en effet à supprimer les impulsions lasers du second train d'impulsion T2 par absorption dans le modulateur optique 18, le synchronisme étant assuré par le top de détection de la première impulsion. The control circuit 20 comprises a code generator and a supply circuit (not shown), the code generator controlling the supply circuit according to an all-or-nothing operation in order to make the optical modulator 18 opaque or passing to radiation laser at the rate of overcoding. Overcoding consists in fact in removing the laser pulses from the second pulse train T2 by absorption in the optical modulator 18, the synchronism being ensured by the detection top of the first pulse.
A titre d'exemple, le premier train d'impulsions laser
Ti peut être constitué de trois impulsions réparties selon un code temporel, par exemple sur 200 ms, le temps de relaxation du laser durant 100 ms. Le second train T2 peut comporter six impulsions à la fréquence de 50 Hz, c'est-à-dire pour une durée totale de 100 ms, duquel les moyens de modulation supprimant un nombre déterminé d'impulsions, distribuées selon un schéma préétabli constituent le surcodage.For example, the first train of laser pulses
Ti can consist of three pulses distributed according to a time code, for example over 200 ms, the laser relaxation time during 100 ms. The second train T2 can comprise six pulses at the frequency of 50 Hz, that is to say for a total duration of 100 ms, of which the modulation means suppressing a determined number of pulses, distributed according to a pre-established scheme constitute the overcoding.
Un exemple de réalisation des moyens optiques du répondeur R selon l'invention, est représenté en coupe verticale à la figure 3. An exemplary embodiment of the optical means of the responder R according to the invention is shown in vertical section in FIG. 3.
Afin de permettre une détection et une réémission omnidirectionnelles des faisceaux lasers, le répondeur R se présente, approximativement, sous la forme d'un cube 30 dont chacune des quatre faces est occupée, en partie, par un même détecteur et un même rétroréflecteur. On distingue un étage de détection El, comportant 4 ensembles de détection, un étage de réflexion E2 comportant 4 ensembles de rétroréflexion et un étage électronique E3. In order to allow omnidirectional detection and retransmission of the laser beams, the responder R is, approximately, in the form of a cube 30 each of whose four faces is occupied, in part, by the same detector and the same retroreflector. There is a detection stage E1, comprising 4 detection sets, a reflection stage E2 comprising 4 retroreflection sets and an electronic stage E3.
A l'étage de détection El, chaque ensemble de détection comprend un détecteur 15, ou 15', fonctionnant simplement en détection directe, sans optique autre qu'un pare-soleil (non représenté) et reposant sur un support central
A au sommet de surfaces réfléchissantes 31 et 31' ayant, par exemple, une forme de cône. On the detection stage E1, each detection assembly comprises a detector 15, or 15 ′, operating simply in direct detection, without optics other than a sun visor (not shown) and resting on a central support.
A at the top of reflecting surfaces 31 and 31 'having, for example, a cone shape.
A l'étage de réflexion E2, chaque ensemble de rétroréflexion comprend une surface rétroréfléchissante pour le rétroréflecteur 17 ou 17' également disposée au sommet de surfaces en forme de cône SCI ou 5C2. Les surfaces des rétroréflecteurs 17 et 17' sont des miroirs en forme de calotte sphérique. Cette forme de miroir coïncide avec la surface image d'une lentille convergente associée L1 ou L2. Un exemple de réalisation de rétroréflecteur grand champ est représenté par la figure 4. Les caractéristiques de la lentille convergente Li ou L2 sont choisies de façon à ce qu'un faisceau incident F i se focalise sur la surface image associée 17 ou 17' en arrivant le plus perpendiculairement à celle-ci pour une large gamme d'angles d'incidence.De cette façon, le rétroréflecteur assure une rétrodiffusion rigoureuse, par effet dit "oeil de chat", quel que soit l'angle d'incidence de son champ de réception. Cette forme est préférable à celle du trièdre trirectangle, ou coin de cube, qui présente des inconvénients d'encombrement, de répartition inégale de l'énergie lumineuse renvoyée et de précision d'usinage nécessaire très élevée. On the reflection stage E2, each retroreflection assembly comprises a retroreflective surface for the retroreflector 17 or 17 ′ also arranged at the top of cone-shaped surfaces SCI or 5C2. The surfaces of the retroreflectors 17 and 17 ′ are mirrors in the form of a spherical cap. This mirror shape coincides with the image surface of an associated converging lens L1 or L2. An exemplary embodiment of a large field retroreflector is shown in FIG. 4. The characteristics of the converging lens Li or L2 are chosen so that an incident beam F i is focused on the associated image surface 17 or 17 'when arriving most perpendicular to it for a wide range of angles of incidence. In this way, the retroreflector ensures a rigorous backscattering, by the so-called "cat's eye" effect, whatever the angle of incidence of its field. reception. This shape is preferable to that of the trirectangle, or cube corner, which has drawbacks of space, uneven distribution of the returned light energy and very high machining precision required.
Sur la figure 3, surfaces rétroréfléchissantes 17 et 17' sont disposées aux foyers d'optiques d'entrée à grand champ, par exemple de lentilles Li et L2, et sont associées aux modulateurs optiques 18 et 18' intercalés entre les optiques d'entrée et les surfaces 17 et 17'. Les modulateurs optiques sont constitués préférentiellement par des écrans à cristaux liquides. D'autres types de panneaux électro-optiques commutables, tels que des lames céramiques PLZT, peuvent également convenir. In FIG. 3, retroreflective surfaces 17 and 17 ′ are arranged at the focal points of wide field input optics, for example of lenses Li and L2, and are associated with the optical modulators 18 and 18 ′ interposed between the input optics and surfaces 17 and 17 '. The optical modulators are preferably constituted by liquid crystal screens. Other types of switchable electro-optical panels, such as PLZT ceramic plates, may also be suitable.
Le boîtier électronique décodeur/surcodeur 16 et une alimentation électrique 33, destinée à l'ensemble des éléments électroniques, partagent l'étage électronique E3. The electronic decoder / overcoder unit 16 and a power supply 33, intended for all of the electronic elements, share the electronic stage E3.
Le circuit électrique véhiculant les informations reçues à l'étage El vers l'étage E3, et redistribuées de l'étage
E3 à l'étage E2, apparaissent schématiquement sous la forme de traits fléchés sur la figure 3. The electrical circuit conveying the information received on stage El towards stage E3, and redistributed from stage
E3 on stage E2, appear schematically in the form of arrow lines in FIG. 3.
d'un ensemble de direction et d'un ensemble de réflexion, pour optimiser la couverture et faciliter l'accès indépendant à l'alimentation et au boîtier électronique.a steering assembly and a reflection assembly, to optimize coverage and facilitate independent access to the power supply and the electronic unit.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. En particulier, il est à la portée de l'Homme du Métier de réaliser des boîtiers électroniques codeur/décodeur ou décodeur/surcodeur simplifiés en supprimant les commandes automatisées effectuées par les comparateurs et en les remplaçant, par exemple, par des affichages couplés à des commandes intégrées par une interface de codage/décodage dans l'interrogateur et une interface de décodage/surcodage dans le répondeur. The invention is not limited to the embodiments described and shown. In particular, it is within the reach of a person skilled in the art to produce simplified encoder / decoder or decoder / overcoder electronic boxes by eliminating the automated commands carried out by the comparators and by replacing them, for example, with displays coupled to commands integrated by a coding / decoding interface in the interrogator and a decoding / overcoding interface in the answering machine.
D'autre part, il peut être intéressant d'utiliser des moyens de télémétrie infrarouge ou d'imagerie infrarouge préexistants sur les porteurs pour les combiner aux moyens décrits, afin de constituer un système d'identification IFF entrant dans le cadre défini par l'invention. Réciproquement, il peut être intéressant d'utiliser les moyens mis en place dans l'invention pour les utiliser également dans le cadre d'une télémétrie ou d'une imagerie infrarouge. Ainsi, l'interrogateur peut recevoir, en retour de la première interrogation, un signal du type écho fourni par son détecteur permettant d'évaluer la distance du répondeur télémétrée et une mesure du niveau moyen de réflexion de la cible. L'envoi du second train d'impulsions peut alors être conditionné par les valeurs de ces paramètres. On the other hand, it may be advantageous to use infrared telemetry or infrared imaging means pre-existing on the carriers to combine them with the means described, in order to constitute an IFF identification system falling within the framework defined by the invention. Conversely, it may be advantageous to use the means implemented in the invention to also use them in the context of telemetry or infrared imaging. Thus, the interrogator can receive, in return for the first interrogation, an echo type signal supplied by its detector making it possible to evaluate the distance from the telemetric responder and a measure of the average level of reflection of the target. The sending of the second pulse train can then be conditioned by the values of these parameters.
Il est également à la portée de l'Homme du Métier de fusionner les structures communes d'un interrogateur et d'un répondeur selon l'invention afin de constituer un seul élément pouvant servir, suivant les circonstances, d'interrogateur ou de répondeur
Enfin le répondeur du système d'identification selon l'invention peut se comporter comme détecteur d'alerte laser par la mise en place de moyens d'alarme connus couplés aux moyens de détection décrits. It is also within the reach of a person skilled in the art to merge the common structures of an interrogator and an answering machine according to the invention in order to constitute a single element which can serve, depending on the circumstances, as an interrogator or answering machine.
Finally, the responder of the identification system according to the invention can behave as a laser alert detector by the installation of known alarm means coupled to the described detection means.
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