Disposición de prueba para un sistema de identificación de amenazas láser de una aeronave.

Una disposición de prueba para un sistema de identificación de amenazas láser de una aeronave,

comprendiendo dicho sistema de identificación de amenazas láser:

- medios ópticos de detección (10), adaptados para capturar haces de luz de amenaza (B) que inciden en laaeronave (12) desde una pluralidad de sectores de espacio circundantes,

- medios de aviso de amenazas (30), adaptados para recibir una pluralidad de señales ópticas reales indicativas deal menos uno de dichos haces de amenaza (B) a través de una pluralidad de canales ópticos (20) relacionados conrespectivas direcciones de incidencia de haz, y dispuestos para comparar dichas señales reales con una libreríapredeterminada de señales ópticas de referencia que representan amenazas conocidas;

incluyendo la disposición de prueba:

- medios de emisión de luz (L) dispuestos para generar de manera selectiva una pluralidad de señales ópticaspredeterminadas (S1 a Sn) para simular amenazas virtuales; y

- una pluralidad de guías ópticas (F1 a Fn) para dichas señales de simulación (S1 a Sn), acopladas directamente adichos medios de emisión de luz (L) y adaptadas para conectarse a dicha pluralidad de canales ópticos (20_1 a 20_n)para estimular de manera selectiva los medios de aviso de amenazas (30).

Disposición de prueba para un sistema de identificación de amenazas láser de una aeronave La presente invención se refiere a sistemas de identificación de amenazas láser de aeronaves y, específicamente, a una disposición de prueba para un sistema de identificación de haces de luz que inciden en una aeronave.

En aviónica, para detectar o rastrear una aeronave se usan haces de luz de apuntamiento, normalmente emitidos por fuentes láser colimadas, adaptadas para iluminar un objetivo y, posiblemente, para ayudar a interferir con el mismo.

Por ejemplo, un haz de láser de “telémetro” que presenta las características de baja frecuencia de repetición (algunos kHz) y una amplitud de impulso muy estrecha (del orden de algunos ns) se usa para medir la distancia de un objeto apuntado; un haz de láser de “designador” que presenta las características de una onda continua con una alta frecuencia de sobremodulación de repetición (de hasta 500 kHz) y una alta potencia es usado por los sistemas de armas para apuntar a un objeto (identificación y rastreo) ; un haz de láser que presenta las características de frecuencia media de repetición (decenas de kHz) se usa para iluminar un objetivo y dirigir un misil o un arma similar guiada por láser (“cohete guiado por haz”) al mismo, adaptado para rastrear dinámicamente una señal predeterminada de apuntamiento en su trayectoria.

Por esta razón, las aeronaves están equipadas con sistemas de identificación a bordo, adaptados para detectar posibles señales luminosas incidentes y para identificar la amenaza infligida por las mismas, así como la dirección de la que proceden, analizando las características de la señal luminosa y comparándolas con una librería de señales conocidas que se actualiza continuamente.

Un sistema de identificación típico se muestra esquemáticamente en la figura 1. Comprende al menos uno y preferentemente dos dispositivos de detección 10 expuestos en el carenado de la aeronave 12, por ejemplo montados de manera simétrica en lados opuestos del fuselaje y adaptados para cubrir todas las direcciones de observación en el espacio. Cada detector incluye un cabezal óptico facetado 14 que comprende una pluralidad de ventanas (espejos) ópticas 16 adaptadas para captar uno o más haces de luz de apuntamiento B procedentes de sectores del espacio hacia los que están orientadas.

Las señales ópticas transportadas por los haces de luz captados, relacionados con cada sector controlado del espacio, se reenvían, a través de una pluralidad correspondiente de canales ópticos 20, (guías de luz o fibras de plástico) a una unidad de procesamiento y señalización (receptor de alerta de láser, LWR) 30. La unidad está dotada de sensores ópticos integrados y está adaptada para analizar las características de la señal óptica interceptada (potencia y forma de onda de la señal de modulación) y compararlas con una librería de señales conocidas, manteniendo un seguimiento de las contribuciones que un único haz de luz incidente puede generar simultáneamente en muchos espejos.

La correcta detección de una amenaza infligida por un haz de láser que rastrea a la aeronave permite adoptar contramedidas adecuadas, por ejemplo una maniobra de desvío de vuelo, un intento por destruir el aparato que inflinge la amenaza o la activación de los sistemas de salvamento del piloto o de la tripulación de la aeronave.

El sistema concebido de este modo debe probarse con vistas a su primera instalación a bordo de una aeronave y la disposición de prueba también puede usarse con el fin de validar las librerías incluidas en el sistema (ésta es una función 45 de soporte de funcionamiento convencional, ya que las librerías pueden variar de una misión a otra, según el escenario en que se utilicen) , verificar la correcta aplicación de las prioridades para la identificación de amenazas y supervisar la velocidad de respuesta.

La prueba y la validación se basan en la generación y representación de escenarios de amenaza virtuales, adaptados para simular posibles amenazas conocidas reales de la manera más realista posible, y en la verificación consiguiente de la respuesta proporcionada por el sistema de identificación.

En la actualidad, las disposiciones de prueba usadas incluyen una pluralidad de generadores de haces de luz de alta potencia (generadores de láser en el espacio libre) , dispuestos en diferentes sectores del espacio en torno a un 55 dispositivo de detección que va a iluminarse y controlados para generar señales ópticas a las longitudes de onda deseadas (infrarroja (NIR) , visible) y que presentan características de forma conocidas que indican una posible amenaza.

Por desgracia, esta disposición tiene puntos críticos en lo que se refiere a la seguridad y la fiabilidad. De hecho, los generadores de láser deben estar blindados entre sí y con respecto al entorno exterior del sitio de prueba. Los haces de luz también deben colimarse correctamente en el aire, a través de lentes o expansores de haz, para replicar las condiciones de propagación con un ensanchamiento en la atmósfera de un haz típico real que puede incidir en el dispositivo de detección, posiblemente en muchos espejos adyacentes, y ésta es una operación que requiere una alineación mecánica compleja de los generadores de láser.

El documento WO 99/06852 da a conocer un sistema de discriminación de amenazas de haces de energía adaptado para usarse con energía de haz de láser. El sistema incluye un primer detector para detectar una primera señal de láser y un segundo detector para detectar una señal de láser coherente. Un circuito temporizador establece un intervalo de tiempo entre la detección de la primera señal de láser y la detección de la señal de láser coherente y proporciona una salida en respuesta a las mismas. Un circuito de control determina, en función de la salida, si la primera señal de láser y/o la segunda señal de láser suponen una amenaza. Para facilitar una clasificación de haz directo frente a haz reflejado según el tiempo de llegada en múltiples configuraciones de sensor, los retardos de tiempo intrínsecos desde cada sensor hasta una unidad de procesamiento central se miden y se usan para calibrar los sensores. Esta calibración puede llevarse a cabo fácilmente utilizando una única fuente de luz, tal como un diodo emisor de luz, acoplada mediante fibra óptica a cada sensor a través de longitudes fijas de cable de fibra óptica, de manera que luz llega a cada sensor simultáneamente o calibrando los retardos electrónicos relativos con una señal de prueba electrónica introducida en cada sensor.

El documento US 6785032 también se refiere a contramedidas para ataques con láser. Describe un sistema de contramedidas láser para interceptar el borde de ataque de un impulso entrante de energía láser, identificar la longitud de onda de la radiación entrante y ajustar un mecanismo de filtrado correspondiente a la radiación.

El documento US 5206500 da a conocer un circuito de detección de láser pulsado en sistemas ópticos de detección, particularmente para detectar la presencia de una señal óptica basada en láser.

La presente invención tiene la finalidad de proporcionar una disposición de prueba para un sistema de identificación de amenazas láser que evita los inconvenientes de la técnica anterior y que permite representar de manera fiable una pluralidad de escenarios de amenaza virtuales.

Según la presente invención, esta finalidad se obtiene gracias a una disposición de prueba que presenta las características expuestas en la reivindicación 1.

Realizaciones particulares son el objeto de las reivindicaciones dependientes, cuyo contenido debe tomarse como una parte integral o integrante de la presente descripción.

Expresado brevemente, la presente invención se basa en el principio de proporcionar señales ópticas de amenaza virtual de baja potencia directamente a una unidad de procesamiento y señalización LWR, aguas abajo de un dispositivo de detección de haces de luz y de manera guiada sin propagación alguna de haces ópticos al aire libre. En la práctica, esto se lleva a cabo a través de la generación de señales ópticas para simular amenazas láser a través de una fuente de láser de baja potencia que puede modularse y ajustarse electrónicamente, y de su inyección directa en fibras ópticas que entran en la unidad LWR.

De manera ventajosa, la menor potencia de emisión y la mayor eficacia de dispositivos láser acoplados a fibras permiten fabricar una disposición de prueba de laboratorio usando componentes más económicos, y la propagación guiada permite garantizar la colimación deseada de las... [Seguir leyendo]

1. Una disposición de prueba para un sistema de identificación de amenazas láser de una aeronave, comprendiendo dicho sistema de identificación de amenazas láser: 5

- medios ópticos de detección (10) , adaptados para capturar haces de luz de amenaza (B) que inciden en la aeronave (12) desde una pluralidad de sectores de espacio circundantes,

- medios de aviso de amenazas (30) , adaptados para recibir una pluralidad de señales ópticas reales indicativas de

al menos uno de dichos haces de amenaza (B) a través de una pluralidad de canales ópticos (20) relacionados con respectivas direcciones de incidencia de haz, y dispuestos para comparar dichas señales reales con una librería predeterminada de señales ópticas de referencia que representan amenazas conocidas;

incluyendo la disposición de prueba: 15

- medios de emisión de luz (L) dispuestos para generar de manera selectiva una pluralidad de señales ópticas predeterminadas (S1 a Sn) para simular amenazas virtuales; y

- una pluralidad de guías ópticas (F1 a Fn) para dichas señales de simulación (S1 a Sn) , acopladas directamente a

dichos medios de emisión de luz (L) y adaptadas para conectarse a dicha pluralidad de canales ópticos (20_1 a 20_n) para estimular de manera selectiva los medios de aviso de amenazas (30) .

2. Una disposición según la reivindicación 1, que comprende una fuente de emisión de luz (L) y un circuito de conmutación (MUX) para encaminar de manera selectiva las señales de simulación (S1 a Sn) generadas por dicha 25 fuente (L) en una de dicha pluralidad de guías ópticas (F1 a Fn) .

3. Una disposición según la reivindicación 2, en la que dicha fuente de emisión de luz (L) es una fuente láser controlable, adaptada para generar señales de simulación ópticas (S1 a Sn) que comprenden un tren de impulsos con una frecuencia de entre 0 y 50 kHz.

3.

4. Una disposición según la reivindicación 3, en la que dicha fuente láser puede ajustarse en un intervalo de longitudes de onda comprendido entre 800 y 1600 nm.

5. Una disposición según la reivindicación 2 ó 3, que comprende medios de atenuación de potencia (A) dispuestos en la 35 salida de dicha fuente de emisión de luz (L) .

6. Una disposición según la reivindicación 2, que comprende medios fotodetectores (PD) que pueden estar dispuestos de manera selectiva en la salida de dichas guías ópticas (F1 a Fn) , adaptados para interceptar las señales de simulación ópticas generadas (S1 a Sn) dispuestas para proporcionar señales de realimentación para activar la fuente de emisión de luz (L) y/o el circuito de conmutación (MUX) .

7. Una disposición según la reivindicación 6, en la que dichos medios fotodetectores (PD) están dispuestos para proporcionar a medios de visualización (OSC) señales eléctricas representativas de dichas señales de simulación (S1 a Sn) .

4.

8. Un sistema de identificación de amenazas láser para una aeronave, que comprende una disposición de prueba según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.