L'application et le principe de fonctionnement des systèmes d'alerte laser : le « œil radar laser » sur le champ de bataille

Dans la guerre moderne et dans des domaines spécifiques de recherche industrielle et scientifique,technologie laserest comme une épée à double tranchant. C’est un outil puissant pour un guidage précis et une communication efficace, mais il peut aussi être une source de menace qui expose les positions et incite à la frappe. Le système d'alerte laser (LWS) s'est imposé comme une « sentinelle » cruciale, constamment vigilante contre la menace laser invisible.

I. Système d'avertissement laser : principe de fonctionnement de base

La mission principale du système d'avertissement laser est de détecter, d'identifier la direction, la longueur d'onde, la fréquence de répétition et d'autres caractéristiques du laser entrant, et d'émettre une alarme afin de gagner un temps précieux pour prendre des contre-mesures ou des actions d'évitement. Son principe de fonctionnement peut être résumé dans les étapes clés suivantes :

1. Détection photoélectrique :

Les composants centraux du système sont des détecteurs photoélectriques à haute sensibilité (tels que des photodiodes, des réseaux de plans focaux CCD/CMOS) répartis à des endroits clés de la surface des équipements (tels que des chars, des avions, des navires).

 Lorsque des faisceaux laser dans l'environnement (que ce soit pour télémétrie, désignation, guidage ou aveuglement) frappent ces détecteurs, l'énergie photonique est convertie en signaux électriques faibles.

2. Amplification et traitement du signal :

Les faibles signaux électriques générés sont dans un premier temps amplifiés par un préamplificateur.

Par la suite, un circuit complexe de traitement du signal (généralement basé sur un FPGA ou des processeurs dédiés) amplifie davantage le signal, filtre le bruit tel que la lumière de fond et les interférences électromagnétiques, et extrait les paramètres des fonctionnalités clés.

3. Extraction et reconnaissance des paramètres de fonctionnalités :

Traitement des signaux d'analyse de circuit de :

Longueur d'onde : déterminez la bande laser (telle qu'un laser Nd:YAG de 1 064 nm, un laser sans danger pour les yeux de 1 550 nm, un laser CO2 de 10,6 um, etc.) via un dispositif de reconnaissance spectrale interne (tel qu'un réseau, un prisme ou un réseau de filtres à bande étroite). Ceci est crucial pour identifier le type de laser (appareil de télémétrie ? Indicateur de cible ?).

Direction de l'incident : calculez avec précision les angles d'azimut et d'élévation de la source laser en utilisant la différence de temps, la différence d'intensité des signaux provenant de plusieurs détecteurs spatialement répartis ou les informations de position des pixels provenant d'un détecteur d'imagerie, grâce à des algorithmes de calcul d'angle.

Caractéristiques d'impulsion : analysez la largeur d'impulsion, la fréquence de répétition et le mode de codage (tel que le codage PPM utilisé pour le guidage) du laser. Cela permet de distinguer les lasers de différentes fonctions (comme un simple télémètre par rapport à un illuminateur de guidage laser de précision).

Intensité : Évaluez la gravité de la menace et la distance approximative.

4. Évaluation des menaces et sortie d’alarme :

L'unité centrale de traitement compare les paramètres de caractéristiques extraits avec la base de données de menaces intégrée et effectue une reconnaissance de formes.

Le système détermine de manière exhaustive le type de laser entrant (tel que la télémétrie laser, la désignation de cible, le guidage par faisceau, l'autodirecteur de missile à guidage laser, l'arme aveuglante au laser), le niveau de menace et la direction d'approche.

Des informations d'alarme immédiates, intuitives et claires, sont fournies à l'opérateur via des dispositifs d'alarme audiovisuels (tels que des alarmes sonores et lumineuses dans le cockpit, des icônes d'avertissement et des indicateurs de direction sur l'écran monté sur le casque). Dans le même temps, les informations peuvent être distribuées via une liaison de données.

5. (Facultatif) Intégration du système de contre-mesure :

Engins spatiaux : surveiller s'ils sont exposés à une irradiation laser provenant du sol ou de l'espace pendant le fonctionnement en orbite (éventuellement à des fins de télémétrie, de communication ou d'interférence potentielle).

Lanceurs de distraction de fumée/aérosol : formez rapidement un écran de fumée en direction des menaces entrantes, dispersant ou absorbant les faisceaux laser pour perturber le guidage ou le ciblage.

Système de contre-mesures aveuglantes au laser : Émettez des lasers puissants pour interférer ou endommager les capteurs optiques des télémètres ou désignateurs laser ennemis.

 Instructions d'évasion pour les manœuvres : fournissez des suggestions d'évasion aux conducteurs ou aux systèmes de conduite autonomes.

II. Technologies clés et indicateurs de performance des systèmes d'avertissement laser

 Champ de vision de détection (FOV) : il doit couvrir un azimut horizontal de 360° et un angle d'inclinaison aussi grand que possible (par exemple, -5° à +90°) pour obtenir une vigilance complète et sans angle mort. Ceci est généralement réalisé grâce à des réseaux de détecteurs distribués ou à des prismes polyédriques combinés à des détecteurs fixes.

 Couverture spectrale : elle doit couvrir les principales bandes laser militaires et potentiellement menaçantes (généralement 0,4-1,1 μm, 1,5-1,8 μm, 8-12 μm).

Résolution angulaire : capacité à indiquer avec précision la direction de la menace (généralement à quelques degrés près).

Résolution en longueur d’onde : capacité à distinguer différentes bandes laser.

Sensibilité/plage de détection : capacité à détecter de manière fiable une faible densité d'énergie laser incidente, qui détermine la distance d'avertissement.

Taux de fausses alarmes : la probabilité d'identifier à tort des sources de lumière naturelle (telles que le soleil et la foudre) et des sources de lumière artificielles non menaçantes (telles que des projecteurs et des arcs de soudage) comme des menaces laser doit être extrêmement faible.

Temps de réponse : plus le délai entre l'exposition au laser et l'émission de l'alarme est court, mieux c'est (nécessitant généralement des millisecondes).

Capacité de traitement multi-cible : la capacité de gérer simultanémentlaser multiplemenaces provenant de différentes directions et longueurs d’onde.

III. Application généralisée des systèmes d'avertissement laser

1. Domaine militaire (applications principales) :

Principaux chars de combat et véhicules blindés : les systèmes d'avertissement laser (LWS) sont des équipements clés pour améliorer la capacité de survie sur le champ de bataille contre les chars ennemis et les missiles antichar (tels que TOW, Kornet), la télémétrie laser et l'éclairage des indicateurs de cible. Les chars modernes (tels que Leopard 2A7, M1A2 SEPv3) intègrent généralement des LWS avancés.

Longueur d'onde : déterminez la bande laser (telle qu'un laser Nd:YAG de 1 064 nm, un laser sans danger pour les yeux de 1 550 nm, un laser CO2 de 10,6 um, etc.) via un dispositif de reconnaissance spectrale interne (tel qu'un réseau, un prisme ou un réseau de filtres à bande étroite). Ceci est crucial pour identifier le type de laser (appareil de télémétrie ? Indicateur de cible ?).

 Navires de surface : défense contre les missiles anti-navires (tels que certains modèles à guidage laser semi-actif) et les navires ennemis/télémétrie laser terrestres.

Installations/postes de commandement importants : Défense contre le ciblage d'armes à guidage laser et la reconnaissance laser.

Opérations individuelles/spéciales : Le LWS portable est utilisé pour avertir contre les menaces d'armes à distance laser de tireurs d'élite ou d'armes aveuglantes au laser.

 Intégration dans les systèmes de contre-mesures électroniques (ECM) : LWS sert d'« yeux » pour déclencher des écrans de fumée, des leurres infrarouges, des contre-mesures laser et d'autres mesures de destruction douce/dure.

2. Domaines civils et paramilitaires :

Véhicules de protection VIP : Protéger les véhicules de hauts fonctionnaires ou de présidents d'entreprise contre d'éventuelles attaques à l'arme laser ou des interférences laser avec le conducteur.

Application de la loi : dans le cadre d'opérations spécifiques à haut risque, des systèmes d'alerte précoce peuvent être utilisés pour détecter les dispositifs laser susceptibles d'être utilisés pour interférer ou aveugler.

Sécurité des infrastructures critiques : telles que les centrales nucléaires et les usines chimiques, pour se défendre contre d’éventuelles interférences laser malveillantes ou sabotages.

Environnements de recherche et industriels haut de gamme : dans les laboratoires laser haute puissance ou les zones de traitement laser industriel, surveillance si le personnel est accidentellement exposé à un rayonnement laser dangereux (dans le cadre d'un verrouillage de sécurité).

Engins spatiaux : surveiller s'ils sont exposés à une irradiation laser provenant du sol ou de l'espace pendant le fonctionnement en orbite (éventuellement à des fins de télémétrie, de communication ou d'interférence potentielle).

Le système d'alerte laser est un « organe de perception » indispensable sur les champs de bataille modernes et dans des environnements spécifiques à haut risque. Il fonctionne comme un « œil radar laser », balayant en permanence le spectre des menaces invisibles et convertissant le précurseur potentiellement mortel de l'irradiation laser en alertes et contre-mesures opportunes. Des géants d'acier comme les chars aux avions planant dans le ciel bleu, des navires de guerre traversant les vagues aux soldats en mission spéciale, LWS protège silencieusement la sécurité du personnel et de l'équipement. Avec l'amélioration continue de la technologie de contre-mesure électro-optique, le système d'alerte laser est appelé à continuer d'évoluer dans le sens de la détection multispectrale, de l'intégration de l'intelligence artificielle et de la miniaturisation, jouant un rôle encore plus crucial dans la future « guerre légère » et devenant un bouclier solide contre les menaces intangibles et pour prendre l'initiative sur le champ de bataille.