Module de télémétrie laser anti-drone spécialisé SunFlaser | Optimisé pour les petites cibles, configurable pour plusieurs portées.

En ce qui concerne l’efficacité opérationnelle des systèmes optoélectroniques de lutte contre les drones à basse altitude, la capacité d’acquisition de petites cibles et l’adaptabilité environnementale du module de télémétrie comptent parmi les principaux facteurs déterminants. Tout d’abord, les modules de télémétrie industriels à usage général qui n’ont pas été adaptés aux scénarios de lutte contre les drones se heurtent souvent à des limites en matière de portée effective sur les petites cibles, de suppression des échos parasites en champ proche, de reconnaissance des échos multiples et d’intégration au système.

Pour relever ces défis, SunFlaser a lancé la gamme complète SFL/SFD de modules de télémétrie laser sans danger pour les yeux, spécialement optimisés pour les applications de lutte contre les drones. Plus précisément, Ces modules couvrent des portées allant de 1,6 km à 8 km, ce qui les rend adaptés aux plates-formes légères, aux systèmes embarqués sur véhicules et aux sites de surveillance fixes. Par ailleurs, Le tableau des caractéristiques techniques du produit fournit des indications de portée correspondant à des cibles typiques de drones, offrant ainsi une référence pour le choix de la portée de tir sur des cibles de petite taille dans le cadre de scénarios de lutte contre les drones. Cependant, Les performances réelles de télémétrie doivent être évaluées de manière exhaustive en tenant compte de l'attitude de la cible, de ses caractéristiques de réflexion, des conditions météorologiques, de la stabilité de la plate-forme et de l'état d'intégration du système.

I. Scénarios de lutte contre les drones : la sélection des distances ne peut pas s'appuyer directement sur les normes industrielles générales

Avant toute chose, La conception et la logique de validation des systèmes de télémétrie anti-drones diffèrent considérablement de celles des systèmes de télémétrie industriels à usage général. Par exemple, La plage nominale des modules industriels à usage général est généralement validée par rapport à des cibles de grande taille, telles que des bâtiments, des tours et des véhicules. En revanche, Les cibles anti-drones typiques sont des petits drones dont les dimensions sont comprises entre environ 0,1 m × 0,2 m et 0,2 m × 0,3 m. Par rapport aux cibles de grande taille, Celles-ci présentent une surface réfléchissante effective plus réduite, des changements d’attitude plus rapides, ainsi qu’une plus grande diversité en termes de matériaux de surface et d’angles d’incidence. Par conséquent, La stabilité de l'écho à longue portée est généralement plus difficile à garantir. Par conséquent, L'utilisation directe de modules polyvalents conduit souvent à une portée effective inférieure aux attentes.

Par ailleurs, Les scénarios de lutte contre les drones présentent plusieurs contraintes typiques qui rendent difficile l'adaptation directe de modules polyvalents :

• Tout d'abord, présence de nombreux éléments perturbateurs dans le champ proche : les réflexions provenant du sol, de la végétation et des bâtiments peuvent facilement déclencher de fausses alarmes, ce qui nécessite une capacité de filtrage des échos en champ proche.
• Deuxièmement, la tendance à l'utilisation d'essaims de drones : la mesure de distance sur une seule cible ne suffit plus à répondre aux exigences opérationnelles, ce qui nécessite une capacité de reconnaissance multi-échos.
• Troisièmement, des exigences élevées en matière de sécurité visuelle dans des contextes d'utilisation tels que les infrastructures critiques et les aéroports, où du personnel est présent et où l'espace aérien est fréquemment utilisé par l'aviation civile.
• Enfin, leur déploiement dans les régions froides, sur les plateaux, dans les zones côtières et dans d’autres environnements variés, ce qui exige une stabilité à une large plage de températures et une grande adaptabilité environnementale.

II. Conception optimisée spécialisée : réponse aux exigences fondamentales en matière de lutte contre les drones

Il convient notamment de noter que, La série SunFlaser SFL‑AW/SFD a été entièrement conçue dès le départ pour des scénarios de lutte contre les drones – qu’il s’agisse de la conception optique, du traitement du signal, de la définition fonctionnelle ou de la validation environnementale – plutôt que d’être dérivée de produits de télémétrie à usage général.

1. Optimisation optique et algorithmique pour les petites cibles

Pour commencer, Les spécifications relatives à la plage nominale, hors contexte spécifique à une cible, n'ont qu'une valeur de référence pratique limitée. Par conséquent, L'ensemble de la gamme de modules de télémétrie SunFlaser a fait l'objet d'une optimisation de la correspondance optique et algorithmique spécialement adaptée aux cibles typiques des drones grand public. De plus, Le tableau des caractéristiques techniques distingue clairement les plages correspondantes pour les différentes tailles de cibles.

Par exemple, Les valeurs types des paramètres cibles sont les suivantes :

• Pour les petits drones de l'ordre de 0,1 m × 0,2 m (équivalent au DJI Mavic 3 Pro) : portée du SFL1600AW ≥ 1,0 km, portée du SFL3000AW ≥ 2,0 km, portée du SFD8000AW ≥ 4,5 km.
• Pour les drones de taille moyenne de l'ordre de 0,2 m × 0,3 m (équivalent au DJI Phantom 4) : les portées correspondantes sont respectivement de ≥ 1,6 km, 3,0 km et 8,0 km.

Le cœur de la capacité d'acquisition de petites cibles réside dans la coordination systématique de l'adaptation des ouvertures optiques d'émission et de réception, des chaînes de réception à haute sensibilité et des algorithmes intelligents de discrimination des échos – plutôt que dans une simple augmentation de la puissance d'émission. C'est également la logique de conception qui permet aux modules SunFlaser de consommer moins d'énergie et d'être plus légers tout en offrant la même autonomie.

2. Le « range gating » : un moyen essentiel de suppression des échos parasites en champ proche

Par ailleurs, Une part importante des fausses alarmes dans les systèmes de lutte contre les drones provient des réflexions en champ proche sur le sol, les arbres et les bâtiments.

Pour remédier à cela, Cette série intègre une fonction de filtrage de portée (range-gating), qui permet d’éliminer les échos parasites de champ proche et de réduire les interférences dues aux réflexions du sol, de la végétation et des bâtiments lors de la mesure de la distance à la cible. Par ailleurs, Les différents modèles présentent des distances minimales de détection variables en fonction de leur portée et de leur application : les modèles légers commencent à quelques dizaines de mètres, tandis que les modèles à longue portée commencent à plusieurs centaines de mètres. Pour connaître les méthodes de configuration spécifiques et les plages de déclenchement, Nous invitons les utilisateurs à se reporter au protocole de communication et au manuel d'utilisation de chaque modèle.

Tableau des caractéristiques techniques du produit indique un taux de fausses alarmes ≤ 1%. Dans les applications au niveau du système, La technique de « range gating » peut constituer un moyen important de suppression des échos parasites en champ proche. Cependant, Les performances finales en matière de fausses alertes dépendent également du contexte de la cible, de la stabilité de la plateforme, des algorithmes de suivi et des stratégies de fusion multicapteurs.

3. Reconnaissance multi-cibles : soutien à la perception de la distance dans les scénarios d'essaims

Face à des essaims de drones, La mesure de distance à cible unique ne permet de fournir que la distance par rapport à une seule cible, ce qui complique la hiérarchisation des menaces multiples.

Pour remédier à cela, La série SFL prend en charge la reconnaissance de trois cibles, tandis que la série SFD à longue portée prend en charge la reconnaissance de plusieurs cibles, fournissant ainsi les données de base nécessaires à la discrimination de distance par échos multiples dans des scénarios d'essaim. Néanmoins, Pour assurer un suivi continu et une hiérarchisation efficace des menaces, il est nécessaire d'intégrer des plateaux optoélectroniques, des systèmes de reconnaissance d'images et des algorithmes de suivi au niveau du système.

4. Sécurité oculaire et conception adaptée à une large plage de températures

En matière de sécurité laser, L'ensemble de la gamme utilise la bande de 1 535 nm pour la série SFL (portée courte à moyenne) et la bande de 1 570 nm pour la série SFD (longue portée). De plus, Le tableau des caractéristiques techniques indique une certification « sans danger pour les yeux » de classe 1 (CEI 60825-1), ce qui rend ces modules particulièrement adaptés à une intégration dans des systèmes optoélectroniques situés dans des zones fréquentées par du personnel et dans des environnements de déploiement complexes. Cela dit, La mise en œuvre technique concrète doit néanmoins être évaluée en tenant compte de la structure globale du système, de la conception de la fenêtre optique, des spécifications d'utilisation et des exigences de sécurité sur site.

En ce qui concerne l'adaptabilité environnementale, L'ensemble de la gamme fonctionne à partir de -40 °C et couvre une large plage de températures de fonctionnement, ce qui la rend adaptée à une intégration dans des environnements de sécurité en extérieur, embarqués, aéroportés et fixes. Pour les projets liés à la défense ou à des environnements particuliers, Nous recommandons de procéder à une validation spécifique, en complément des exigences générales relatives aux essais environnementaux du système.

III. Matrice de produits à plusieurs niveaux : adaptation à différents scénarios de déploiement

Pour faciliter la sélection, Les modules de télémétrie anti-drones de SunFlaser se déclinent en deux gammes de produits, couvrant un large éventail de scénarios, allant des systèmes aériens légers aux installations fixes à longue portée. Par conséquent, Les utilisateurs peuvent fonder leur choix sur la distance d'alerte précoce, la capacité de charge utile de la plateforme et la capacité d'alimentation électrique.

Catégorie « aéroportée légère » : portée de 1,6 à 3,7 km – Adaptée aux modules et au déploiement portable

Ce niveau comprend six modèles : SFL1600AW, SFL1700AW, SFL2000AW, SFL3000AW, SFL3300AW et SFL3700AW, couvrant des portées allant de 1,6 km à 3,7 km (contre des cibles de drones de taille moyenne). Par ailleurs, Leur poids varie entre 130 g et 378 g ; leur conception, axée sur la légèreté et la faible consommation d'énergie, les rend adaptés aux modules optoélectroniques compacts, aux tourelles montées sur véhicules et aux équipements portables.

• SFL1700AW : Poids ≤ 130 g, dimensions 83 × 61 × 48 mm, portée moyenne de 1,7 km – convient aux micro-modules optoélectroniques et aux équipements portatifs de lutte contre les drones.
• SFL3000AW : Poids ≤ 310 g, portée moyenne de 3,0 km, puissance moyenne ≤ 1,5 W en mode de fonctionnement à 1 Hz – convient aux modules de défense destinés aux zones critiques nécessitant une surveillance prolongée.
• SFL3700AW : Portée moyenne de 3,7 km, température de fonctionnement comprise entre -40 °C et +70 °C – adapté aux scénarios de surveillance des frontières et des périmètres aéroportuaires présentant des conditions environnementales plus complexes.

Par ailleurs, Ce modèle prend en charge une fréquence de balayage réglable de 1 à 10 Hz, utilise une interface RS422 et dispose d'une plage de tension d'alimentation comprise entre 5 et 28 V CC, ce qui le rend compatible avec divers systèmes compacts de tourelles optoélectroniques et de modules.

Niveau fixe longue portée : portée de 5 à 8 km – Convient aux sites de surveillance à distance

Ce niveau comprend trois modèles : SFD5000AW, SFD7000AW et SFD8000AW, couvrant des portées allant de 5 km à 8 km (contre des cibles de type drone de taille moyenne), avec des portées correspondantes de 3 à 4,5 km pour les petites cibles. Par conséquent, Ils conviennent à la sécurité des frontières, à la surveillance à distance et à l'alerte précoce sur le périmètre extérieur de grandes installations critiques dans des scénarios en site fixe.

• SFD7000AW : Portée moyenne de 7 km, poids ≤ 2 500 g, puissance moyenne ≤ 40 W – convient aux nacelles optoélectroniques de taille moyenne et aux tourelles de surveillance fixes.
• SFD8000AW : Portée moyenne de 8 km, prise en charge de la reconnaissance de cibles multiples, fréquence de mesure réglable de 1 à 5 Hz – convient à la surveillance frontalière à très longue portée et à l'alerte précoce du périmètre extérieur de grandes installations critiques.

Par ailleurs, Cette gamme utilise la bande de 1 570 nm, également classée en classe 1 (sans danger pour les yeux). Selon le modèle, La gamme « Long-Range » propose différentes configurations de tension d'alimentation, notamment 18 à 32 V CC ou 24 ± 3 V CC ; nous recommandons de prévoir une marge de puissance suffisante lors de l'intégration, en fonction du modèle concerné.

IV. Directives relatives à l'ingénierie d'intégration des systèmes

Du module au système complet, Les détails de l'intégration ont une incidence directe sur les performances finales. Sur la base de l'expérience acquise lors de la mise en œuvre du projet, Nous vous proposons quatre points clés à titre de référence :

1. Adaptation de bande pour fenêtre optique : Pour les bandes de 1 535 nm et 1 570 nm, choisissez des fenêtres optiques dont les paramètres de transmittance et de revêtement sont adaptés. L'utilisation de fenêtres à usage général non optimisées pour ces bandes peut entraîner une baisse de la transmittance, une augmentation de la lumière parasite réfléchie ou une réduction de la portée.
2. Contrôle de la coaxialité de l'axe optique : Une erreur de coaxialité entre l'axe optique de télémétrie et les axes optiques du visible/infrarouge peut entraîner l'apparition d'un message indiquant “ cible détectée à l'écran mais aucun écho de télémétrie ”.” Par conséquent, La conception du système doit prévoir un mécanisme de réglage de l'axe optique afin de garantir que l'erreur de coaxialité entre les axes optiques du visible, de l'infrarouge et de la télémétrie réponde aux exigences de précision de positionnement et de suivi du système.
3. Conception de l'alimentation électrique et de l'interface : Le module utilise une interface RS422 pour assurer une transmission à longue distance plus stable. Par ailleurs, Nous recommandons de prévoir, lors de la conception du système, des circuits de régulation de tension et de filtrage afin d'éviter que les fluctuations de tension provenant du véhicule ou du réseau aérien n'affectent les performances de télémétrie.
4. Optimisation des fausses alarmes au niveau du système : Outre la fonction de filtrage de portée intégrée au module, le système permet de filtrer davantage les fausses alarmes par paliers en combinant les caractéristiques de mouvement des cibles et la fusion multicapteurs, ce qui évite de devoir compter uniquement sur le module de télémétrie pour résoudre tous les problèmes liés aux fausses alarmes.

Conclusion

En résumé, Le cycle opérationnel des systèmes de lutte contre les drones à basse altitude repose sur une capacité couvrant l’ensemble de la chaîne “ détecter – localiser – suivre – neutraliser ”.” En tant qu'élément central de la perception de la distance, La capacité du module de télémétrie laser à acquérir des cibles de petite taille en conditions réelles et à limiter les fausses alarmes a une incidence directe sur l'efficacité au combat globale de l'ensemble du système.

Pour conclure, SunFlaser dispose d'une expertise approfondie dans le domaine de la télémétrie optoélectronique, avec des compétences en conception optico-mécanique, en développement de circuits, en validation environnementale et en fabrication en série. Par ailleurs, L'ensemble de la gamme de modules de télémétrie anti-drones est déjà en production de série, et nous proposons des adaptations sur mesure au niveau de l'optique, des interfaces et des protocoles, en fonction des besoins de nos clients.