为了研究问题的方便,做如下假设:
(1)敌潜艇的位置在面积为 S 的搜索区域内服从均匀分布,航向在0°~360°时服从均匀分布;
(2)潜艇处于机载雷达可探测状态在时间上服从均匀分布;
(3)反潜巡逻机在整个搜索过程中连续飞行。
反潜巡逻机使用机载雷达对潜搜索的前提条件是,潜艇必须处于下述四个状态之一:水面状态、半潜状态、通气管状态和潜望状态。对反潜巡逻机而言,潜艇何时、何地处于上述哪一个状态是随机的。
设反潜巡逻机使用雷达在面积为 S 的区域内,对潜搜索 T s 时间。在整个搜索时间内,潜艇有 n 次处于第 i 个状态,每次处于第 i 个状态的时间为 t j ( j =1,…, n ),则在搜索时间内潜艇处于第 i 个状态的时间为
假设潜艇处于第 i 个状态的时间 t i 在搜索时间 T s 内服从均匀分布,则反潜巡逻机使用雷达搜索期间,潜艇处于可探测状态(或 S 内存在可探测目标)的概率 P qc 可表示为
侦察作用距离是衡量雷达侦察系统对雷达探测能力的一个重要参数。雷达侦察系统是单程工作的,而雷达探测系统是双程工作的。在作用距离上,雷达侦察系统具有优势。通常情况下,潜艇雷达侦察仪的发现距离远大于机载雷达发现潜艇的距离。
如图2.3(a)所示,设 t 0 时刻反潜巡逻机在水平面上的投影点位于 O 1 ,反潜巡逻机机载雷达对潜艇的最大水平探测距离为 d a ,潜艇雷达侦察仪的最大水平侦察距离为 d q 。以 O 1 为圆心、分别以 d a 、 d q 为半径画两个同心圆。
图2.3 雷达搜索态势分析示意图
设潜艇在搜索区域 S 内的分布密度为 λ 0 ,反潜巡逻机在 O 1 点第一次发波,若没有与潜艇发生接触,则在 内可能不存在处于可探测状态的潜艇。若此时在 内有处于可探测状态的潜艇 个,如果反潜巡逻机机载雷达发波持续时间 t cx 满足潜艇雷达侦察仪截获时间 t jh ,则潜艇即可发现反潜巡逻机。此时潜艇指挥员将对发现的雷达信号进行分析,作出下潜(正常下潜或速潜)或是继续保持当前状态作进一步观察的决策,指挥决策时间为 t zh 。
若决定下潜。设潜艇从截获信号时的可观测状态下潜(正常下潜或速潜)至反潜巡逻机对潜艇不可观测状态的时间为 t xq ,则反潜巡逻机要想发现处于图2.3(a)中阴影内的潜艇,必须在 t q = t jh + t zh + t xq 时间内持续发波,且反潜巡逻机的搜索飞行速度 V a 应满足 , 为相对速度 [6] ,这种情况下相当于雷达连续搜索。若反潜巡逻机的搜索飞行速度 V a 不满足 ,则反潜巡逻机再对图2.3(a)中阴影部分进行搜索就没有意义了,而应向前飞行一段距离 L 后再次发波,如图2.3(b)所示。从而形成对在下一个子区域内的目标接触的突然性,在这种情况下相当于雷达离散搜索。
通过上述分析可以看出:反潜巡逻机使用雷达进行区域搜索时,机载雷达应根据不同情况采取连续搜索方式和离散搜索方式。