[发明专利]基于JONSWAP海谱的海面缩比模拟方法及测试系统

说明书

本发明涉及一种基于JONSWAP海谱的海面缩比模拟方法及测试系统，对波高进行线性缩比得到缩比系数p；调整静态电磁散射测量系统的俯仰角姿态；根据任务要求的测试频率f，设定静态电磁散射测量系统的测试频率为p*f；静态电磁散射测量系统提升到造波水池的水面上方；根据任务要求的测试高度H，将提升到的实际测试高度设置为H/p；根据任务要求模拟的峰升因子γ、风区长度X、风速U，将实际测试时的峰升因子设置为γ、风区长度设置为X/p、风速设置为利用海环境模拟设施在造波水池模拟形成JONSWAP海谱的海面；利用静态电磁散射测量系统进行海杂波静态电磁散射特性测试。本发明可以使用现有中低海情波浪的造波水池来模拟高海情海浪，实现JONSWAP谱的缩比。

技术领域

本发明涉及海杂波静态电磁散射特性模拟测试技术，特别涉及一种基于JONSWAP海谱的海面缩比模拟方法及测试系统。

背景技术

海面电磁散射的外场实测可控性差，且代价巨大，无法满足大量测试的需求。利用实验室内海杂波模拟系统，采用人工造波的方式，可以在实验室内开展可控的海杂波模拟测量研究。

JONSWAP海谱是一种人工造波模拟比较常用的海谱，相关的专利、论文中对于JONSWAP谱的模拟有比较详细的论述，但受造波系统造波能力的限制，人工模拟的海情有限，无法直接开展全尺寸高海情的模拟测试，目前仅能够进行3级以下海情的模拟测试。对于这种造波池人工缩比模拟高海情的方法还处于空白阶段，也是目前开展海面模拟测试的难点之一。

山东大学在专利“一种液压控制冲箱式造波装置及方法”(公开号：CN105823698A、申请号：CN201610164488.0)提出了一种液压控制冲箱式造波装置及方法，包括试验水渠、液压千斤顶、传动杆等，通过调整筒状冲箱与水面撞击，产生波浪，冲箱的圆弧构造产生的波浪更接近天然波浪，但水渠尺寸较小，不利于电磁散射特性测试，且未提及缩比波浪的造波池模拟方法。

三峡大学在专利“一种实验用推板式波浪模拟水槽”(公开号：CN204612896U、专利申请号：CN201520366830.6)中提出了一种实验用推板式波浪模拟水槽，包括水槽、消浪尖劈、伺服电机等，可以形成波浪用于模拟试验，同样该专利并未提及室内波浪缩比的方法。

凯利斯兰特尔波浪有限责任公司在专利“表面重力波浪发生器和波浪池”(公开号CN104781486A、申请号：CN200980154911.7)中，提出了用于产生适宜冲浪的波浪池，适合于通过移动机构在沿着侧壁的方向上移动以在沟槽中产生波浪，其在槛部上形成破碎浪，该种造波设备通常尺寸较小，且需要在侧壁放置移动机构，会对电磁散射回波产生影响，因此并不适用于电磁散射测试。

西安电子科技大学在硕士论文“导体目标与海面复合电磁散射的缩比诱导关系”提出了基于互易性原理和等效边缘电磁流法计算的三维目标与二维海面的耦合场的缩比关系，对于海面缩比的讨论并未提及JONSWAP谱，也没有提及缩比波浪的造波方法。

上海无线电设备研究所在论文“粗糙海面的电磁散射缩比模拟测量的若干基本问题”中根据粗糙海面缩比模拟理论与条件，讨论了缩比PM谱海面满足几何相似性条件的要求，和对粗糙海面进行缩比模拟测量的途径。但并未提及JONSWAP谱的缩比方法。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的一个技术方案是提供一种基于JONSWAP海谱的海面缩比模拟方法，包含：

基于波级表及风和浪对应关系表对波高进行线性缩比，得到缩比系数p；

调整静态电磁散射测量系统的俯仰角姿态，模拟0°～90°范围内的不同入射角；根据任务要求的测试频率f，设定静态电磁散射测量系统的测试频率为p*f；

将静态电磁散射测量系统提升到造波水池的水面上方；根据任务要求的测试高度H，将提升到的实际测试高度设置为H/p；