本发明涉及海面目标电磁散射特性模拟测试技术，特别涉及一种高海情下目标与海面复合缩比模拟测试方法。
背景技术：
海面目标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，而高海情测试更是由于情况比较恶劣，难以开展。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。
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，以及海浪缩比测试后带来的目标同步缩比的问题，还处于空白阶段，是目前开展海面缩比模拟测试的难点。
南京信息工程大学在专利“一种浪-流耦合海面的雷达后向散射截面数值模拟方法”(公开号：cn105718666、申请号：cn201610041809)提出一种浪-流耦合海面的雷达后向散射截面数值模拟方法，根据用户需要模拟海面状态以及雷达传感器类型，获取浪-流耦合的瞬态海面，并进一步推导散射系数，但并未提及海面目标的复合回波获取以及试验模拟测试问题。
华东电子工程研究所在专利“一种高海况下海面目标检测装置及其检测方法”(公开号：cn106643683、申请号：cn201710091838)提出一种高海况下海面目标检测装置及其检测方法，在高海况下，将原始回波数据中目标存在信号与不存在目标的信道分开处理，通过处理后使得原始海杂波背景下目标检测问题转化为高斯序列背景下杂波检测问题，进行多普勒域频率匹配的恒虚警检测。但不涉及高海情下目标散射特性测试的问题。
上海无线电设备研究所在专利“一种超低空目标与地海粗糙面复合散射快速计算方法”(公开号：cn104077482、申请号：cn201410300754)中提出了一种超低空目标与地海粗糙面复合散射快速计算方法，采用高频法计算多个目标镜像强散射点的后向散射值，通过基尔霍夫近似计算地海粗糙面关于目标局部镜像的散射贡献，合成计算复合散射值。但不涉及高海情缩比方法及测试的问题。
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以及目标复合测试的问题。
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，分析了缩比测试可能带来误差，但并未提出海面有目标时如何进行缩比模拟的问题。
西安电子科技大学硕士论文“海面上方目标复合电磁散射的实验测量与理论研究”将等效边缘电磁流法和互易性定理结合起来研究了海面与其上方简单目标的复合电磁散射问题，并完成模拟试验验证，但并未提及高海情海面的模拟以及海面缩比测试问题。
西安电子科技大学硕士论文“导体目标与海面复合电磁散射的缩比诱导关系”基于物理光学法和等效边缘电磁流分别计算了不含尾翼的导弹头与含尾翼导弹的雷达散射截面，推导了基于等效边缘电磁流法的带棱边目标的缩比关系,并以立方体和梯形体为例验证了所给出的缩比关系的正确性，推导给出基于互易性原理和等效边缘电磁流法计算三维目标与二维海面的耦合场的缩比关系,并且以梯形体与海面的耦合场为例验证了所给出的缩比关系的正确性。论文从理论计算角度阐述海面目标的缩比关系，但不涉及如何进行试验模拟的问题。
技术实现要素：
本发明能够在现有造波水池波浪产生方式的基础上，提出一种高海情下目标与海面复合的缩比测试方法，用于获取造波池内的高海情海面与目标复合缩比测试数据。
为了达到上述目的，本发明的技术方案在于提供一种高海情下目标与海面复合缩比模拟测试方法，通过电磁散射测量系统测试海杂波上方被测目标的复合散射信号，处理得到与所述被测目标对应的散射回波测试值σs；
通过电磁散射测量系统测试海杂波上方散射强度已知的标准体目标的复合散射信号，处理得到与所述标准体目标对应的散射回波测试值σd，所述标准体目标的散射截面为σ0；
对缩比测试结果进行处理，获取与全尺寸状态下的海面目标对应的散射强度值σ＝σs-σd+σ0+20*log10(p)，p是缩比系数。
优选地，所述被测目标的尺寸，是根据缩比系数对全尺寸状态下的海面目标的尺寸进行线性缩比后得到的。
优选地，通过电磁散射测量系统对所述被测目标进行测试时，所述被测目标被吊挂于海杂波模拟设施的造波水池的水面上方，造波水池内的波高通过线性缩比得到；所述被测目标距离水面的高度、前后位置可调。
优选地，所述被测目标距离水面的吊挂高度、所述被测目标与电磁散射测量系统之间的距离，是根据缩比系数对全尺寸状态的目标距离水面的吊挂高度、全尺寸状态的目标与电磁散射测量系统之间的距离进行线性缩比后得到的，俯仰角度保持不变。
优选地，在所述海杂波模拟设施的造波水池设有造波设备，在造波水池的四壁设有消除水波在波壁产生的回波干扰的消波装置，造波水池上方设置有双肢龙门构架来架设高架轨路；所述电磁散射测量系统安装在双肢龙门构架下方的吊篮中，并可随吊篮沿高架轨路进行移动。
优选地，所述电磁散射测量系统与水平面的夹角、系统测试高度可调。
优选地，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和极化，对应设定电磁散射测量系统的测试频率p*f和极化。
优选地，所述缩比系数p基于波级表、风浪对应关系表得到。
综上所述，本发明通过计算合适的缩比系数，采用合适的缩比测试目标，按照特定的状态开展缩比测试，通过数据处理获取全尺寸状态的测试数据。
本发明采用目标缩比与海面缩比相结合的方式获取高海情下目标与海面复合缩比测试数据，替代传统的采用全尺寸目标在海上实测获取数据的方式，解决海上实测困难大，测试状态难以定量表述的问题。
附图说明
图1是本发明的系统构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：
如图1所示，本发明适用的海杂波电磁散射特性测试试验系统，包含海杂波模拟设施、海杂波测量系统、目标姿态吊挂系统。
所述海环境模拟设施包含造波水池1，造波设备2以及设置在造波水池的四壁以消除水波在波壁产生的回波干扰的消波装置3。所述海杂波测量系统包含电磁散射测量系统6，其与水平面的夹角、系统测试高度可调。
其中，造波水池1上方设置有双肢龙门构架5，用来架设高架轨路4；电磁散射测量系统6安装在双肢龙门构架5下方的吊篮7中，并可随吊篮7沿高架轨路4移动。
被测目标8由目标姿态吊挂系统设置在岸边的塔吊9，吊挂于造波水池1的上方，目标距离水面的高度，前后位置可调。
本发明所述高海情下目标与海面复合缩比模拟测试方法，包含以下步骤：
1.计算合适的缩比系数
现有造波水池只能产生中低海情(1-3级)波浪，根据附表1中的波级表以及表2中的风和浪的对应关系表，若要实现高海情(4-5级)海浪的模拟，则需要对波高进行线性缩比，选择相应的缩比系数为p。
我国国家军用标准中采用国家海洋局1978年颁布规定的浪级，以三一波高(即所观察到的波群之中的1/3最大浪高的平均值)来划分波级，见表1。
表1
对于风—浪之间的对应关系，如表2所示。
表2
2.目标缩比及姿态装订
目标缩比后，尺寸按照缩比系数p进行线性缩比，在装订时，对目标离水面的吊挂高度、与探测器之间的距离进行线性缩比，俯仰角度保持不变。
3.电磁散射测量系统装定及设置
通过测试系统姿态装定设备，将电磁散射测量系统6固定在吊篮7的横梁下方，并按要求调整电磁散射测量系统6的俯仰角姿态，模拟0°～90°范围内不同的入射角。若任务要求的测试频率为f，极化为垂直极化，则在进行系统设定时将测试频率设置为p*f，极化仍为垂直极化。
4.开展模拟测试
对海面目标开展缩比测试，电磁散射测量系统测试海杂波上方目标的复合散射信号并采集存储，进行后期处理，获取散射回波测试值σs。
5.开展定标测试
对已知散射强度的标准体目标开展测试，该标准体散射截面为σ0，标准体目标的吊挂位置及高度等参数与目标一致，此时电磁散射测量系统测试海杂波上方标准体目标的复合散射信号并采集存储，通过后期处理，获取散射回波测试值σd。
6.获得全尺寸目标的散射值
对测试结果进行修正，获取全尺寸状态下的海面目标散射强度值σ，可由以下公式计算
σ＝σs-σd+σ0+20*log10(p)(1)
现提供一个测试目标的具体实施例，说明对其设计的缩比模拟测试状态：
测试目标：获取2ghz、垂直极化、风速u＝10m/s的海面上方3m位置目标的复合散射回波，目标为1*1*1m的正方体，目标与探测器水平距离10m。探测器离水面高度20m。
以在最大能造三级波浪的造波水池中获取2ghz、垂直极化下风速u＝10m/s产生的海面散射系数为例，测试的主要步骤如下：
步骤1：计算合适的缩比系数
要产生风速u＝10m/s的模拟海浪，根据表1的波级表、表2的风和浪的对应关系表，10m/s对应五级，产生波高2m左右，最大能模拟三级浪的造波水池(波高0.5m)，此时选择缩比系数一般应大于2/0.5≈4，此处确定缩比系数p＝4。
步骤2：目标缩比及姿态装订
目标缩比后，尺寸按照缩比系数p＝4进行线性缩比，目标为1*1*1m的正方体，因此缩比后的模型为0.25*0.25*0.25m的正方体。在装订时，对目标离水面的吊挂高度、距离探测器的距离进行线性缩比，因此目标离水面的吊挂高度变为0.75m，距离探测器的水平距离变为2.5m，俯仰角度保持不变。
步骤3：电磁散射测量系统装定及设置
将电磁散射测量系统通过测试系统姿态装定设备在横梁下方固定，按要求调整俯仰角姿态，模拟0°～90°范围内不同的入射角，任务要求的测试频率为2ghz，则在进行系统设定时将测试频率设置为8ghz，测试的极化为垂直极化。
步骤4：开展模拟测试
对海面上方目标开展缩比模拟测试，电磁散射测量系统测试海面与目标的复合散射信号并采集存储，进行后期处理，获取散射回波测试值σs，此处假设测试值为-25db。
步骤5：开展定标测试
对已知散射强度的标准体目标开展测试，该标准体散射截面为σ0，架设该目标的散射截面值为10db，电磁散射测量系统测试海杂波上方标准体目标的复合散射信号并采集存储，进行后期处理，获取散射回波测试值σd，此处架设测试值为-20db。
步骤6：获得全尺寸目标的散射值
对缩比测试结果进行处理，获取全尺寸状态下的海面目标散射强度值σ，σ＝σs-σd+σ0+20*log10(p)＝-25-(-20)+10+12.04＝17.04db。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。