在分析了宽带声学多普勒流量剖面仪（BBADCP）的工作原理基础上，提出了其测试系统的设计方案，详细介绍了基于外围部件互联扩展总线（PXI）总线的数据采集模块，给出实验数据并进行了分析，说明了该系统能较好地完成对BBADCP的检测和测试。

针对常规逆波束形成（IBF）算法存在旁瓣较高和分辨力无法突破瑞利限等固有缺陷,提出了一种基于自回归（AR）模型的改进的IBF求解方法。该方法通过对阵元域数据的AR建模,将参数模型引入到IBF积分方程的求解中,可以更充分的将各阵元接收信号的信息利用到声场的空间谱估计中,从而大大提高常规的傅里叶类IBF算法的分辨性能;并通过对互谱矩阵空间分布的滑动平均处理,改善了旁瓣起伏,有利于实现对弱目标信号的检测与估计;该方法无需对信源数进行预估,在低信噪比下亦有稳健的性能。大量计算机仿真实验从不同角度对本文方法的性能进行了考证,湖试数据的处理结果进一步证实了本文算法的可行性和优越性。

声学多普勒海流剖面仪（ADCP）是近20年来国际上迅速发展起来的新型海流剖面仪,是一种有着广泛应用前景的先进水文遥测仪器。ADCP利用多普勒原理,通过配制多个波束从而得到三维流场数据。针对波束配制的方法,分析了波束配制参数与仪器性能的关系,给出适当的参数范围,同时分析和比较了典型的三波束和四波束配制,得到四波束配制性能优越于三波束的结论。最后介绍了五波束配制。

声对接技术以平面近场声全息理论算法为基础，利用声传播的近场特性，在一定的介质条件下来模拟声场远场传播特性的技术。在近场条件下，平面近场声全息技术能够针对不同的测试频率范围以及声场分布等要求，计算出相应的传输介质厚度以及对接阵阵元分布等参数，从而设计出声对接阵。通过仿真验证，采用平面近场声全息技术设计的声对接阵完全能够满足与水中兵器基阵实现声对接的要求。

水中目标辐射噪声主要包括平滑连续谱和线谱2部分，对平滑连续谱建立的功率谱数学模型，可以按照需求确定模型参数，通过Levinson算法递推出AR模型参数．对线谱的主要来源进行了分析，推导了线谱的简要模型，并考虑了多普勒效应．给出了水中目标噪声的简要仿真模型，并提出一种在微机平台上利用DirectSound接口，使用普通声卡对辐射噪声进行播放的方法，利用信号量方法解决了实时无间断播放的问题，可用于声呐员训练和航行模拟系统的听觉仿真．

分析了一种有源型光纤水听器的水声传感原理，在一段掺铒光纤中写入具有“相移的光纤光栅构成光纤激光器，水声压力作用在激光器上引起激光波长的移位，采用干涉法检测出波长移位引起的相位变化即得到声压的信息。水声探测实验表明，有源型光纤水听器的声压灵敏度为-166．5dB（参考值1rad／μPa）。将不同工作波长的四元光纤水听器串接于一根光纤内组成水听器阵列，使用带通波分复用器将阵列发出的激光分离至各独立通道后检测出相应的声压信号，测得水听器之间的级串扰小于-60dB，且单元水听器水声响应的动态范围不受影响。

为了解决宽带多普勒计程仪在较高速度下存在的速度模糊问题,建立了宽带多普勒计程仪的回波模型,分析了回波的自相关特性。在不改变系统结构的基础上,提出了采用回波自相关的第1个峰值位置的方法确定速度范围,并与复协方差方法结合实现无模糊地估计速度,从而解决测速模糊问题,同时提出采用三点相关插值算法估计自相关峰的位置。最后采用湖试数据分析和数字仿真证明了这种解模糊方法的有效性。

相控阵声多普勒计程仪采用宽带相控阵技术,提高了多普勒计程仪的测量深度和精度,已成为声学测速的重要设备之一,并广泛应用各种水下平台的导航.根据相控阵多普勒计程仪的半实物仿真的需要,分析了相控阵多普勒计程仪的测速原理,研究相控阵多普勒计程仪速度和深度仿真的原理,设计了半实物仿真系统,给出了仿真系统工作流程,同时设计了基于PXI总线的仿真模块,最后通过试验验证了系统的性能和精度.

构建了基于分布反馈式（DFB）光纤激光器的光纤激光水听器阵列,4元DFB光纤激光器通过同一个980nm激光器同线泵浦,阵列发出的1550nm左右的复合激光通过解波分复用（BWDM）分离至独立的通道,实验结果表明,4元光纤激光水听器探测的水声信号能被无失真的解调,阵列各通道间串扰小于-60dB。