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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 声呐的发展简史和声呐的现状 2

1.2.1 声呐的发展简史［1］［4］［5］［6］ 2

1.2.2 声呐技术现状 3

1.3 声呐系统的分类 5

1.3.1 引言 5

1.3.2 按工作原理（方式）分类 6

1.3.3 按声呐装置的体系分类 8

1.4 声呐系统的战术指标和技术指标 12

1.4.1 引言 12

1.4.2 声呐系统的主要战术指标 12

1.4.3 声呐系统主要技术指标 15

1.5 声呐方程 16

1.5.1 主动声呐方程 17

1.5.2 被动声呐方程 19

习题与思考题 20

参考文献 20

第2章 主动声呐信号分析 22

2.1 概述 22

2.2 主动声呐信号的几种描述方法 23

2.2.1 时间函数 23

2.2.2 频谱函数 24

2.2.3 模糊函数 24

2.3 信号的模糊函数 24

2.3.1 信号的多普勒频移 25

2.3.2 信号的模糊函数 27

2.3.3 模糊函数的性质 30

2.4 常用主动声呐信号特性 31

2.4.1 单频矩形脉冲（CW） 31

2.4.2 线性调频（LFM）脉冲信号 33

2.4.3 双曲线调频信号 36

2.4.4 伪随机调相信号与伪随机信号 41

2.4.5 信号形式及工作参数的选择 42

习题与思考题 44

参考文献 45

第3章 声呐系统定向方法 46

3.1 声呐系统定向的基本原理 46

3.2 最大值测向 47

3.2.1 原理［1］ 47

3.2.2 定向精度分析 48

3.3 相位法测向 50

3.3.1 相位法测向的定向精度与多值性 50

3.3.2 和差式相位测向方法［3］ 52

3.3.3 检相法 56

3.4 振幅差值测向法 58

3.5 相幅法测向 60

3.6 正交相关测向法 61

3.6.1 概述 61

3.6.2 相关法测向原理［8］［9］［10］ 62

习题与思考题 65

参考文献 66

第4章 声呐的波束形成技术 67

4.1 声呐波束形成的一般原理 67

4.1.1 波束形成的基本原理 67

4.1.2 多元阵指向性的一般表示 69

4.1.3 阵元的幅度加权 71

4.2 直线多波束阵的有关问题 76

4.2.1 引言 76

4.2.2 线阵的自然方向性特性 77

4.2.3 相移波束形成与时延波束形成 78

4.2.4 直线阵扫描角度的限制——中心非模糊扇面的概念 79

4.2.5 中心非模糊扇面内的独立波束数 81

4.3 直线阵相移波束形成器 83

4.3.1 电阻相移波束形成器 83

4.3.2 DFT波束形成 87

4.4 波束扫描技术（脉冲内波束扫描） 90

4.4.1 时变相移波束扫描 90

4.4.2 DFT波束扫描器 93

4.5 线阵时延波束形成 100

4.5.1 引言 100

4.5.2 多比特与单比特数字多波束系统 101

4.5.3 时间压缩式数字波束形成 103

4.5.4 数字内插波束形成 106

4.6 圆阵波束形成的几种方法 109

4.6.1 电子开关波束形成 109

4.6.2 横向滤波器波束形成 110

4.6.3 加法延迟线波束形成器 114

4.7 频域波束形成 115

4.7.1 频域波束形成的基本原理［23］ 115

4.7.2 均匀间隔直线阵频域波束形成 116

4.7.3 圆阵频域波束形成［23］［24］ 118

习题与思考题 119

参考文献 121

第5章 声呐系统的测距方法 123

5.1 概述 123

5.2 主动测距方法 123

5.2.1 脉冲测距法［1］ 123

5.2.2 调频信号测距法 125

5.2.3 相位测距法 135

5.3 被动测距方法 137

5.3.1 概述 137

5.3.2 被动测距的几何原理 138

5.3.3 测距误差分析 140

5.3.4 关于时延的测量 144

习题与思考题 146

参考文献 146

第6章 声呐系统的测速方法 148

6.1 概述 148

6.2 目标速度的测量 148

6.2.1 位变率法 148

6.2.2 回波脉冲比较法 150

6.2.3 多普勒测速法 151

6.3 本舰航速的测定 154

6.3.1 概述 154

6.3.2 多普勒测速法 154

6.3.3 相关测速 163

习题与思考题 168

参考文献 169

第7章 声呐信号的接收与发送 170

7.1 声呐接收机与发射机组成及主要技术指标 170

7.1.2 概述 170

7.1.2 接收机与发射机的主要技术指标 171

7.2 接收机工作特性 175

7.2.1 阈值、检测概率和虚警概率［2］ 175

7.2.2 接收机工作特性曲线［4］ 177

7.2.3 被动声呐ROC的建立［5］ 178

7.2.4 检测阈 182

7.2.5 声呐接收机工作特性的应用——置信级的确定 184

7.3 接收动态范围压缩和归一化 186

7.3.1 动态范围压缩和归一化的概念 186

7.3.2 自动增益控制系统（AGC）［10］ 187

7.3.3 混响归一化 191

7.3.3 混响增益控制 192

7.3.4 空间背景归一化和频域背景归一化 193

7.3.5 其他常用的动态范围压缩和归一化方法 195

7.4 声呐发射机有关问题 198

7.4.1 发射波形的产生 199

7.4.2 相控发射 201

7.4.3 声呐发射机的负载匹配 204

习题与思考题 206

参考文献 207

第8章 典型声呐信号的处理方法 208

8.1 概述 208

8.2 主动声呐信号处理 209

8.2.1 匹配滤波器 209

8.2.2 两种信号匹配滤波器的输出 212

8.2.3 时间压缩相关器 215

8.2.4 差频相关器 218

8.2.5 信道的影响及改进方法 222

8.3 被动声呐信号处理 224

8.3.1 被动声呐信号处理的特点 224

8.3.2 平方积分处理 226

8.3.3 分裂阵互相关接收 231

习题与思考题 232

参考文献 234

第9章 现代声呐技术和系统介绍 235

9.1 概述 235

9.2 拖曳线列阵声呐与舷侧阵声呐 237

9.2.1 拖曳线列阵声呐 237

9.2.2 舷侧阵声呐 240

9.3 双基地和多基地声呐 241

9.3.1 引言 241

9.3.2 双基地声呐定位原理 242

9.3.3 双基地与多基地声呐的配置 244

9.3.4 双基地与多基地声呐的其他技术问题 246

9.4 地形地貌探测声呐 247

9.4.1 引言 247

9.4.2 侧扫声呐 248

9.4.3 多波束回波测深仪（条带测深仪） 250

9.5 探雷声呐和合成孔径声呐 255

9.5.1 猎雷声呐 255

9.5.2 合成孔径声呐（SAS） 260

9.6 水声通信技术简介 265

9.6.1 引言 265

9.6.2 水声通信的特点和面临的问题 265

9.6.3 水声通信的体制 267

习题和思考题 269

参考文献 271