空气中声源激发水下声场问题有着很强的应用背景,近年来越来越受到国内外学者的重视。由于空气与海水之间声学介质特性阻抗的巨大差异,空气中声源产生的声能量只有极少部分能够进入水中,使得水下声场信号非常微弱,加上海洋环境中存在大量的背景噪声,水下接收到的声场信号信噪比很低,对空气中声源激发水下声场的实验研究造成很大困难。　　 当前有关空气中声源激发水下声场的研究内容中理论工作较多而相关实验研究相对较少。2010年在南海北部海域进行了一次空气中声源激发水下声场实验,使用位于海底的水平阵成功地接收到远至距离1～4.5km处空气中大功率扬声器发射的脉冲声信号。本文通过分析实验数据,研究了空气中声源激发的浅海水下声场的传播特点,并对空气中声源目标的定位方法进行了研究。　　 对实验中水听器拾取的水下声场信号进行了初步分析,发现水下接收信号较为微弱,声源激发的水下声场信号强度随收发间距的增大而呈现出明显的下降趋势。在声源强度和收发间距都大致相同的情况下,接收信号的信噪比随声源频率的下降而下降,进一步研究表明,背景噪声强度随频率变化是造成这种现象的主要原因。　　 针对接收阵拾取的声传播信号信噪比低的特点,综合利用脉冲压缩以及常规波束形成方法提高接收信号的信噪比,得到收发距离1～4.5km、频率200～1000Hz范围内的传播损失实验值。采用波数积分方法对实验环境下的声场进行了数值预报,结果表明理论计算得到的传播损失与实验结果较为一致。　　 现有的简正波理论可以证明,空气中海面上方附近的声源可以近似等效为海水中近海面处的声源。以此为理论基础,本文提出了一种基于方位交叉和波束形成的目标定位方法。利用该方法对实验中距离1～4.5km范围内的15组声源目标进行测向和测距,结果显示该方法计算简洁,且具有较好的测向和测距效果。