水中目标判别在军事防御及进攻上具有重要作用,能否对声纳检测的目标尤其是水下潜艇目标实现正确分类识别,对于海军舰艇的作战和生存能力至关重要.被动目标分类一直是水声信号处理领域的研究热点,本文从水面目标和水下目标所激发的声场波数谱差异特征入手,提出了一种基于声场波数谱能量差异特征的被动目标分类方法.首先,结合声场波数积分理论,提出了基于水平接收基阵提取声场波数谱的方法;然后,结合射线模型和简正波模型,定量分析了水面目标和水下目标水平波数谱差异,挖掘出一个能够区分水面和水下目标的宽容特征量-波数谱能量差异特征量,其声场物理本质上表征的是声场水平波数谱上低阶与高阶模态的能量比;最后,提出了基于声场波数谱能量差异特征的水面和水下目标分类方法,并针对典型的等声速波导和负梯度波导,进行了数值仿真,仿真结果表明:通过提取波数谱能量差异特征进行水面和水下目标分类是可行的,并且具有一定的环境宽容性.本文提出的被动目标分类方法为水中目标分类识别提供了新的技术途径.