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水下安静型目标的探测与识别是水声领域的重要研究方向之一。对于安静型目标,采用主动探测的方式获取目标声散射回波,回波中携带有目标的大小、厚度、材质、内部结构等信息。从回波中提取与这些固有属性有关的特征是实现目标探测、分类和参数估计的基础。基于此,论文研究了目标声散射特性、目标声散射特征提取、声散射成分分类以及目标尺寸参数估计问题。对于自由场弹性球壳,计算了不同厚度半径比下目标反向散射简正级数解,得到其仿真回波信号。对于半球头圆柱壳,由于无法利用简正级数解求解其散射特性,利用COMSOL Multiphysics建立目标自由场声散射模型,计算不同入射角下的目标反向散射形态函数,建立目标全方位声散射回波信号仿真模型。对于掩埋球形目标,建立COMSOL掩埋目标声散射模型,研究了掩埋层对薄球壳弹性声散射成分中的反对称类Lamb波（A0＿波）的抑制作用,为后续研究提供计算模型和理论依据。不同厚度半径比下,弹性球壳声散射特性不同。针对自由场中极薄、薄和厚三类球壳的分类问题,研究利用能够反映目标声散射回波波形结构及频谱特性的听觉感知特征对其厚度进行表征。利用类间与类内距离之比对不同特征下各类球壳的可分性进行定量分析,构建特征空间并利用支持向量机进行仿真分类验证。针对薄壳目标可以利用中频增强效应进行半径和厚度估计这一问题,研究引起中频增强现象的各个A0＿波成分在声散射频谱中所起到的作用,提出两种宽带LFM信号下的回波参数提取方法用于实现对目标尺寸的估计。一是利用分数阶傅里叶变换提取第一个A0＿波的时延和谱峰频率,根据已有表达式进行目标半径及厚度估计;二是提取声散射频谱中频增强范围内的共振峰间隔进行目标半径估计,并给出相应的计算表达式。目标几何声散射和弹性声散射的产生机理不同,对回波中的几何成分及弹性成分进行分离和分类是实现目标尺寸、厚度等参数估计的前提。针对自由场中薄壳目标声散射成分的分离和分类问题,提出一种基于Wigner-Ville分布（WVD）的目标回波处理方法,。对目标回波的WVD进行旋转变换,在变换域上通过滤波和能量加权操作去除交叉项,实现各散射成分的分离;利用能量和瞬时频率特征进行回波分量的检测,提取它们的时延和频谱信息;根据薄壳弹性回波的中频增强效应建立由谱峰频率、3dB带宽以及谱质心构成的特征空间,实现对目标几何声散射回波和弹性声散射回波的分类。半球头圆柱壳目标声散射数据处理结果验证了方法的有效性,并通过所提取的几何回波和弹性回波的时延和频谱信息实现了目标的尺寸和厚度估计。弹性声散射特征是实现掩埋目标探测与识别的关键。以不锈钢实心球为目标,利用COMSOL模型和频散曲线分析掩埋情况下的目标声散射特性。针对掩埋情况下信混比低,目标弹性声散射共振峰特征提取困难这一问题,研究基于解调频的目标弹性回波提取方法。通过提取弹性回波,实现对弹性共振特征的提取,实验数据处理结果验证了方法的有效性。实验数据结果分析表明,自由场条件下检测到的弹性共振峰为Rayleigh共振峰,而掩埋条件下Rayleigh共振峰被抑制,检测到的弹性共振峰为Whispering-Gallery共振峰。由此,确定水中和沙层掩埋情况下弹性球的主要弹性声散射成分。基于此,针对这两种情况下的实心球半径估计问题,研究了共振峰特征与目标半径之间的关系,提出自由场条件下利用Rayleigh共振峰以及掩埋条件下利用Whispering-Gallery共振峰进行实心球半径估计的方法,给出相应的计算表达式并验证。