声学材料在水声学领域的应用都十分广泛,潜艇作为海军装备中不可或缺的武装力量越来越受到各国海军的重视,潜艇的隐身性能是其提高战斗力的重要影响因素,在潜艇表面敷设消声瓦可降低潜艇内部辐射的噪声级,并减弱敌方主动声呐的回波强度,进而降低潜艇的目标强度。而声反射系数是表征吸声材料声学性能的重要参数,准确、快速地获取吸声材料的声反射系数可科学地指导其应用。首先,本文分析了声波在均匀分层介质上的声反射规律,研究了水声材料声反射系数自由场测量倒谱法的基本原理,阐述了倒谱域震荡的来源,最后提出了改进方案,区别于现有倒谱法,无需二次测量,实现了直达声与反射声在倒谱域上的有效提取,提高了现有倒谱法的测量效率。通过数值计算和仿真分析了背景噪声、试样边缘衍射效应以及测量系统参数对测量结果的影响,证明了测量的有效性。其次,本文将矢量水听器应用于倒谱法测量。矢量水听器是一种新型的传感器,矢量水听器有传统声压水听器无法比拟的优势,其可以共点、同步地获取声场中的声压与质点振速信息,扩展了信号处理的空间,并且其矢量通道具有“8”字形指向性,通过声压与质点振速联合信号处理技术可得到单边指向性,获取一定的空间处理增益。本文所述基于单矢量水听器的测量方法利用其空间增益抑制试样边缘衍射声等干扰,并通过数值计算和仿真研究了背景噪声、试样边缘衍射效应以及测量系统参数对测量结果的影响,证明了测量的有效性。最后,本文开展了基于单声压水听器与单矢量水听器的改进倒谱法的实验研究与数据分析工作。通过发射满足测量要求的声信号,对不同入射角度情况下的数据进行数据处理与分析,验证了测量理论的正确性和有效性。