浅海声波导中,距离声源足够远处的声场可以看作一系列相互独立的简正波的叠加,每号简正波具有相应的垂向分布函数和水平波数,在这种表述下,声场干涉就是带有不同相位信息的简正波相互叠加的结果。浅海声场的干涉结构是指宽带声源产生的声强在距离-频率平面、距离-深度平面和深度-频率平面上的分布特征,对于时变波导还需要考虑上述干涉结构随时间的变化规律。其中声强在距离-频率平面上的条带状分布可以用波导不变量理论来解释。　　 在本文中我们对波导不变量原理进行回顾,并将频域干涉谱随距离的变化总结为“平移”和“伸缩”两种特性；目前对频域干涉谱随距离的“平移”特性的研究和应用已有很多,例如用于声源运动补偿和水平阵列信号处理；而据作者所知,对“伸缩”特性还没有成熟的应用,我们在本文中通过对波导不变量原理做出进一步的思考,指出频域干涉谱随距离变化的“伸缩”特征可以用于解决宽带声源的测距问题。　　 首先,我们给出声源距离和干涉条纹斜率之间的简单比例关系,据此提出采用水平阵和引导声源进行目标测距的方法；对于如何提取干涉条纹的斜率,以往主要采用Radon变换等图像处理方法,我们在文中讨论了直接通过频移提高相关系数来得到干涉条纹斜率的可行性。　　 其次,我们将声强在距离-频率平面上的二维分布分解为在距离坐标上和频率坐标上的两种一维谱分布,本文中分别称之为距离域干涉谱和频域干涉谱。这样,声源距离与干涉条纹斜率间的比例关系就可以简化为声源距离和频域干涉谱的准周期之间的比例关系。于是,只通过单个水听器得到声场的频域干涉谱,就可以实现宽带声源测距,我们通过数值计算和两次海上试验数据对此方法进行了验证。在上述声源测距方法中引入引导声源的好处是不再需要已知环境信息或对环境进行建模。　　 一般情况下频域干涉谱是多号简正波两两干涉产生的谱的叠加,为了将这些不同的准周期成分进行分离,需要对频域干涉谱再做一次谱分析,我们采用了适用于短信号处理的MUSIC算法,在本文中我们将频域干涉谱再次进行谱分析的结果称为“两重谱”。这种处理不仅解决了利用单水听器测距时可能存在的困难。此外,由于这种处理方法可以清晰地刻画干涉声场中的简正波成分,可以明显地监测简正波耦合的发生,因此在浅海声层析中有一定应用潜力,我们给出一次浅海实验中声场的“两重谱”分布。　　 本文的主要工作总结如下:　　 (1)通过典型浅海波导模型下的数值计算给出浅海声场的几种干涉结构并结合波导不变量原理进行了讨论；　　 (2)分析了声场二维干涉分布中的距离信息,提出利用水平阵和引导声源进行目标声源测距的方法。讨论了声场干涉结构的一维分布,本文中称为频域干涉谱和距离域干涉谱,提出采用单水听器和引导声源的测距方法；　　 (3)对Thode曾经提出的采用一条垂直阵和引导声源进行的声源测距方法给出了一种更明晰的物理解释和推导；　　 (4)对文中提出的各种声源测距方法进行了数值验证和(或)海上试验验证。