匹配场处理技术是近年来在水声领域国内外十分关注的一种水声信号处理技术,是声场建模理论与阵列信号处理技术相结合的新的研究领域。匹配场处理主要包括三个方面的内容:匹配场参数反演、匹配场声源定位、匹配场噪声抑制。匹配场声源定位就是在已知声场模型和接收水听器信号的基础上,反演声源位置的一种技术。由于该技术充分利用了水声信道的实际物理和声学特性,相比传统的基于平面波理论的定位方法,它的适用范围更广,定位精度更高。目前的匹配场定位研究主要集中在被动定位上。随着潜艇降噪技术的提高,被动检测愈发困难,为了探测水下安静目标,主动声纳重新受到重视。由于海洋环境是十分复杂的,而常规的主动声纳没有考虑海洋环境的影响,其定位性能很难满足要求。本文在全面系统地研究了匹配场定位理论和方法的各个环节的基础上,针对主动声纳信号特点,提出了一种主动匹配场定位方案。本文的创新之处在于:1.将常规的被动匹配场被动定位方法成功的应用到主动声纳中来。提出了主动匹配场定位方案。利用本方案进行主动定位,可以有效的消除由海洋环境引起的定位偏差,提高主动定位的定位效果。2.对现有的声场模型作了改进并计算出主动拷贝场。声场建模是水声匹配场定位的基础,本文介绍了声场建模的理论基础和几种重要的声场模型,并重点研究了简正波模型的理论和数值方法。KRANKEN声场计算程序是基于简正波模型的一个声场计算程序,作者深入研究了该程序后,根据主动匹配场声场计算的需要对该程序作了修改,并用于求解主动声场,通过数值仿真验证了计算结果的正确性。3.根据主动声纳信号特点设计了主动匹配处理器。匹配场处理器是匹配场声源定位的另一个重要环节。本文重点介绍了线性匹配场处理器和自适应匹配场处理器,并在理论上分析了它们的性能。针对主动声纳的信号特点,本文对宽带匹配场处理器作了深入研究,并成功地将宽带匹配场处理器应用到主动匹配场定位上来。通过计算机模拟海洋环境,利用改进后的简正波模型计算程序计算出主动拷贝场,利用宽带匹配场处理器将拷贝场与模拟产生的实测数据进行匹配,并输出定位模糊表面,仿真结果验证了该方法的可行性。