本文对浅海信道作了合理简化,对负跃层浅海中溢流式圆环换能器的瞬态辐射声矢量场展开研究。之所以针对该问题进行研究,主要基于以下几个原因:a.浅海区域在夏秋季节由于太阳辐射及风动搅拌的影响,常出现负跃层声速梯度特性,对不同类型声源在负跃层浅海中所激发声场的传播特性展开理论研究,对水声通信及水声探测等研究有重要的指导作用;b.利用了液腔谐振的圆环形换能器具有宽带、大功率、耐深水等优异性能,在水声工程中得到广泛使用,如应用于航空声呐及水声通信组网上,因此分析圆环形换能器瞬态辐射声场非常必要;c.声矢量场比声标量场含有更丰富的信息,相对于标量场,矢量场可以提供声压梯度、质点振速、质点加速度等矢量信息,因此声矢量场在声探测、地声反演等领域有着巨大的应用潜力。本文首先从自由位移波动方程出发,导出分层液层中导波传播色散方程,并对其进行数值求解,得到了负跃层浅海中声传播的圆频率-波数(ω-ξ)、相速度、群速度色散曲线,分析负跃层上下层厚度变化对液层色散特性的影响,研究发现,与均匀液层中导波相比,当模式阶数大于1时,负跃层中导波群速度色散曲线出现波动频段;进一步,基于矢量位移波动方程,导出了负跃层浅海中圆环换能器所激发声场的瞬态径向位移、轴向位移、声压的解析解表达式,对圆环形换能器在均匀液层和3组不同厚度组合负跃层中瞬态辐射声矢量场进行了数值模拟,并分析了负跃层的存在以及跃层上下层液层厚度变化对瞬态位移与瞬态声压的影响。本文理论及数值研究成果对于在负跃层浅海中运用圆环换能器开展的水声通信及水声探测等水声工程实验研究具有一定的参考价值。