本书以比较简明的方式介绍水中物体前向声散射所涉及的基本理论、规律以及一些有实际应用价值的成果。全书共8章，主要讲述了自由空间典型目标体前向声散射模型及其特征、水声信道中目标穿越收发连线时前向散射引起的声场幅度和相位等的异常变化特征和规律，针对直达波对前向散射波的强干扰，重点阐述了基于信道响应规律和直达波抑制原理的前向散射特征检测方法，进一步介绍了前向散射声场特征在目标距离估计中的应用，并讨论了源致内波声场变异特征与检测方法。本书以作者所在课题组多年来对水中目标前向散射的研究成果为主，同时包含国内外研究成果。 本书是专门针对水中目标前向声散射物理问题的著作，注重理论与实验相结合，可供海洋科学、水声工程、声呐技术等领域的教学与科研工作人员及研究生参考。

第二版前言
第一版前言
第1章 概述
1.1 前向散射的含义
1.2 自由空间目标声散射模型
1.3 水声信道中目标的前向散射模型
1.4 目标前向散射声场特征的检测方法
1.5 本书主要内容
参考文献
第2章 自由空间典型目标体前向声散射模型及其特征
2.1 球体的前向散射声场
2.1.1 球体散射声场基本理论
2.1.2 球体的前向散射声场特征分析
2.2 球壳体的前向散射声场
2.2.1 球壳声散射的基本理论
2.2.2 前向散射声场特征分析
2.3 椭球体的散射函数
2.3.1 等效柱方法的基本理论
2.3.2 有限长圆柱壳体的散射模型
2.4 复杂目标远场声散射模型
2.4.1 虚拟球面声散射原理
2.4.2 球谐波展开模型
2.4.3 球心位置对计算结果的影响
2.4.4 Benchmark模型计算结果
2.5.3 数值算例
2.5.4 机理解释
2.6 前向散射目标强度测量方法
2.6.1 前向目标强度测量原理
2.6.2 测量结果
2.7 本章小结
参考文献
第3章 水声信道目标前向声散射的经典模型
3.1 波数积分–散射函数耦合模型
3.1.1 模型原理概述
3.1.2 快速场算法
3.1.3 球体目标的前向散射现象
3.2 简正波–散射函数耦合模型
3.2.1 基本原理
3.2.2 前向散射声呐方程近似计算
3.2.3 前向散射声场仿真
3.3 波数积分–虚源耦合模型
3.3.1 基本原理
3.3.2 波数积分–虚源耦合模型特点
3.3.3 虚源数量对计算结果影响分析
3.3.4 虚源分布形式对散射场计算结果的影响
3.4 本章小结
参考文献
第4章 水声信道目标前向散射声场特征
4.1 前向散射声场到达能量分布
4.1.1 前向散射探测区域
4.1.2 前向散射频移特征
4.2 前向散射引起的声场模态变化
4.2.1 Pekeris波导中的模态耦合
4.3.1 直达波的角度到达结构
4.3.2 前向散射波的角度到达结构
4.3.3 接收信号的角度到达结构
4.3.4 湖上实验
4.4 目标前向散射声场扰动理论
4.4.1 声场扰动波动理论
4.4.2 运动目标的声场干涉理论
4.5 前向散射声场扰动随深度变化规律
4.5.1 实验测量方法
4.5.2 不同信号的前向散射声场扰动
4.5.3 前向散射声场扰动随深度变化规律
4.6 前向散射声场扰动随目标距离变化规律
4.6.1 理论分析方法
4.6.2 实验测量方法
4.6.3 声场扰动特征
4.6.4 前向散射声场异常规律
4.7 本章小结
参考文献
第5章 基于水声信道响应的前向散射声场特征检测方法
5.1 目标前向散射声场包络特征检测方法
5.1.1 信号包络检测方法原理
5.1.2 海浪对接收信号包络的影响
5.1.3 包络检测实验结果
5.2 前向散射相位特征检测方法
5.2.1 相位突变检测基本原理
5.2.2 相位突变实验结果
5.3 声波到达结构异常特征检测方法
5.3.1 声波到达结构垂直阵提取方法
5.3.2 声波到达结构特征
5.4.3 实验及虚拟时反处理方法
5.4.4 时反声场异常特征提取结果
5.5 本章小结
参考文献
第6章 基于直达波抑制的前向散射特征检测方法
6.1 前向散射声场的主分量分析方法
6.1.1 空域声场响应特征分解方法原理
6.1.2 声场响应异常实验方法
6.1.3 声场响应测量结果
6.1.4 不同深度特征提取仿真
6.2 基于匹配场处理的直达波抑制方法
6.2.1 匹配场抑制原理
6.2.2 直达波抑制仿真
6.3 基于自适应相消原理的增强方法
6.3.1 自适应相消基本原理
6.3.2 湖上实验分析
6.3.3 前向散射声场增强特征
6.4 基于频域子空间投影的恒虚警检测方法
6.4.1 广义似然比原理
6.4.2 数值仿真
6.4.3 性能分析
6.4.4 湖上实验验证
6.5 低旁瓣脉冲压缩滤波器设计方法
6.5.1 旁瓣抑制表述
6.5.2 最佳累积旁瓣抑制滤波器
6.5.3 最佳峰值旁瓣抑制滤波器
6.5.4 仿真结果
6.5.5 性能分析及讨论
参考文献
第7章 前向散射声场特征在目标距离估计中的应用
7.1 基于前向散射声场扰动特征的目标距离估计
7.1.1 前向散射距离估计原理
7.1.2 前向散射距离估计结果
7.2 基于目标信号相对时延的定位方法
7.2.1 干扰背景下定位原理
7.2.2 实验数据处理结果
7.2.3 移动干扰源讨论
7.3 基于前向散射信号时延特征的目标跟踪方法
7.3.1 跟踪方法原理
7.3.2 水池实验跟踪结果
7.3.3 基于时延特征的目标距离估计基本原理
7.4 基于变异声线提取的目标定位方法
7.4.1 基本原理
7.4.2 数据处理结果
7.5 基于迁移学习的前向散射目标定位方法
7.5.1 迁移学习基本原理
7.5.2 数值仿真
7.5.3 性能分析
7.6 本章小结