影响阵增益的重要因素之一是水下环境噪声的空间特性,为了尽可能地利用环境噪声同时降低环境噪声对声呐设备的干扰,对于噪声场的特性探索一直是水声学研究的重点内容。因此,对海洋环境噪声实验测量得到的噪声数据进行处理得到相关物理量,从而进行海洋环境噪声的频谱特性与空间特性随时间变化的相关研究将对噪声场的研究有重要意义。本论文主要围绕北黄海水下噪声的频谱特性与空间特性进行研究,通过对实验数据处理得到了水下噪声相关统计量的结果并对原因加以分析总结。本论文主要研究了以下几方面内容:1、简要描述了2017年于北黄海进行的海洋环境噪声实验,并对选取合理的数据处理方法,比如实验数据的选取、平均次数和滤波器参数进行了研究。通过对实验数据的分析总结发现,应用方差较小的时间段的数据进行计算更能代表平稳随机过程;滤波器的带宽的选择是影响实验数据的处理结果的重要因素,论文讨论了具有一定带宽的均匀各向同性噪声的空间相关系数值,通过理论与仿真研究发现,1/3倍频程带宽的均匀各向同性噪声在深度方向上的相关系数接近理论值。2、分析了水下噪声的频谱特性,包括功率谱和相干系数。研究发现,随着频率升高噪声功率谱降低,并且傍晚时分的功率谱要高于其它时间段。低频情况下噪声的相干性较高,而稍高频率情况下噪声的相干性极低;随着深度增加,噪声的垂直相干系数降低。3、分析了水下噪声的空间特性,包括相关系数、噪声强度和垂直指向性。同时推导了相关系数与相干系数之间的联系,定量分析了这两个统计量之间的计算关系。相关系数随深度的变化规律与体积噪声模型情况下随深度变化规律基本一致,在傍晚时分水下噪声的相关性要低于其他时刻。随着频率的增加噪声强度整体趋势是降低的。水下噪声的垂直指向性整体趋势一致,极大值出现在靠近海底的约-70°的方向上。4、计算了各个通道采集的数据进行波束形成之后的水平相关系数,得到不同俯仰角上的水平相关系数。结果表明在低频情况下不同俯仰角方向上的相关系数随着水平距离的变化规律是基本一致的;而稍高频率情况下角度越接近海底相关系数值越低。这主要与海底反射和存在于海底的声源等有关。