空投小目标入水产生的瞬态信号检测及定向技术是在现代海战中先敌发现目标、克敌制胜的先决条件,也是国防现代化中水下武器智能化的关键技术。对于空投小目标入水产生的瞬态信号检测及定向技术研究已经受到世界各海洋大国的高度重视。本文主要研究内容包括:阐述了空投小目标入水瞬态信号的产生机理,并对其进行数学建模及分析。介绍了短时傅里叶变换、维格-维利分布及小波变换等时频分析方法在瞬态信号处理中的应用,并分析其优缺点。重点介绍了希尔伯特黄变换理论,阐述了瞬时频率的定义、固有模态函数、经验模态分解(EMD)等。讨论了其完备性及正交性,指出EMD分解的不足,即存在模态混叠现象。引出总体经验模态分解(CEEMD),从而有效克服了模态混叠现象。仿真分析比较其分解效果及性能。分析了短时能量检测、短时相关检测及Power-Law检测的检测理论,并对仿真信号进行检测仿真分析。采集水池瞬态信号实验数据,为研究弱目标下的瞬态信号检测,向采集的瞬态信号中加入噪声处理。利用EMD分解及CEEMD分解重构对信号进行检测分析,比较分解前后各检测算法效果及性能。介绍了5元阵列信号波束形成测向原理,利用波束形成原理对瞬态信号进行测向研究。介绍单矢量水听器在信号测向中的应用,分别介绍平均声强器、复声强器及直方图方位估计测向原理。利用复声强器直方图方位估计法对瞬态信号进行方位测定。设计水池实验采集水池瞬态信号数据验证算法的有效性。