水下尺度目标是战略性武器,对于隐蔽作战平台来说最具威胁性。水下目标强度以及辐射噪声持续下降的同时,使得声纳发现目标能力也随之降低,所以,为实现声纳系统效能的提升,有必要针对全新系统工作模式开展探究工作。考虑到宽频带入射信号激励产生的目标回波信号带有许多目标的特征信息,并且混响背景相关性弱,有利于目标检测、参量估计和目标特征提取,基于此,研究宽频带信号进行目标回波必然成为一种研究趋势。本文首先研究了常用的宽带信号线性调频信号、噪声调频信号的原理及基本性质,并根据模糊度函数分析几种常用主动声呐信号在测频、测距、抗噪声、抗混响等方面的优劣,为研究主动声呐照射目标产生的回波发射合适波形。其次,本对宽带目标回波进行分析。首先建立水下尺度目标模型,根据声学理论基础、声散射理论的严格解和近似理论,建立刚性小球、刚性圆柱等简单形状目标的几何模型,分析能量约束目标信道中的点目标、体目标回波能量特点,以球冠形圆柱壳目标和水下尺度目标为例分析了尺度约束的目标信道特性及其亮点结构特征,研究“蝴蝶型”回波结构特点,为在时频域上进一步研究目标回波特性做基础。然后基于亮点模型建立目标回波模拟方法,对基于亮点模型的目标反射信号进行仿真,研究圆柱体、球冠形圆壳体、水下尺度目标等目标几何形状对回波结构的影响,研究圆柱体和球冠形圆壳体目标的主动声纳发射信号的入/出射角对目标回波结构的影响,采取LFM信号、NFM信号作为主动声纳发射信号,分析主动声纳波形对目标回波结构的影响。通过改变探测目标几何形状、主动声呐波形或照射方向等因素,研究其对回波信号的影响。最后对宽带信号的处理方法,即时频分析作了一些概括和总结,着重运用短时傅里叶变换与魏格纳分布两种时频分析方法对目标的回波信号进行分析,最后总结了影响目标回波特性的因素。