由于水下航体本身的运动及其所安装机械的转动，将不可避免地产生噪声，声波向周围辐射形成水下航体的声场。这种辐射噪声信号可以反映大量水下航体目标特性信息，是声呐侦测、参数估计、听音判型和目标追踪等工作的重要信息源，这对海防监控、水下探测等诸多涉及国家安全方面具有十分重要的军事意义。　　海洋声信道具有极其复杂的时间—空间—频率变化特点，加之海洋表层激励噪声、风致噪声、生物活动和海洋开发等诸多背景噪声影响，使其成为当今最为复杂的无线通信信道。随着水下航行器减振降噪技术、线谱剥离技术的日益发展，以及消声瓦的广泛使用，水下航行器的辐射噪声大约每年下降1dB，而声呐检测技术每年至多提高0.75 dB[1]，使得水下微弱目标的检测变得更加困难。因此，对信噪比低、特征微弱的水下航体辐射噪声的信号处理工作一直是水下目标的关键，迫切需要展开针对水下航行器的水下目标微弱信号检测与处理研究，提高测控装备水下目标微弱信号的检测能力。　　论文的主要工作概述如下:　　(1)分析了对海洋声信道的物理特性和传播特性，重点从声速、传播损失、背景噪声、选择性衰落和冲击噪声这五个因素研究信道对声波的干扰。并且建立了更加符合海洋中声传播特性的双扩展与脉冲噪声信道的镜像源模型。　　(2)分析水下航体辐射噪声随时间和空间变化的复杂体积噪声源特点，重点研究了其正常航行时的周期信号与突发情况的冲击信号，研究其概率统计规律，建立了水下航体辐射噪声的数学模型，以便设计侦测水下航体的方法。　　(3)研究水下航体辐射噪声信号正常时的周期性与突发时的冲击性，提出欧拉域混合稳态模型与欧拉域随机共振系统。将强背景噪声淹没的信号在欧拉空间的稳态系统中处理，信号映射为周期指数形式，稳态模型具有多谐振特点，打破了传统随机共振理论的近似绝热定理与驻留时间的制约，而且可凸显辐射噪声信号的特征并提高信噪比。利用欧拉域非线性随机共振与混合随机共振系统，可分别侦测出水下航体辐射出的周期信号与脉冲信号。　　(4)通过盖尔圆准则，判别航体辐射信号源的数目，并基于此设计自适应稀疏度观测基与联合观测矩阵，利用压缩感知提取水下航体的主要特征信号，可抑制随机共振系统的非线性效应带来的残留噪声。　　针对海洋背景噪声中水下航体微弱的辐射噪声进行检测，实验结果表明了在强噪声的背景下，仍能检测出低频线谱的微弱信号。实现了对军事目标的发现和识别，对于海疆安全具有十分重要的实战意义。