水聲學作為近代聲學的重要分支，是一門理論和實踐相結合的學科，建立理論模型和進行仿真研究是基本的研究方法。本書將信號處理和水聲學有機結合在一起，講授了水聲信號處理過程所涉及的信號處理基本概念與處理手段，進而引出水聲學中水聲傳播現象、規律及機理。同時，本書大部分章節提供了基于Python語言的源代碼，可讓讀者通過實踐加深對水聲理論的理解，以期實現理論與實踐的統一。

第一章 歷史第二章 海洋 2.1 簡介2.2 典型尺度 2.3 深海2.4 淺海第三章 信號和噪聲3.1 引言3.2 噪聲3.2.1 白噪聲3.2.2 相關噪聲 3.3 信號3.3.1 單位脈沖3.3.2 矩形信號3.3.3 單頻信號3.3.4 調頻信號3.3.5 M 序列3.3.6 小波3.3.7 解析信號3.3.8 信號濾波3.3.9 信號相關3.4 脈沖響應3.5 傅里葉合成3.6 信噪比3.6.1 定義3.6.2 噪聲污染的信號3.6.3 估計 SNR3.7 檢測理論3.8 倒譜分析第四章 無限介質中的波4.1 引言4.2 波動方程4.3 解析解4.3.1 平面波4.3.2 柱面波4.3.3 球面波4.3.4 Sommerfeld 恒等式4.4 相速度與群速度4.5 衰減4.6 多普勒效應第五章 有界介質中的波5.1 引言5.2 Navier-Stokes 方程5.3 聲阻抗5.4 波色散5.5 波的折射5.6 聲速5.7 波的反射5.8 波束位移5.9 最后的評論第六章 聲納方程6.1 引言6.2 被動聲納方程6.3 主動聲納方程6.4 信號余量6.5 聲源級6.6 傳播損失6.7 噪聲級6.8 指向性因子6.9 目標強度6.10 混響級6.11 示例第七章 陣列、換能器和矢量傳感器7.1 引言7.2 具有兩個換能器的陣列 7.3 具有多個換能器的陣列7.4 線列陣7.5 圓盤陣7.6 頻率響應7.7 矢量傳感器第八章 傳播模型8.1 引言8.2 射線追蹤模型8.2.1 射線軌跡8.2.2 哈密頓量8.2.3 測地線8.2.4 射線振幅8.2.5 聲線干涉8.2.6 聲源指向性8.3 簡正波模型8.3.1 等聲速波導8.3.2 Pekeris 波導8.3.3 Airy 相位8.3.4 絕熱傳播8.3.5 模態和反射系數8.3.6 波導不變量8.3.7 模態的數值計算8.3.8 聲源指向性8.4 WKBJ 近似8.5 快速場模型8.6 拋物方程模型第九章散射和混響9.1 引言9.2 Lambert 模型9.3 海面散射9.4 海面后向散射9.5 海底散射9.6 邊界混響9.7 示例第十章 逆問題10.1 引言10.2 聲源定位10.2.1 確定方位10.2.2 確定聲源的距離和深度10.3 地聲反演10.4 聲層析10.4.1 匹配場層析10.4.2 傳播時間聲層析附錄 A 海面粗糙度A.1 簡介A.2 風成海面波浪譜 A.2.1 波高和速度A.2.2 從頻域到波數域的轉換A.2.3 角擴展A.3 涌浪