随着科技的进步、社会的发展，吸声材料在噪声污染日益严重的今天得到了广泛应用，声反射系数是表征吸声材料声学特性的重要参数，其量化了吸声材料的吸声特性，为吸声材料的正确应用提供理论依据。因此，如何有效地获取声学材料的反射系数成为人们的重点研究对象。本文主要研究了基于功率倒频谱分析法在自由场中测量大样水声材料的反射系数。首先阐述了频谱分析相关的理论，其次给出基于声压水听器的功率倒频谱分析法测量声学材料反射系数的基本原理和公式推导，讨论了反射系数的计算公式，并进行数值仿真计算，分析了不同信号、水听器离待测障板的距离、信噪比等对测量结果的影响。本文还重点研究了基于矢量水听器的功率倒频谱分析法测量水声材料的反射系数并讨论了宽带窄脉冲法。分别对基于声压联合振速的倒频谱分析法和基于振速的倒频谱分析法测量声学材料的反射系数进行理论推导，给出了反射系数的计算公式并进行仿真分析，确定了此方法的可行性，并且对比了基于声压水听器和矢量水听器的方法，得出后者更为优秀。还讨论了宽带窄脉冲法，阐述了它的相关理论，进行了仿真研究。发现宽带窄脉冲法能在时域上对信号进行脉冲压缩，在频域上对低频带进行了拓宽。此方法对避免衍射波和在低频的测试有帮助。最后做了基于倒频谱分析法测量反射系数的实验，其结果表明：基于声压倒频谱分析法测量的反射系数得到的结果平均误差比基于振速的倒频谱分析法测量的反射系数的要大；采用单频信号和线性调频信号都能得到正确的实验测量结果。基于声压信号的倒频谱方法的测量结果与水听器灵敏度无关；因为相同频率下两个振速通道的灵敏度差在1dB左右，所以水听器灵敏度对基于振速信号的倒频谱方法测量结果影响较小，所以相比别的方法，简化了实验处理过程。