水声信号经过多途衰落信道后,会产生严重的畸变,为定位解算带来困难。所以怎样在混有反射声的直达声中进行水声原始信号重构,一直是人们关心的话题。各个学科不但各自发展,相互促进,而且是结合的。语音、图像、超声检测等科学领域中的信号处理有许多共同之处。本论文的初衷就是想把语音和图像领域中相对比较成熟的同态滤波技术应用于水声多途衰落信道中。同态滤波是一种非线性信号处理技术,满足广义线性叠加原理。本论文的基本思想是应用同态滤波技术将信号与信道分离。论文首先介绍了同态滤波技术的基本原理及在实际应用中遇到的问题和解决方法。并分析了多途信道对定位系统的影响。分别研究了信道和信号在倒谱域的特性,并详细分析了信号与信道分离的关键因素。同态滤波技术可以在水声信号处理中有很多应用。本论文主要对三个应用方向进行研究:信号检测、时延估计、目标识别。第四章主要研究用同态滤波技术检测一个信号是否混叠有它的延迟信号,并恢复水声原始信号,并在三种典型信道模型下,仿真算法的有效性。另两个应用方向:被动时延差的提取和舰船辐射噪声基频的提取,将在第五章研究,并进行了详细的仿真验证。结果表明,同态滤波技术是一种简单方便的抗多途技术,在水声信号处理中有着良好的应用前景。本论文为以后的工程应用提供了详细的理论指导。