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声场中简正波之间的干涉能引起声场水平纵向相关下降，从而降低大尺度水平阵的阵列增益。波导不变性是海洋声学中的一个重要概念，波导不变性概念描述了当声源与接收器之间的距离发生变化时，声信号的频谱结构所发生的相应变化，因此声场水平纵向相关下降的问题可从波导不变性的角度进行研究。本文首先对声场水平纵向相关特性与波导不变性进行了研究，然后重点研究了如何利用波导不变性提高声场的水平纵向相关。
声场水平纵向相关特性研究主要结合一次浅海实验数据进行。实验结果进一步验证了低频条件下声场水平纵向相关曲线的振荡结构。发现并解释了实验结果中声场水平纵向相关的强烈起伏现象，该现象说明，一定条件下声源深度是声场水平纵向相关的一个敏感参数。
在对声场的波导不变性的研究中，通过对Pekeris模型的理论分析表明，在海水较浅、频率较低条件下，频率、海深、海底声速、海底密度对波导不变量都有一定影响。在一次负跃层浅海实验中所测得的波导不变量表明，当频率较低时波导不变量随频率变化较明显。因此，波导不变量并不是不变的。
在前两部分研究的基础上，本论文对如何利用波导不变性提高声场的水平纵向相关进行了研究。主要结果有：
(Ⅰ).提出了信道中具有一定纵向间隔的两点的频率响应函数之间的线性相位关系；
(Ⅱ).利用该线性相位关系，提出了一种适用于声源频谱缓变条件下提高声场水平纵向相关的频移补偿方法。将这种频移补偿方法应用于一次浅海实验数据，该方法能使实验中水平阵接收信号的空间相关得到显著提高。
简正波干涉引起的大尺度水平阵的增益下降问题，有望采用这种频移补偿方法得到一定程度的解决。