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被动合成孔径声纳技术作为线列阵信号处理技术，对水面/下目标的辐射噪声检测有很大的优势，通过小孔径基阵的拖曳运动完成只有大孔径基阵才能完成的安静型目标探测任务，利于被动声纳技术向更低频方向发展，具有良好的前景和优势。被动合成孔径声纳关键技术研究成果将促进拖线阵声纳、水下无人平台等装备成为水下“网络化”作战的先锋力量，同时也将增强我国海军远程侦察及防御能力，进一步使得海军在未来战争中掌握主动权。因此研究基于水面/下弱信号目标探测的低频被动合成孔径声纳关键技术具有重要的理论和应用价值。本文结合水下目标辐射噪声特性分析，主要研究了被动合成孔径声纳宽容性处理的各项关键技术，为低频主、被动远程隐身探测声纳系统研制奠定理论基础。 本文结合国内外主、被动合成孔径声纳的历史、现状及发展趋势，分析了被动合成孔径声纳用于探测低噪声、远距离、弱信号目标的需求和面临的各项问题，对关键技术进行了概括总结。在此基础上，针对实际水面/下目标辐射噪声随机性，以及复杂水声环境中被动检测条件约束限制，重点研究了被动合成孔径声纳影响因素和宽容性修正补偿技术，通过实际试验数据的处理验证了算法的有效性。本文首先从被动合成孔径声纳的基本理论和数学模型入手，研究了被动合成孔径声纳测向算法，为后续算法的改进奠定基础;然后结合舰船等辐射噪声的分析，展开对拖船噪声抵消、线谱增强、窄带干扰抑制等技术的研究，为被动合成孔径声纳的实际应用提供思路;接下来针对拖线阵对目标辐射噪声运动接收特性等问题研究了孔径合成影响因素及相关修正补偿技术，提出了基于拖线阵阵元非重叠孔径、运动多普勒频偏补偿、拖线阵阵型畸变修正等被动合成孔径声纳算法，解决了拖线阵在实际海浪、潮汐、风的水声环境中阵元位置约束、多普勒频偏、阵型畸变问题;最后依试验数据处理分析，对验证了被动合成孔径声纳算法能满足对弱信号检测要求，并给出被动合成孔径声纳拖曳系统实现及实际试验建议，为被动合成孔径声纳的具体试验应用提供参考。 本文的主要研究成果和创新点为: (1)研究了基于水下目标辐射噪声检测的被动合成孔径声纳基本方法，阐述了PSAS的核心思想并构建数学模型，验证了PSAS在辐射噪声线谱部分检测方面的优势;从信号相关性、孔径合成时间、阵元间距、拖曳速度等影响因子综合考虑给出了PSAS实际应用中的约束条件和影响因素。 (2)针对PSAS应用辐射噪声检测时，窄带干扰的存在导致目标检测出现误判的问题，提出了一种用于被动合成孔径窄带干扰抑制方法，利用变换域窄带干扰抑制在确定干扰的频率和带宽后进行中值滤波，保证信号在该频带中和其它频段一样是稳定，用IFFT重构完成窄带信号的提取。 (3)针对实际水声环境介质和路径扰动引起阵列移动偏差，导致PSAS算法在阵列扩展时存在重叠阵元位置约束的问题，提出了一种基于线阵阵元非重叠PSAS算法，采用分时间段处理结合空间位置移动和时间延迟直接进行相位补偿，该算法在波束域代替阵元域上处理，不必细化考虑阵列移动重合位置，避免由于阵元位置移动偏差而导致目标检测的失效。 (4)针对拖线阵与目标之间的相互运动会有多普勒频偏现象发生，进而造成PSAS处理时信号相关性损失的问题，提出了一种基于运动多普勒频偏补偿的PSAS算法，采用分频带搜索、分时间处理的方法，按预设频点补偿次数逐次进行单频点变化处理，频偏修正采用穷举法渐次频率搜索，在波束域代替其在阵元域上进行相位修正，找出信号相关性最大的补偿点，利用该补偿信号进行时延估计，从而有效实现对目标的检测。 (5)针对水声信道中阵列做匀速直线运动会发生阵型畸变进而导致PSAS处理增益损失的问题，提出了一种用于拖线阵阵型畸变修正的PSAS算法，将空间位置上重叠阵元接收信号采用线性拟合得到未重叠阵元的相位修正因子，将此相位因子用于运动阵相继位置上的波束输出相干组合可得到扩展的拖线阵等效输出，且相位修正算法在阵型未畸变时也适用。 (6)结合试验数据处理及性能分析验证表明了PSAS应用于舰船等水下目标检测的有效性和可行性，对拖曳系统实现、合作目标信号形式设计、阵型设计等方面的考虑为PSAS拖曳系统用于工程实践提供了参考依据。