海洋环境中弹性结构的声辐射预报是水声学中较为关注的研究领域。传统的声辐射计算方法主要针对于自由空间或者半自由空间,而考虑与海洋边界作用的海洋信道中的研究较少,尤其是中高频段的辐射声场预报在目前为止仍是空白。本文结合射线理论与波叠加法,在已知结构表面振动信息的条件下,通过配置相应的虚拟源,将结构声源等效为若干个虚拟声源,实现中高频段下信道环境下弹性结构辐射声场的预报。本文在建立射线波叠加法理论模型的过程中,针对一定条件下辐射声场的预报结果受结构表面振动信息的微小扰动而产生较大波动这一影响数值计算稳定性的现象,提出了一种优化方案,在逆问题求解过程中,用正则化参数将可能出现的病态方程构造一个稳定的泛函,通过调整正则化参数的取值求解病态方程的稳定近似解,从而实现数值计算的优化。结合本文提出的理论基础编写射线波叠加法声辐射预报程序,在给出射线波叠加法相应的参考适用范围之后,本文从格林函数近场计算精度以及虚拟源配置策略的角度验证射线波叠加法的有效性并分析其预报的精度,说明了虚拟源数量和虚拟源面与结构表面半径比的选取准则以及误差的影响规律。在完成上述工作的基础之上,本文进行了浅海环境下弹性结构声辐射特性分析。通过对弹性圆柱壳和弹性球壳的声辐射与相应点源辐射声场案例的计算与分析,主要从声源类型和声源尺寸这两方面揭示了结构声辐射的特性。这种特性主要体现在辐射声源产生特定的振型从而激发模态,在辐射声场中表现为阶数不同的简正波的衰减与传播。结构声源和点声源的各阶简正波激发强度谱,虽然分布不同,但是谱成分一致,存在一定的联系。最后,本文进行了射线波叠加法的实验验证工作,在特定的实验环境中测量弹性结构模型的表面振动信息和辐射声场,有效验证了射线波叠加法的实用性和可靠性。