水下自航靶可模擬各類水下機動目標的聲特性、磁場特性、機動特性等物理特性，主要用於模擬潛艇、大型無人潛航器等水下目標的目標特性，為魚雷、水雷等提供攻擊對象，並可為測試潛艇、水面艦、反潛巡邏機、反潛無人機等裝備提供模擬目標。水下自航靶是海軍水下作戰訓練、水中兵器試驗鑑定的主要使用裝備，也是海軍水下作戰力量發展的重要資源。水下自航靶主要由聲學系統、導航電池、控制系統、發動機、推進器和拖曳陣等組成。此外，水下自航靶還可拖曳磁異常模擬裝置，可加載電流，模擬水下目標的磁特性。水下自航靶操作方便、運行費用低，安全、易於獲取，費效比高。水下自航靶已成為各國反潛訓練及水下武器測試使用的主要靶標裝備。美國海軍十分重視水下自航靶裝備和技術的研製工作。美國海軍設有水下武器項目辦公室（PMS-404），該辦公室負責水下武器裝備的研發、製造、升級等相關工作，其中包括水下靶標的研製、採辦等工作。美海軍目前主要使用的水下自航靶的研製、採辦均由該辦公室負責。美國海軍是最早使用水下靶標模擬潛艇等目標進行反潛訓練及水中兵器測試的國家之一。從最早使用的退役潛艇到目前先進的水下自航靶，其發展共經歷幾個階段。二戰時期，為測試水中兵器，美、俄、德等國都使用一些退役潛艇，進行改裝後作為靶標使用。二戰後，由於退役潛艇的成本高昂，美國開始研製專門用作靶標的潛艇，發展了SST-1「鯖魚」號（USSMackerel）和SST-2「馬林魚」號（USSMarlin）特製潛艇用於反潛訓練及水中兵器測試。雖然，使用特製潛艇的訓練價值很高，但是訓練成本依舊高昂，而且一般不能進行實彈打靶。因此，美國開始發展專用水下靶標。20世紀60代初，美國開始發展專用靶標，靜態聲靶和拖曳靶逐步代替了靶艇，提供低成本的反潛訓練方案。水下聲靶有靜態聲靶和拖曳聲靶，是隨著聲自導魚雷的使用而研製發展的。美國靜態聲靶的代表性產品有Mk17，拖曳聲靶的代表性的產品有Mk29。拖曳聲靶能夠模擬潛艇的尺寸，可用作反潛訓練的目標模擬器，但其無法良好模擬潛艇的機動性，且靈活性較差，逐步被水下自航靶取代。70年代至今，美國重點發展水下自航靶，其發展隨著UUV技術的發展逐漸成熟。水下自航靶標既可模擬潛艇噪聲、回波反射等目標聲學特徵，又可像潛艇那樣具有上升、下潛、迴轉、變速等運動特性，模擬潛艇機動特性比較真實。通過靶標尾部的拖曳陣聲吶可以模擬潛艇尺寸，還可模擬潛艇的磁特性。美國目前主要使用的水下自航靶型號有Mk30Mod2等。此外，美國還採購了其他國家研製的先進水下自航靶型號。美國海軍至今已發展了多型水下自航靶。為滿足訓練及試驗鑑定需求，不斷更新產品型號，並採購國外公司的先進型號。Mk30Mod2水下自航靶是美國雷聲公司於1996年開展的ACATIV-M項目。雷聲公司於2008年開始批量生產72個Mk30 Mod2水下自航靶和5套外部控制設備和支持與測試設備，該系統被分別安裝在美海軍的5個訓練場。Mk30 Mod2水下自航靶外形與UUV魚雷相似，由6部分組成：前端、電池、導航與控制、聲學、電機和尾翼。此外，為輔助訓練，拖曳陣/磁異常探測線會加裝在靶體上。Mk30 Mod2反潛訓練靶標系統的設計具有較高的可操作性和可維護性。Mk30Mod2反潛訓練靶標系統提供給使用者一整套的支持和測試設備來全方位維護靶標。其設計時就對靶標的維修保障進行考慮，各主要模塊都易於拆解維修，利用支持與處理設備可對靶標進行維修保障的具體工作。一次使用後，Mk30 Mod2水下自航靶的平均維修時間只需3h。Mk30 Mod2水下自航靶尺寸相對較大，搭載子系統模塊較多，但其設計合理，對可能的故障都有相應的處理。在較複雜的水下環境中，靶標系統的可靠性達90%（4h內），滿足海軍訓練需求。不幹擾被動窄波段（PNB）、被動寬波段（PBB）、主動應答、主動發聲和聲音控制鏈路美國MK39EMATT系列水下自航靶是可拋棄式的靶標，由美國洛克希德·馬丁公司於90年代研發，1994年具備了初始作戰能力，至今已經發展了5代產品，包括Mod0，Mod1，Mod1A，Mod2和Mod2-TER型。Mod2型是目前美海軍廣泛使用的水下自航靶，其改進型Mod2-TER提升了對柴電動力潛艇的模擬能力。以Mod2型水下自航靶為例，對其主要性能進行研究。Mk39EMATT水下自航靶與美海軍服役的其他水下靶標相比成本較低。該靶標是可拋棄式的，在完成預定任務後，靶標會自行沉入水底。由於其價格低廉，且功能全面，除美海軍大量採購外，其他國家海軍每年也會採購約100枚Mk39EMATT水下自航靶。Mk39EMATT水下自航靶的部署方便，且不用回收。該靶標可由各型水面艦、固定翼飛機及直升機由人工直接部署，不必使用特殊的發射裝置。可由水面艦船、固定翼及直升機布放，頻率範圍3～13.5kHz可模擬美海軍所有潛艇，頻率100Hz～3kHz，聲調12種30.5m拖曳電線，300ms的8.25A直流脈衝，重複頻率1.8美國SPAT可回收式水下自航靶是由美國洛克希德·馬丁公司於2005年研製生產的。SPAT水下自航靶旨在為美國海軍提供一個性價比較高，靈活性更好且可重複使用反潛訓練靶標。SPAT水下自航靶尺寸較小，佔用空間小，2名工作人員即可將靶標安裝在發射系統，從水面艦或直升機部署。回收時，SPAT水下自航靶會按照預先的設定結束任務，或由控制系統給水下自航靶發射結束任務信號。結束任務後水下自航靶會自行上浮，該靶標為醒目的橙色，同時會亮起閃光燈，易於發現。靶標尾部還可釋放一個用於反射雷達信號的氣球，方便雷達搜索。SPAT水下自航靶的維修成本較低，自身具備故障診斷系統，每次維修時間約50h。該靶標較好的可維修性使其使用壽命至少達到20年。調頻脈衝和編碼脈衝形式，可同時對多個聲吶信號進行應答
MASTT移動反潛訓練靶標是由英國MSubs公司進行設計建造的。MASTT項目於2010年啟動，2011年10月完成設計製造，並交由美國海軍水面戰中心卡德洛克分部（NSWCCD）聲學研究支隊（ARD）進行長達1年的試驗。2012年12月11日第一艘MATSS交付海軍水下戰中心。
MASTT是目前世界上最大的無人潛航器，採用雙殼體結構，並使用大量現有商用成熟技術，性價比較高。MASTT水下自航靶通常是根據任務設定進行自主控制，具有自扶正能力。在水面上時，該靶標還可進行遠程操控。通常的水下自航靶的外形都與魚雷外形相近，而MASTT水下自航靶的外形則與潛艇基本相同，因此該靶標在模擬潛艇特徵上具有很多優勢。該靶標體型較大，且靶體由鋼材料構成，因此該靶標本身的磁信號就與潛艇相近，而不必使用耗電量較大的高脈衝電流進行模擬。其次，該靶標本身的回波信號就可滿足聲吶測試需求而不必使用拖曳陣進行模擬。
另外，其他水下自航靶對潛艇尺寸的模擬時，無法兼顧對指揮臺的模擬，而該水下自航靶本身就有模擬指揮臺的結構。總而言之，該靶標可被看作是「真」潛艇，而非用聲學信號、磁信號構造出的「假」潛艇，其模擬更逼真，訓練價值更高。
水下自航靶的關鍵技術中，能源、導航、控制、通信、推進、發射回收等技術主要依託於無人潛航器的技術發展進行升級。而水下自航靶作為水下目標模擬器，其聲特徵模擬技術、磁場模擬技術和機動性模擬技術也是其關鍵技術，決定了其使用效能。作為聲自導魚雷和探潛聲吶的模擬目標，水下自航靶可模擬潛艇等水下目標聲學特徵包括輻射噪聲特性、聲散射回波特性和回波亮點空間分布特性。輻射噪聲主要通過水下自航靶自身攜帶的換能器模擬潛艇推進系統、內部的機械振動等輻射的一定頻率的噪聲。各型潛艇不同的輻射噪聲特徵，形成了各自不同的聲紋特徵。美國經過多年的技術積累，具備模擬本國及其他國家多型潛艇聲紋特徵的能力。現階段，水下自航靶的輻射噪聲的頻段可覆蓋0.1～60kHz，噪聲強度可達120～190dB。水下自航靶的回波特性是根據魚雷自導信號及主動聲納信號的振幅，返回相應強度的回波信號。先進的水下自航靶可編程控制回波信號。除了模擬信號的強度特徵外，還需要考慮到目標的運動和自導信號在不同方位會產生回波信號的都卜勒頻移和信號的展寬。自航靶的模擬回波頻段一般在2～60kHz左右，覆蓋大部分主動聲吶的主要工作頻段和魚雷聲自導頻段，目標強度通常設定在10～25dB。由於先進的聲自導魚雷具有空間尺度識別功能，因此水下自航靶既要對魚雷主動聲納信號進行應答，還要產生與潛艇尺寸類似的模擬信號。比較通用的尺寸模擬技術是聲學亮點技術，將潛艇目標的空間尺度等效為若干主要亮點回波的組合，通過專用處理軟體對這些亮點回波進行相干疊加處理，使用寬頻帶拖曳基陣來產生具有多亮點結構的空間模擬目標。Mk30 Mod2的拖曳陣長度可達100m，拖曳的換能器多達16個，模擬目標長度225m。水下自航靶可通過拖曳磁異常裝置產生相當強度的磁場，其方式通常是在水下自航靶拖曳陣後增加一段拖曳線纜，在線纜上加載直流電流或脈衝直流電流，產生相當強度的感應磁場。多型水下自航靶都可拖曳磁異常模擬導線來模擬潛艇磁場特性，Mk30Mod2在拖曳聲吶陣後又拖有一根76m長的導線，用來模擬潛艇磁場特性，可在450m深度上模擬0.5伽瑪的磁場強度。MASTT體積較大，建造時使用相應的鐵磁材料即可實現對潛艇磁信號的初步模擬。為增加磁場強度，可在其不同位置纏繞電流線圈，將潛艇磁場等效為若干偶極子的磁場，逼真地模擬潛艇磁場分布。水下自航靶具備的動力性能可對水下目標的機動特性進行模擬。通常按預先沒定的程序控制水下自航靶的航向、深度和速度，模擬潛艇巡航、高速航行以及對探測和跟蹤所做的規避動作。水下自航靶模擬潛艇的機動性時，採用多速制，有雙速制、三速制，也有的採用連續變速制。Mk30 Mod2採用5～20kn連續變速制。SPAT聲靶具有航向、速度和深度共18種程序組合，每種彈道細節由用戶根據需求設定。水下自航靶的空間利用可謂「寸土寸金」，通過模塊化設計，根據不同任務搭載「即插即用」的傳感器模塊是充分利用其空間的最優方式。如MK30 Mod2水下自航靶各主要模塊都易於拆解維修，利用支持與處理設備可對靶標進行維修保障，並為後期技術升級提供了便利。目前先進的水下自航靶，如美國計劃採購的AUV62-AT，可通過更換不同負載模塊並配置相應任務包執行不同任務。模塊化設計的水下自航靶可通過更換負載模塊，提高任務多樣性及靈活性，同時有利於平臺規模的建設，建造效費比更高，維護成本更低，有利於新技術的移植。無人潛航器作為美國海軍發展的重點，近年來各方面技術得到了很大提升。其大多數技術如能源、通信、導航、自主性等都可在水下自航靶上得到應用。根據美國無人潛航器的裝備發展目標，其續航時間更長，航速更高，數據傳輸更快，任務指令下達更便捷。這些技術的提升都可為美海軍提供能力更強的水下自航靶。此外，結合人工智慧技術，可提升水下自航靶的自主決策能力，以模擬更複雜的目標特性。水下自航靶的易用性極大地影響著海軍執行水下戰訓練和水中兵器試驗鑑定等任務的執行。水下自航靶的易用性提高可提升訓練及試驗鑑定效率，並可降低維修保障成本。易用性高的水下自航靶可使用少量人力實現快速任務準備、布放與回收。隨著水下無線充電技術的發展，水下自航靶將可實現快速無線充電，通過若干水下自航靶即可滿足對目標的連續模擬。其數據下載、任務重新編程、任務切換等將可通過水聲鏈路等方式遙控完成，操作更方便，反應速度更快。