李 宁，赵正予

(1.中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州 450047； 2.武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉 430079)

0 引言

高频电波倾斜投射到电离层时，经电离层反射到达远方地球表面，因地球表面的不平坦和电气不均匀特性而产生散射作用，使得一部分电波能量沿着原路径返回而被接收到，这种无线电波传播过程称为天波后向散射传播[1]。

天波超视距雷达利用天波后向散射传播机制来实现空中和海面目标的远程超视距探测，单跳最大探测距离超过3 500 km，受2次电离层传输的影响，其回波信号会产生多普勒频移和展宽，严重影响海面舰船目标的探测性能[2-4]。一方面，电离层多普勒频移会影响目标速度的估计精度，还会进一步影响目标跟踪性能；另一方面，天波超视距雷达信号经过2次电离层传输之后会使海杂波展宽，严重的时候会导致目标回波信号淹没在海杂波当中，无法被检测出来。因此，研究电离层多普勒频移和展宽的变化规律对提升天波超视距雷达海面目标的检测和跟踪能力具有重要意义。

电离层斜向返回探测设备利用天波后向散射传播机制来实现对远距离、大范围的电离层状态进行实时监测，是天波超视距雷达频率管理系统的重要组成部分[5-6]。从电离层斜向返回探测地面散射回波的功率谱中可以提取电离层多普勒频移和展宽，并且已经被广泛应用于电离层物理方面的研究工作[7-15]。本文从电离层斜向返回探……