高频地波雷达因具有覆盖范围远、全天候、实时性好、较强的反隐身能力等特点，在海洋环境监测以及军事领域被广泛应用。然而高频地波超视距雷达由于天线的非理想性而受到垂直方向上电离层杂波的严重干扰。电离层作为一种时变色散信道，会对在其中传播的无线电波产生影响，这种影响主要表现在频率偏移与幅度衰减等方面。在高频地波雷达回波谱中，电离层杂波在距离与多普勒谱中的展宽会对目标回波造成遮挡，严重时甚至会淹没信号。为了分析并预测电离层的这种干扰特性，本文重点介绍了电离层回波的多普勒特性，主要内容有：1.介绍了电离层特性以及电波在电离层内的传播特性。分析了电离层回波的特性，包括多径效应的4条主要路径、多普勒效应和衰减等。2.重点分析了电离层回波多普勒频移产生原因，并利用电离层抛物模型与国际参考电离层模型分别计算了特定雷达发射条件下的多普勒频移，指出了两者在计算准度上的差异，同时分析了多普勒频移的变化特性。同时讨论了电离层的两种主要异常结构及其对多普勒频移的影响。3.介绍了电离层回波经不同路径可能产生的衰减，包括电离层吸收衰减以及地波传播衰减，并进行了仿真分析。4.最后，设计实验仿真模拟地波雷达的电离层回波，并利用雷达实测数据对仿真结果进行验证。同时利用C#与FORTRAN混合编程设计了用于高频雷达电离层回波仿真模拟系统，给出了系统设计的思路以及程序流程。本系统用于预测并指导雷达的电离层杂波分析与提取。