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因电离层分层特性使OTHR回波信号经历多模传播，引起地海杂波频谱大幅度展宽，导致OTHR对舰船目标的检测能力急剧下降．文中提出了基于全频段定频探测的单模工作频率选择方法，指出该方法的核心问题是返回散射定频探测传播模式数目随距离分布信息的获取．提出一种基于特征分解的传播模式数目提取算法，实现了全频段下传播模式数目分布提取，从而最终实现单模式工作频率选择．经仿真研究和试验数据验证，上述方法有效．