天波超视距雷达工作在短波波段，通过电离层的折射，可探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的超远距离目标。用天波超视距雷达探测海洋，分析海洋回波Doppler谱，可检测海上目标并获得海态信息。本文研究的重点是海杂波的模拟，电离层对海杂波谱的影响以及解电离层污染等问题，主要包含以下几方面：1)利用Barrick导出的散射强度公式模拟了海洋回波谱，总结了海杂波的分布特点以及和海态参数的关系。依据T．M．Georges有关时间和空间分辨率对海杂波的影响的理论，制作了相应的海杂波仿真软件。2)利用射线追踪公式，并结合CCIR-340报告中所述F2层临频和M(3000)F2时空分布长期值来计算雷达电波通过不同电离层状态所产生的频移。3)探讨了电离层污染校正问题和海杂波环境中舰船检测问题。首先用频率捷变技术来提高海杂波环境中舰船检测的能力，然后对扩展Prony算法和Wigner-Ville分布在电离层污染的校正和海杂波环境中舰船检测中的应用作了分析。最后，对全文作了总结并指出进一步需要研究的内容。