天波超视距雷达(OTHR)的回波信号在电离层中往返传播，由于存在多径时延和多普勒频移，回波信号受到严重影响，大大降低了天波超视距雷达对目标的检测效能。本文首先介绍了电离层的基本情况，包括电离层的形成和电离层的结构特点，给出了电离层的电子密度模型，并对各种模型作了简要说明。然后由电离层的折射指数公式推导出正割定理，介绍了电波在电离层中传播的多径、多模现象，计算了一次反射的天波时延，并且给出了电离层的闪烁及其全球分布和多普勒频移现象及其计算方法。接着给出了在瑞利衰落的模型下，多径时延和多普勒频移概率密度分布的数学表达式，详细分析了多径时延和多普勒频移的统计特性，包括多径时延(或多普勒频移)的概率分布、平均功率和方差随信号的时延散布(或频移散布)和平均包络功率的变化情况。最后给出了在一定的电离层模型下，电波(包括寻常波和非常波)经过电离层反射时多普勒频移的理论计算公式并详细说明其物理意义，在此公式的基础上，认真分析了电离层电子密度、电离层运动速度、电波入射角等参数所引起的多普勒频移。