高频地波雷达是20世纪80年代发展起来的一种可以连续大面积监测海洋动力学环境的设备。基于多基地高频地波雷达组网,实现更大尺度海洋动力学环境的协同监测,成为海洋环境监测技术亟待研究的问题,也是目前高频地波雷达发展趋势和应用研究的热点问题。本文结合武汉大学电波传播实验室承担的国家863项目研究任务,以双基地高频地波雷达海洋环境监测为模型,系统深入地研究多基地高频地波雷达组网监测的非后向散射基础理论、非后向散射回波的数值仿真、动力学参数提取方法和雷达组网工程等问题,主要研究工作如下：1.将海面作为理想导电面近似,基于微扰法导出了深水区窄波束情况下海面对VV极化高频电波的一阶和二阶非后向非相干散射系数，分析了非后向散射的Bragg散射机制,建立了双基地高频地波雷达海洋环境监测的基础理论。作为特例,当双基地退化为单基地时,本文所得结果与Barrick于1972年得到的结果相同。在附录中还详细推导了二维小尺度起伏静态粗糙面的非后向散射系数,所得结果包括一般粗糙面和理想导电面在HH、VH、VV、HV四种极化情况下的一阶和二阶非后向散射系数,并区分为相干散射系数和非相干散射系数。2.取PM无向谱与心形方向因子之积作为有向波高谱模型，采用等频线积分法,对双基地高频地波雷达海洋回波多普勒谱进行了数值仿真,讨论了风向、风速、雷达频率和双基地角对双基地海洋回波谱的影响。当双基地角固定时,双基地海洋回波谱在风速和风向影响下的变化趋势与单基地情况相同,但源于电磁耦合系数奇异点所对应的回波谱小尖峰随双基地角改变而发生变化。随着双基地角增加,二阶谱的强度和频率分布范围递减。3.以双基地高频地波雷达海洋环境监测为模型,研究了基于一阶回波谱反演流速和风向、基于二阶回波谱反演波高和风速的方法,并基于MUSIC算法对T-Rb双基地雷达海洋回波仿真数据和实测数据进行了双曲流场的反演,基于Howell算法对T-Rb甩双基地海洋回波谱仿真数据进行了波高和风速的反演。结果表明,基于T-Rb结构的双基地雷达只能测得双曲流速,风向反演也存在模糊性,但对T-Rb结构增加一个接收机构成T/Rm-Rb双基地雷达系统即可得到矢量流速,消除风向模糊性。此外,论文还研究补充了Howell算法应满足的条件,明确了Howell算法中矩阵奇异值个数的选择原则。4.以双基地高频地波雷达应用为背景,研究和讨论了双基地雷达探测能力、矢量流探测精度、布站等工程应用问题。研究结果表明,当雷达系统工作于双基地方式(即0<LB<2(?)KB)时,基线距离LB越大,双基地角γ越小，雷达的探测能力越强(即探测距离和越大).因此,可根据双基地雷达设计指标中的最大探测距离和确定最佳基线长度。T/Rm-Rb双基地雷达系统在提取矢量海流速度时,应尽量避免基线和双基地接收机Rb附近的区域,其最佳双基地角范围为[25°70°]；结合最佳基线长度和最佳双基地角范围可得到T/Rm-Rb双基地雷达的布站原则.