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为解决多普勒扩展杂波对天波超视距雷达（OTHR）慢速舰船目标检测的遮蔽问题,分析了多普勒扩展杂波的成因,推导了多输入多输出（MIMO）体制下一种天波雷达信号处理模型;将该模型与数据阻塞预处理相结合,提出了一种抑制天波雷达多普勒扩展杂波的方法.理论分析与仿真结果表明,该方法能够有效抑制多普勒扩展杂波,减轻其对天波雷达慢速舰船目标检测的影响.