天波超视距雷达(Skywave Over the Horizon Radar, OTHR)有着不同于一般雷达的工作原理，它是通过对电离层的反射达到探测远距离目标的目的的。由于电离层是它的电波传播信道，而OTHR的探测机制决定了它具有探测距离广、覆盖范围大、反隐身能力强、预警时间长等优势，因此越来越受到世界各国的高度重视。同时，也是由于OTHR特殊的工作环境，天波超视距雷达同时也具有低检测概率、低测量精度、低数据率和多路径效应等“三低一多”问题。本论文就是针对OTHR的数据处理中的多路径效应问题，利用软件仿真找出有效的信号处理方法，对硬件系统的实现作理论上的指导。基于这样的目的，在本方中研究了以下内容：OTHR的量测模型的建立及在该模型下的坐标转换，单目标下多路径数据处理，多目标下多路径数据处理。本论文首先根据各种资料和参考文献，结合OTHR的传播特点和传播机理，建立了天波超视距雷达的平面量测模型，并在该模型下实现了地理坐标与雷达坐标系的坐标转换，同时探讨了该模型下的坐标转换精度。然后研究了单目标情况下多路径数据处理问题，首先介绍了多路径概率数据关联算法(MPDA)和概率多假设算法(PMHT)，并在一定的仿真场景下对这两种算法分别进行仿真，然后对其仿真结果进行比较，得到一些有效的结果和结论。接着研究了两目标情况下多路径数据处理问题，在一定的仿真场景下，采用PMHT算法进行仿真，对仿真结果与单目标情况下的PMHT算法进行了比较。最后对本文的工作进行了总结及展望。