电离层物理学科是在观测技术与理论研究的相互促进中发展起来的。电离层科学的发展历史证明:电离层物理的研究和发展不断地对探测技术提出新的要求,而新的观测手段和探测方法总是不断地推动电离层物理研究的发展。随着软件无线电技术的出现和发展,它将有力的推动电离层探测技术和设备的完善和进步。本文在分析和总结电离层高频多普勒探测的原理、技术进展以及软件无线电技术概念和发展现状的基础上,针对目前的数字化高频多普勒接收机系统结构复杂,兼容性和适应能力较差等问题,结合软件无线电的新思想,设计了软件化的高频多普勒接收机。文中重点讲述了应用软件无线电技术,采用高速模数转换器AD6644和数字下变频器GC4016等设计四通道高频多普勒接收机的方法,包括系统硬件结构、软件流程和数字信号处理方法。然后根据设计方案建立了软件高频多普勒接收机实验系统,利用高稳定度的信号源对其进行实验测试,验证了该设计方案的可行性,总结了新设计的软件高频多普勒接收机的性能和特点。并且利用该软件高频多普勒接收机实验系统实际观测我国的BPM高频时号回波的多普勒频移,得到高频多普勒频移随时间变化的曲线,根据观测的多普勒图,解释了各种电离层多普勒变化产生的原因。总之,本文介绍了一种基于软件无线电的高频多普勒接收机设计方案和实验系统,证明了新型软件高频多普勒接收机设计方案的可行性和可实现性,为下一步研制实用和完善的高频多普勒接收机奠定了重要基础。