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把全球的若干点对点短波通信看成一个系统，各点对点通信常采用全向发射，造成严重的相互干扰，导致系统容量低；另外，短波通信信道具有频率选择衰落特性，多径时延扩展使得相干带宽较低，从而限制了高数据速率传输。本论文提出利用发射端窄波束提高系统窬量及增大信道栩干带宽的方案。围绕此课题，本论文做了如下关于窄波束短波通信信道的研究：
1.提出一种时变双层平谷电离层电子密度模式，该模式将电离层详细分层（分为上、下电离层，下电离层义分为E层、E-F谷以及F层），符合实际电离层分层结构；反射区的E层和F层电子密度采用时变抛物分布，使得电子密度数学模式简单，能简化对电离层传播特性的计算；能反映地球表而任意观察点处电离层每日的变化。计算分析表明，时变双层平谷电子密度剖面和实测电子密度剖面接近，能较真实地描述电子密度分布情况；并且，由时变双层平谷模式计算的相干带宽与实际测量值也很靠近。
2.在中远距离短波通信中，各径主要在仰角上不同。本文提出在发端利用窄波束来提高短波信道相干带宽；即在发射端采用天线阵列将发射能量集中于指向接收端方位的狭窄立体角内，其仰角面内的窄主波束增强主路径并且削弱其它路径，从而增大信道的相干带宽。接着，建立窄波束中远距离短波信道模型，该模型利用延迟时间、发射角和到达角等参数描述短波传播特性，并且又考虑了由于电离层表而不均匀造成的各路径在时间和空间上的扩展；还给出了窄波束信道功率谱的表达式。对不同时刻的窄波束信道特性计算分析表明，使用窄波束天线阵列能有效地提高相干带宽以及信噪比。
3.对跖通信属于超远距离短波通信。对跖通信多径扩展严重：理论上说，从发射点发出的不同方位射线都能经电离层反射到达其对跖接收点。针对对跖通信独特的信道特性，本文提出在发射端使用天线阵列，利用方位角和仰角方向的窄波束来增大相干带宽。实例计算证实了该方法的有效性，并且表明方位角方向的窄波束也是提高相干带宽的主要因素。