平流层通信系统基于平流层稳定的气象条件和良好的信号传输特性，通过浮空平台实现地面用户之间、平台之间或平台与卫星之间的通信连接，该系统可以弥补卫星通信和地面无线通信各自的不足，具有布局灵活、应用广泛、成本低廉、安全可靠等优点。近些年来，平流层通信系统引起了各国的高度重视，并得到了较快的发展。建立平流层通信系统的基础是要开展对平流层通信信道的研究。 论文首先概括了平流层通信系统的组成，重点分析了信道传输模型，尤其是自由空间衰减模型和区域散射衰减模型，详细探讨了大气传输衰减特性，即大气的吸收，散射，闪烁，以及折射对信号的影响。然后，基于上述理论分析，构建了平流层通信信道测试系统，此测试系统由空中飞艇平台单元和地面接收处理单元两部分构成。通过实地测试，采集试验数据，处理数据，分析数据，获得平流层通信信道实际的传输特性，为平流层通信系统的进一步研究打下基础。 论文的主要工作和创新之处如下： 1、提出一种采用高速采集卡+数据后处理的测试方法。该方法避免了传统测试方法中复杂、耗时的硬件电路设计与开发，提高了效率，缩短了试验和调试所需的时间； 2、解决超长PN码的快速捕获问题。通过比较几种不同的捕获方法，最终确定采用基于伪码相位的FFT算法进行超长PN码的快速捕获。实现单PN码周期(102300bit)捕获时间由56秒提高到0.6秒，满足实际要求； 3、提出一种在缩比的环境中进行平流层通信信道传输特性测试的方案。此方案采集飞艇高为1km时高空平台所发射的信号，对信号进行处理分析，得到瞬时时延功率谱和时延功率谱，并进行幅度概率分布和功率衰减计算。最终，反演到平流层空间(20km-30km的高度)，获得平流层中值衰减特性和覆盖特性，为平流层通信信道的进一步研究提供了分析模型。