本发明提供一种中间层-电离层综合探测系统,包括多通道雷达发射系统、多通道雷达接收系统和平拉折合偶极子天线阵列,平拉折合偶极子天线阵列包括六副折合偶极子天线,每两幅折合偶极子天线为一组且空间相互正交架设,三组天线分别位于一个正三角形的顶点之上;多通道雷达发射系统用于提供三组发射通道,包括 FPGA 芯片、三个 DDS 芯片,及六路依次连接的滤波器、放大器、功率放大器和收发开关;所述多通道雷达接收系统用于提供三组接收通道,包括 FPGA 芯片、多通道高速 A/D 采样芯片,及六路依次连接的前级滤波放大、混频、中频滤波。本发明利用同一天线阵实现支持实现中间层和电离层的综合探测,节约了成本、降低了空间要求。