本文以地基大功率高频无线电波加热电离层的理论和数值模拟为基础,围绕人工调制电离层对经过电离层的空间信息链路性能的影响开展了相关的研究。由相关领域研究现状和存在问题的分析可知,自然电离层背景对于经过电离层的空间信息链路的传播效应影响比较清楚,而对于人工扰动电离层背景下的电离层空间信息链路的理论研究却鲜有所见。由于电离层变态区的存在能造成电波波束的聚焦和散焦、粒子加速、等离子体湍流和电离层不均匀性,以及一系列非线性过程,因此电离层变态区会对无线电波产生幅度和相位起伏、频谱展宽、信号散射、衰减增加等传播效应。因此,人工扰动电离层对星地通信链路影响的研究对于保障特殊条件下的空间信息链路畅通具有十分重要的意义。本文的工作重点为地基大功率高频电波加热电离层的背景模型和与之有关的无线电波传播效应研究,研究成果主要体现如下：一、从改变加热参量着手,对地基高频泵波加热电离层效应的影响进行了研究,得到了不同电离层背景下,电子密度,温度相对变化率随发射频率、有效辐射功率(ERP)的变化关系。数值模拟结果表明,虽然我国绝大多数地区处于中低纬地区,加热效果要弱于高纬地区,但是在武汉和福州等地或更低纬度地区(如海南)进行电离层加热同样可以产生可观的效果,而加热条件(入射泵波频率和加热功率)是决定最终加热效果的重要参数。二、对现有的射线追踪方法进行了改进,使之能够在具有水平梯度的电离层背景下进行射线追踪,并具有较好的计算速度与精度。之前的射线追踪,往往只能够在有具体解析表达式的电子密度背景模型下进行,很难在加热后具有水平梯度的电离层背景下进行射线路径的计算。本文基于电离层加热后的具有水平梯度的离散电离层模型,利用图像处理中的线性插值和双线性插值的方法解决了上述问题。三、从理论上推导了经过电离层加热区域的高频雷达诊断电波的Doppler频移和相位偏移的计算方法,并进行了数值模拟。利用二维磁化电离层欧姆加热数值模型和离散电离层背景下的射线追踪模型,对经过加热电离层区域的高频雷达诊断电波的Doppler频移和相位偏移进行了定量分析,得到了在加热开机2分钟内的诊断电波Doppler频移和相位偏移的模拟结果。结果表明,电离层变态区会对经过电离层的高频电波的Doppler频移和相位偏移造成可观的影响。四、提出了一种较精确的计算电离层吸收损耗的方法。利用国际参考电离层模型(IRI)和离散电离层背景下的射线追踪模型,对穿过电离层区域的高频雷达电波的吸收损耗进行定量的分析,得到了在不同电波频率和不同发射仰角的情况下的吸收损耗的模拟结果。五、首次对经过加热电离层区域的星地链路上VHF和UHF频段电波特性随加热时间的变化趋势进行了研究和数值模拟。结果表明,经过电离层的星地链路随卫星轨道高度的不同,其Doppler频移变化不明显,但Doppler频移随着加热时间的增加却有明显的减小。六、利用时间矩研究了加热电离层生成的不均匀体对探空雷达测距误差的影响。模拟了背景电离层高阶色散、不均匀体色散、不均匀体散射所引起的测距误差随不均匀体内外尺度、起伏方差、雷达电波频率及相对带宽的变化趋势,得到了初步的结论。