电离层扰动的探测与诊断是空间物理学研究中十分重要的课题。不断发展的探测手段和数据处理方法可提取到许多能较准确反映电离层扰动形态及变化特征的参量，其中反射回波的高频多普勒频移和电子浓度等值面法向运动速度是电离层扰动观测研究的重要对象。本文围绕这一方向开展工作，介绍了由中国科学院地质与地球物理研究所-中南民族大学合作研制的敏捷式高性能电离层无线电多频探测系统样机 PDI平台，并且在该平台上实现了中小尺度电离层扰动的快速探测研究和分析诊断。　　新研制的PDI平台由收发天线、发射机、接收机和上位机数据接收与处理系统组成。其特点是：能便携用于流动观测和临时布阵探测，探测速度快，频高图探测最小周期小于1分钟，多普勒频移分辨率可达0.039Hz，且抗干扰能力较强，频高图观测效果好，参数可灵活设置并可开展电离层瞬态变化等多种探测模式和研究。在 PDI平台上，提出了一种时间交错扫频探测模式，解决了在常规多普勒频移测量中多普勒频移的分辨率和探测时间之间的矛盾，可在保证获取较高的多普勒频移分辨率的同时大大缩短探测周期，以实现扰动的快速探测。基于这种新的平台和探测模式，我们在武汉观测站实地进行了较长时间的观测和数据采集，获得了高精度多普勒频移并反演出电子浓度等值面法向运动速度，得到了电离层反射寻常波的多普勒频高图和垂直扰动速度等信息，进而推演出电离层扰动随时间和空间的实时变化特征。通过对这些时域信号进行小波分析和相关周期图分析，提取出了较为准确的扰动尺度，并对各个时间段扰动的激励源进行分析和诊断，初步结果显示这些扰动主要是由极区活动激发的我国中部地区冬季出现率较高的中尺度TID。文中还对等效镜反射、忽略地磁场影响以及考虑地磁场影响时的三种电离层扰动分析方法进行了对比研究，发现考虑地磁场影响时的反演精度最高，且三种反演方法结果显示电离层扰动的变化趋势总体上是一致的，说明观测数据和研究方法可靠稳定。最后，本文讨论了非单一电离层扰动场的数学模型和参数提取方法，并反演出扰动参数随时间和真高变化的二维剖面，为下一步大尺度电离层扰动传播特性与大气子午风场的观测研究打下基础。　　总之，本文介绍了一种新型电离层无线电多频探测系统，并重点讨论了中小尺度电离层扰动信息的提取方法，通过实验验证了设计方案的可行性，为多频多点电离层扰动的传播特性观测研究提供了一种有效手段。