Розв'язано задачу удосконалення метеорної радіолокаційної системи (РЛС) з метою підвищення точності визначення параметрів верхньої атмосфери радіометеорним методом. Обгрунтовано методологію побудови фазових метеорних РЛС для атмосферних досліджень, що дозволить підвищити точність визначення координат відбиваючої точки метеорного сліду, знизити вартість метеорної РЛС та її експлуатації, а також підвищити часову стабільність метрологічних характеристик. На підставі порівняння даних метеорного зондування та модельного експерименту показано, що резонансний характер розсіювання радіохвиль метеорними слідами та фарадеєвське обертання площини поляризації зондуючого сигналу впливають на характер загасання відбитого від метеорного сліду сигналу. Доведено, що врахування впливу даних факторів в алгоритмі обробки інформації у метеорній РЛС істотно підвищує вірогідність визначення коефіцієнта амбіполярної дифузії у верхній атмосфері.