В работе приводятся математическое обоснование, алгоритм работы и аппаратная реализация многоканального ионозонда-радиопеленгатора с линейной частотной модуляцией сигнала. Представлены результаты экспериментальных исследований двумерных угловых частотных характеристик на меридиональной трассе наклонного зондирования Кипр---Ростов-на-Дону. Показано, что как регулярные (связанные с терминатором), так и нерегулярные (вызванные прохождением перемещающегося ионосферного возмущения через трассу распространения) поперечные (относительно трассы распространения) горизонтальные градиенты электронной концентрации приводят к отклонению азимута угла прихода верхнего луча в направлении данного градиента. Экспериментальные данные сопоставляются с результатами моделирования.