雷达的基本工作原理简单易懂，但是，该理论也同时是相当复杂，需要正确指定和操作主雷达系统，对雷达理论的理解是必不可少的。雷达系统的实施和操作涉及广泛的 建筑工程、重型机械和电气工程等学科， 高功率微波工程，以及先进的高速信号和数据处理技术。一些自然法则在这里也很重要。
雷达是采用电磁信号进行距离测定、方位获取等处理的设备，用于在相当远的距离内检测，定位，跟踪和识别各种物体。它的工作原理是向物体（通常称为目标）发射电磁能量，并观察从它们返回的回波。目标可能是飞机、轮船、航天器、汽车和天体，甚至鸟类、昆虫和雨水。除了确定这些物体的存在、位置和速度外，雷达有时还可以获得它们的大小和形状。雷达与光学和红外传感设备的区别在于它能够在恶劣天气条件下检测远处的物体并确定其范围，
雷达可以将一种目标与另一种目标（例如鸟和飞机）区分开来，并且某些系统能够识别特定类别的目标（例如，商用客机而不是军用喷气式战斗机）。目标识别是通过测量目标的大小和速度以及在一个或多个维度上以高分辨率观察目标来实现的。螺旋桨和喷气发动机可以修改来自飞机的雷达回波，并有助于目标识别。飞行中鸟类翅膀的拍打会产生一种特征调制
雷达系统的性能可以通过以下几点来判断：（1）它可以看到指定大小的目标的最大范围，（2）它在范围和角度上测量目标位置的准确性，（3）它区分一个目标和另一个目标的能力，（4）它被大杂波回波掩盖时检测所需目标回波的能力， 来自其他「友好」发射器的无意干扰信号，或来自敌对干扰的故意辐射（如果是军用雷达），（5）识别目标类型的能力，以及（6）其可用性（在需要时操作的能力），可靠性。
如前所述，雨水和其他形式的降水会导致回波信号，从而掩盖所需的目标回波。还有其他大气现象也会影响雷达性能。随着高度的增加，地球大气密度的降低导致雷达波在大气中传播时弯曲。这通常会略微增加低角度下的检测范围。大气层可以形成「管道」，在地球曲率周围捕获和引导雷达能量，并允许在正常地平线以外的范围内进行探测。
雷达的严肃开发工作始于1930年代，但雷达的基本思想起源于德国物理学家海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）在1880年代后期进行的电磁辐射经典实验。赫兹开始通过实验验证苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）早期的理论工作。麦克斯韦制定了电磁场的一般方程，确定光波和无线电波都是电磁波的例子，受相同的基本定律支配，但频率却大不相同。麦克斯韦的工作得出的结论是，无线电波可以从金属物体反射。
雷达，使用电磁回波来检测和定位物体的系统。它还可以精确测量到物体的距离（范围）以及物体朝向或远离观测单元的速度。雷达（这个名字来源于radio detecting and ranging）起源于1880年代后期海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）的实验工作。在第二次世界大战期间，英国和美国的研究人员开发了一种用于军事用途的高功率微波雷达系统。如今，雷达被用于识别和监测地球轨道上的人造卫星，作为飞机和海上船只的导航辅助工具，用于主要机场周围的空中交通管制，用于监测当地天气系统以及发现「飞车」。
由于辐射电磁能的特性，雷达测量距离或距离成为可能。
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电磁波的反射 电磁波
如果遇到电超前线，就会被反射 表面。如果这些反射波在其原产地再次被接收， 那么这意味着障碍物在传播方向上。 - 电磁能量以恒定的速度在空气中传播， 以大约光速，这种恒定速度可以确定反射物体之间的距离 （飞机、轮船或汽车）和雷达站点通过测量运行时间 的发射脉冲。
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- 这种能量通常以直线穿过空间，不受大气和天气状况的影响。通过使用特殊的雷达天线，可以集中这种能量 进入所需的方向。因此方向（方位角和仰角） 可以测量反射物体。
这些原理基本上可以在雷达系统中实现， 并允许确定距离、方向和 反射对象的高度。为什么选择雷达？
雷达优势
与视觉观察相比，雷达具有许多优点：
雷达原理
雷达工作的电子原理与声波反射原理非常相似。如果你朝一个声音反射物体（如岩石峡谷或洞穴）的方向大喊大叫，你会听到回声。如果您知道空气中的声速，则可以估计物体的距离和大致方向。如果知道声速，回声返回所需的时间可以大致转换为距离。
雷达使用电磁能量脉冲的方式大致相同，如图1所示。射频（rf）能量被传输到反射物体并从反射物体反射。一小部分反射能量返回到雷达装置。这种返回的能量被称为回声，就像它在健全的术语中一样。雷达组使用回波来确定反射物体的方向和距离。
术语RADAR是由以下单词组成的首字母缩略词：
「雷达」一词是由美国海军中校塞缪尔·塔克和F·R·弗斯于 1940 年 1943 月正式创造的首字母缩略词。该首字母缩略词于1年由第二次世界大战的盟国达成协议，此后得到了国际上的普遍接受。
它是指利用反射的电磁能量检测物体存在的电子设备。在某些情况下，雷达系统可以测量这些物体的方向、高度、距离、航向和速度。用于雷达的电磁能量频率不受黑暗的影响，也可以穿透雾和云。这允许雷达系统确定飞机、轮船或其他看不见的障碍物的位置 由于距离、黑暗或天气，肉眼可见。
现代雷达可以从目标的回波信号中提取比其范围更多的信息。但是通过测量延迟时间来计算范围是其最重要的功能之一。
雷达系统基本设计
下图显示了主雷达组的工作原理。雷达天线用微波信号照亮目标，然后反射 并被接收设备拾取。接收方拾取的电信号 天线称为回波或返回。雷达信号由强大的发射器产生 并由高度敏感的接收器接收。
范围或距离测量
雷达以非常高的脉冲功率发射短无线电脉冲。该脉冲仅通过天线的方向性聚焦在一个方向上， 并以光速向这个给定方向传播。
如果在这个方向上是一个障碍物，例如飞机，那么脉冲的一部分能量会向各个方向散射。一小部分也会反射回雷达。雷达天线接收该能量，雷达评估所包含的信息。
我们可以用简单的示波器测量的距离。在示波器上与发射的脉冲同步移动一个发光点并留下痕迹。偏转从发射器脉冲开始。发光点随着无线电波在示波器上移动以缩放。此时，天线接收回波脉冲，该脉冲也显示在示波器上。示波器上显示的两个脉冲之间的距离是飞机距离的量度。
由于无线电波的传播以恒定速度发生 （光速 c0） 该距离由高频传输信号的运行时间确定。目标与雷达的实际范围称为倾斜范围。倾斜范围是雷达与被照物体之间的视线距离。接地范围是发射器与其目标之间的水平距离，并且 它的计算需要了解目标的高程。由于波浪传播到目标并返回，因此往返时间除以 t 为了获得波到达目标所需的时间。因此，对于倾斜范围，会出现以下公式：
