因为防御重型军用轰炸机的需要，在20世纪30年代发明了雷达。对雷达军事上的需要或许是雷达最重要的应用及其主要进展（包括民用雷达的进展）的来源。
一、军事应用
军用雷达的主要用途曾是地面、海面和机载空中防御。离开雷达，实施成功的空中防御是不切实际的。在空中防御中，雷达用来进行远程监视、低海拔“弹出”目标的短距探测、武器控制、导弹制导、非合作目标识别和战斗损伤评估。许多武器中的近炸引信也是雷达的一个例子。对军用防空雷达成功的一个极好度量是在反抗其有效性的方法上花费的大量金钱。这包括电子对抗措施和其他方面的电子战、寻的雷达信号的反辐射导弹及低截面积飞机和舰船。雷达在军事上也用在对地面、海面的侦察及海洋监视中。
在战场上，要求雷达具有执行空中监视（包括对飞机、直升机、导弹和无人机的监视）、空中拦截武器控制、敌方武器定位（迫击炮、火炮和火箭）、入侵人员检测和空中交通管制等任务的功能。63
自从20世纪50年代末出现弹道导弹的威胁后，使用雷达进行弹道导弹防御一直受到关注。远程、高超声速和弹道导弹的小目标尺寸使这个问题具有挑战性。在太空没有防御飞机时的自然杂波问题，但是弹道导弹会出现在大量的外部诱饵中，还伴有其他的由袭击者所发射的用来伴随载有战斗部的再入体的对抗措施。基本的弹道导弹防御问题变成更是目标识别问题，而不是探测和跟踪问题。弹道导弹迫近的预警需要，导致执行这种任务功能的一些不同类型雷达的出现。类似的，也部署了能探测和跟踪卫星的雷达。
雷达的一个非军用的相关任务是探测和拦截毒品运输。有几种类型的雷达可满足这种需要，包括远程高频超视距雷达。
二、环境遥感
环境遥感的主要应用是气象观测雷达，如Nexrad系统，它的输出经常在电视天气预报上看到。也存在垂直方向风廓线雷达，判定作为海拔函数的风速和风向，它通过探测洁净空气中非常微弱的雷达回波完成以上任务。位于机场周围的是终端多普勒气象雷达（TDWR）系统，可以对危险风切变进行预警（风切变由所谓下爆气流气象效应导致，常伴有严重暴风雨）。在小型和大型飞机前端常有特殊设计的气象规避雷达，对飞行中的危险或不适航天气进行预警。
另一种成功的遥感雷达是下视星载高度计雷达，它以非常高的精度测量全球范围的水准面（平均海面高度，在全球不尽相同）。过去曾尝试用雷达判定土壤湿度和评估农作物状况，但是没有能提供足够的精度。星载或机载成像雷达被用来帮助船只在覆盖冰层的北极海域进行有效导航，因为雷达能指示哪些类型的冰层船只容易穿透。6
三、空中交通管制
现代空中旅行的高度安全性部分是因为雷达对空中交通的有效、高效和安全的控制。大机场采用机场监视雷达（ASR）观测机场附近的空中交通情况。这类雷达也提供附近的气象信息，以便引导飞机绕开不适航的天气。大机场也有一部称为机场表面探测设备（ASDE）的雷达以观察并安全地控制地面上的飞机和机场车辆交通情况。为控制机场之间的航线上的空中交通，在全球范围部署了远程空中航线监视雷达（ARSR）。空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）不是雷达，而是用来识别飞行中飞机的合作系统。它使用类似于雷达的技术，最初基于军用的IFF（敌我识别）系统。67
四、其他应用
雷达一种很重大的应用（提供任何别的方法无法获得的信息）是使用一部能穿透永远遮蔽金星表面的云层的成像雷达对行星金星表面的探索。一种使用最广泛而且最便宜的雷达是民用海用雷达，在世界范围内用于对舰船的安全导航。我们经常遇到过高速公路警察使用CW多普勒雷达测量车辆的速度，探地雷达用来寻找埋于地下的公用管线，也被警察用来定位掩埋的物体和尸体。考古学家曾用它确定从何处开始寻找埋藏的文物。雷达对鸟类学家和昆虫学家更好地理解鸟类和昆虫的迁徙也有帮助。雷达也证明可以探测地下石油和天然气沉积下面的气体渗出。
雷达发射机
雷达是利用物体反射电磁波的特性来发现目标并确定目标的距离、方位、高度、速度等。因此，雷达工作时要求发射一种特定的大功率无线电信号，发射机在雷达中就是起这样的作用。发射机在雷达系统的成本、体积、重量、设计投入等方面都占有非常大的比重，也是对系统电源能量以及维护要求最多的部分。
一、雷达发射机的基本功能
雷达发射机是为雷达系统提供符合要求的射频发射信号，将低频交流能量（少数也可是直流电能）转换成射频能量，经馈线系统传输到天线并辐射到空间的设备。雷达发射机一般分为连续波发射机和脉冲发射机，最常用的是脉冲雷达发射机。
雷达发射机伴随着第二次世界大战初出现的第一批搜索雷达而诞生。当时英国人采用的是电真空二极管发射机，工作频率仅限于VHF和UHF频段。随着雷达技术的迅猛发展，对发射机性能指标提出了越来越高的要求，其工作频率也向着微波频段扩展。发射机为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，并经过馈线和收发开关由天线辐射出去。82
发射的电磁波信号第一个特点是载波受到调制，这种调制可以简单，也可以比较复杂。调制包括简单矩形脉冲、较复杂的线性调频矩形脉冲、相位编码矩形脉冲、各种脉冲内部和脉冲之间的调制信号，等等。发射的电磁波信号第二个特点是必须具备一定发射功率。为满足雷达作用距离的要求，发射机功率往往较大，远程警戒雷达的发射机峰值功率可以高达几百千瓦甚至几兆瓦。另外，对于不同体制、不同应用的雷达而言，发射机功率量级差别很大。例如，脉冲雷达的峰值功率可达到兆瓦级，而连续波雷达功率达到几十瓦就很高了。
现代雷达发射机要想高效地将电能转换成符合要求的射频发射信号，就要尽可能地采用优良的微波功率器件、先进的开关转换器件、优质元器件，以及新材料、新工艺等综合技术，辅以最佳仿真技术进行设计，以最新的生产加工手段进行精心的加工，再以科学的组装、调试程序技术进行生产，最终获得性能、体积、重量、可靠性等指标都满足要求的雷达发射机。
雷达发射机技术是对雷达频率源产生的小功率射频信号进行放大或直接自激振荡产生高功率雷达发射信号的一种综合技术，主要包括功率放大技术、电源和调制技术、控制保护和冷却技术。雷达发射机是雷达系统的重要组成部分，也是整个雷达系统中最昂贵的部分之一。发射机性能的好坏直接影响到雷达整机的性能和质量。
二、雷达发射机的主要质量指标
雷达的具体用途不同，对发射机的具体要求也就不同。下面对发射机的主要性能指标及其与发射机的关系做简单介绍。
1.工作频率或波段
雷达的工作频率或波段是按照雷达的用途确定的。为了提高雷达系统的工作性能和抗干扰能力，有时还要求它能在几个频率上跳变工作或同时工作。雷达频率的确定是极其重要的工作，一定要根据用途和实际需要，一旦确定，即成为整个系统之基础，不能轻易动摇。工作频率或波段的不同对发射机的设计影响很大，首先会影响发射管种类的选择，例如在1000兆赫以下主要采用微波三极管和微波四极管，在1000兆赫以上则采用多腔磁控管、大功率速调管、行波管以及前向波管等。83
2.信号波形84
根据雷达体制的不同，可以选用各种各样的信号形式。雷达有两大类型：连续波（CW）型和脉冲型。CW雷达连续发射无线电波，同时接收反射回波。与此相反，脉冲雷达是以窄脉冲形式间断地发射无线电波，而在两次发射的间隔期间内接收回波。脉冲雷达可分为两大类：一类能测量多普勒频率，称为脉冲多普勒雷达；一类不能测量多普勒频率，直接称为脉冲雷达。除了多普勒导航仪、高度计和变时近爆引信以外，大多雷达都采用脉冲工作方式。主要原因是，脉冲工作方式可以避免发射机干扰接收的问题。脉冲雷达辐射的无线电波波形（发射信号）称为发射波形。
3.输出功率
雷达发射机的输出功率直接影响雷达的威力和抗干扰能力。通常规定发射机送至天线输入端的功率为发射机的输出功率。通常用两种不同的度量来描绘脉冲雷达的输出功率、峰值功率和平均功率。
4.总效率
发射机的总效率是指发射机的输出功率与输入总功率的比值。因为发射机通常在整机中是最耗电和最需要冷却的部分，因此提高总效率不仅可以省电，而且可以降低整机的体积和重量。
5.信号稳定度或频谱纯度
信号的稳定度是指信号的各项参数，例如信号的振幅、频率（或相位）、脉冲宽度及脉冲重复频率等是否随时间发生了不应有的变化。雷达信号的任何不稳定都会给雷达整机性能带来不利影响。信号参数的不稳定分为规律性和随机性两类，规律性的不稳定往往是由于电源滤波不良、机械振动等原因引起的，而随机性的不稳定则是由发射管噪声等随机起伏引起的。
可以在时间域内或在频率域内衡量信号的不稳定性。在时间域内可以用信号某项参数的方差表示。在频域的稳定度又称为信号的频谱纯度，是指雷达信号在应有的信号频谱之外的寄生输出功率与信号功率之比，一般用分贝表示，显然比值越小，信号频谱纯度越高。现代雷达对信号的频谱纯度提出了很高要求，例如对脉冲多普勒雷达的典型要求是-80分贝。
三、固态雷达发射机
雷达发射机采用的器件主要有两类：电真空器件和半导体器件。早期雷达基本都采用电真空器件。自1948年半导体二极管发明后，晶体管运用频率不断向VHF、UHF及微波频段推进，功率电平也不断地提高。从20世纪60年代末开始固态雷达发射机的设计，到70年代中期就有多种全固态雷达发射机开始使用，如美国的AN/TPS-59雷达发射机。86
雷达接收机
雷达接收机是雷达系统的重要组成部分，它的主要功能是对雷达天线接收到的微弱信号进行放大、变频、滤波及数字化处理，并以在有用回波和无用干扰之间获得最大鉴别率的方式对回波进行滤波。干扰（广义）不仅包含雷达接收机产生的噪声，还包含从银河系、邻近雷达、通信设备及可能的干扰机所接收到的能量，以及雷达本身辐射的能量被无用目标（诸如雨、雪、鸟群、昆虫、大气扰动和金属箔条等）所散射并被该雷达接收的部分。需要说明的是，对于不同用途的雷达，有用回波和干扰、杂波是相对的。
一、概况
一般来讲，雷达探测的飞机、船只、地面车辆和人员所以射的回波是有用信号，而海面、地面、云雨等反射的回波均为杂波；然而，对于气象雷达而言，云、雨则是有用信号。87
雷达接收机一般是通过预选、放大、变频、滤波和解调等方法，使目标反射回的微弱射频回波信号变成有足够幅度的视频信号或数字信号，以满足后续信号处理机和数据处理机的要求。
二、雷达接收机的基本组成与工作原理
现代雷达接收机一般采用超外差结构，因为这种结构具有灵敏度高、增益高、选择性好和适用性广等优点，获得了广泛应用。
超外差式雷达接收机在不断发展，但基本原理没变。以早期的典型非相参脉冲雷达接收机为例，超外差式雷达接收机将微弱回波适当放大之后，与本振（LO）混频变成中频（IF）。即使达到中频也可能需要一次以上的变频，中频频率一般在0.1～100兆赫之间。此后，所有的放大、滤波主要在固定的中频进行。最后，中频信号经过检波器和视频放大后送至终端处理设备。超外差接收机的本振频率可以随着发射机频率的改变而改变，但中频始终是固定的，发射信号频率的变化不影响中频处理。雷达接收机的主要技术参数：
1．灵敏度
灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。能接收到的信号越微弱，则接收机的灵敏度越高，雷达的作用距离就越远。当接收机的输入信号功率达到灵敏度时，接收机就能正常接收且在输出端检测出这一信号。如果信号功率低于此值，信号将被淹没在噪声干扰之中，不能被有效地检测出来。由于雷达接收机的灵敏度受噪声电平的限制，因此要想提高它的灵敏度，就必须尽量减小噪声电平，同时还应使接收机具有足够的增益。
2．接收机的工作频带宽度
接收机的工作频带宽度（又称为接收机带宽）表示接收机的瞬时工作频率范围。在复杂的电子对抗和干扰环境中，要求雷达发射机和接收机具有较宽的工作带宽。接收机的工作带宽主要取决于高频部件（馈线系统、高频放大器和本机振荡器）的性能。
3．动态范围
动态范围表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化的范围，最小输入信号强度通常取为最小可检测信号功率Simin，允许的最大输入信号强度则根据正常工作的要求而定。当输入信号太强时，接收机将发生饱和而失去放大作用，这种现象称为过载。使接收机刚开始出现过载时的输入信号功率与最小可检测功率之比，称作动态范围。为了保证对强弱信号均能正常接收，要求动态范围大，就需要采取一定措施，例如采用对数放大器、各种增益控制电路等抗干扰措施。
4.中频的选择和滤波特性
中频的选择和滤波特性是接收机的重要质量指标之一。中频的选择与发射波形的特性、接收机的工作带宽，以及所能提供的高频部件和中频部件的性能有关。中频可以在30兆赫～4吉赫范围内选择。当需要在中频增加某些信号处理部件，例如脉冲压缩器、对数放大器和限幅器的时候，从技术实现上，选择30～500兆赫比较合适。减小接收机噪声的关键参数是中频的滤波特性。在白噪声（即接收机热噪声）背景下，接收机的频率特性为“匹配滤波器”时，输出的信号噪声比最大。
5．正交鉴相器的正交度
为了保持和获得雷达信号回波的幅度信息和相位信息，正交相位检波器（或称“正交鉴相器”）将回波信号分解成I、Q两个分量。正交鉴相器的正交度表示鉴相器保持回波信号幅度和相位信息的准确程度，如果因鉴相器电路的不正交而产生了幅度和相位误差，信号则产生失真。在频域里，幅度和相位误差将产生镜像频率，影响系统动目标检测改善因子；在时域里，幅度和相位的失真也会对脉冲压缩的主副比产生负面影响。
