يعتمد الرادار على انجاز هذه المهمات على ظاهرتين هما ظاهرة الصدى وظاهرة دوبلر. وربما نحن نسمع الصدى من خلال امواج الصوت ونعرف ظاهرة دوبلر من صوت سيارة الاسعاف المسرعة ولكن الرادار يستخدم هاتين الظاهرتين من خلال امواج الراديو بدلاً من الامواج الصوتية ولكن الفكرة الفيزيائية واحدة معلومات تاريخية عن الرادار شارك مجموعة كبيرة من العلماء والمهندسين في اختراع وتطوير الرادار. ان اول رادار استخدم امواج الراديو للكشف عن الاجسام المعدنية وتحديد مواقعها كان في 1904 بواسطة العالم Christian Hulsmeyer والذي قام باستعراض كيف يمكن رصد باخرة في البحر مختبأة في ضباب كثيف. وقد حصل على براءة اختراع في نوفمبر من العام 1904 مقابل نجاحه في تطبيق هذه الفكرة. وقبل الحرب العالمية الثانية جرت تطويرات كثيرة على الرادار من وفي 1935 حصل العالم Robert Watson-Watt على براءة اختراع ايضا لاختراعه رادار يستطيع ايضا ان يحدد المسافة. وقد ساهمت الحرب العالمية الثانية في ان يسعى العلماء لتطوير الرادار ليحصلوا على صور تفصيلية وحساب للمسافات اكثر دقة والعمل على تزويده بالمزيد من الاضافات التي تساعد على تثبيت الرادار على انظمة الاسلحة الدفاعية. وبعد الحرب سعى العلماء لاستخدام الرادار في تطبيقات سليمة مثل في مراكز التحكم في الطائرات في المطارات وفي الارصاد الجوية وفي الابحاث الفضائية.
عندما تصدر صوتاً مرتفعاً في تجويف البئر فإن الصوت يسافر إلى قاع البئر وينعكس عنه، واذا ما قمت بقياس الفترة الزمنية بين اصدار الصوت وسماع الصدى تستطيع حساب عمق البئر مع علماً بأن سرعة الصوت 333 متر لكل ثانية ظاهرة دوبلر تعتبر ظاهرة دوبلر من الظواهر الفيزيائية المهمة والتي تمر في حياتنا اليومية والتي ينتج عنها تعديل في تردد الصوت الصادر عن جسم متحرك (المصدر) بالنسبة للمراقب مثل الصوت الذي تصدره عربة اسعاف متحركة بسرعة بالنسبة لنا فنسمع صوت ذو تردد كبير في حالة اقتراب السيارة منا ويصبح التردد اقل بعد ان تتجاوزنا وتبتعد عنا ويكون التعديل في التردد ملحوظاً اكثر كلما زادت سرعة العربة. كما ان ظاهرة دبلر تحدث اذا كان المراقب متحرك بالنسبة لمصدر صوت ثابت.
ولتوضيح ظاهرة دبلر اكثر دعنا نفترض ان مصدرا صوتياً (الجسم الاحمر) يتحرك بسرعة في اتجاه اليمين ويصدر الامواج الصوتية بتردد واحد ولكن من الشكل ونتيجة لان المصدر متحرك ستكون الامواج الصوتية اكثر كثافة امام المصدر واقل كثافة خلفه ولهذا لو كان هناك شخصين واحد على يمين المصدر والثاني على يسار المصدر فإن تردد الامواج الصوتية التي يسمعها الشخص على اليمين اكبر من تردد الامواج التي يسمعها الشخص على اليسار بالرغم من ان المصدر الصوتي يصدر صوت ذو تردد موحد ولكن نظرا للسرعة النسبية بين المصدر والشخص يحدث تعديل في الترددات الصوتية المقاسة وهذه هي ظاهرة دوبلر والتي تستخدم في قياس سرعة الاجسام المتحركة. حيث يقوم جهاز الرادار بارسال ترددات معروفة على جسم متحرك وعند ارتدادها عن الجسم يتم حساب التعديل في التردد والذي منه يستطيع ان يقيس سرعة الجسم. كما انه بالامكان ان تحدث ظاهرة دوبلر وظاهرة صدى الصوت في نفس الوقت على سبيل المثال لو ان مصدر صوتي اصدر صوتاً في اتجاه سيارة متحركة بسرعة، ماذا يحدث في هذه الحالة؟ سوف يرتد بعض الصوت عن السيارة وهذه ظاهرة الصدى كما ان تردد صدى الصوت سيكون معدل حسب اذا ما كانت السيارة مقتربة من المصدر او مبتعدة عنه ولهذا يمكن معرفة المسافة بين السيارة والمصدر الصوتي من حساب الفترة الزمنية بين الصوت والصدى كما انه يمكننا حساب سرعة السيارة بالاعتماد على مدى التعديل في تردد صدى الصوت. كيف يعمل الرادار؟ عرفنا فيما سبق كيف يمكن ان نستقيد من صدى الصوت في تحديد مواقع الاجسام ولهذا من الممكن ان نقوم بصناعة راردار يعتمد على الصوت للكشف عن الاجسام وتحديد مواقعها وهذه فكرة عمل جهاز يسمى السونار وهو جهاز رادار يعتمد على الامواج فوق الصوتية للرصد الغواصات والسفن في البحار ويسمى السونار.
ولفهم كيف يقوم الرادار برصد الاجسام دعنا نأخذ مثالاً على رادرار يقوم بتعقب الطائرات في الجو والمستخدم في مراكز التحكم في المطارات حيث يثبت جهاز ارسال امواج الراديو لنظام الرادار على موتور يدور بصورة منتظمة ويرسل امواج الراديو في جميع الاتجاهات ويطلق جهاز الارسال امواج الراديو في صورة نبضات فوية ويراقب جهاز الاستقبال الصدى المرتد عن الاجسام التي من الممكن ان تصطدم بها نبضات امواج الراديو، ويعمل جهاز الاستقبال على قياس المدة الزمنية التي استغرقها الرصدى للوصول. حيث ان سرعة امواج الراديو هي نفسها سرعة الضوء والتي تساوي 300,000 كيلو متر في الثانية وهي سرعة هائلة. ولهذا يستطيع الرادار تحديد مواقع الطائرات بدقة عالية. كما يستطيع الرادار ايضاً قياس سرعة الطائرة في الجو باستخدام ظاهرة دوبلر من خلال قياس الفرق بين تردد الموجة المرسلة وتردد الموجة المستقبلة (الصدى). ومثال اخر على استخدامات الرادار نأخذ فكرة عمل رادار قياس سرعة السيارات من قبل شرطة المرور المستخدم لمخالفة السائقين المتجاوزين للسرعة القانيونية، وحيث ان رادار الشرطة يستخدم على الارض فإن هناك احتمالية كبيرة في ان تتداخل الامواج المرتدة عن السيارة المرصودة مع الامواج المرتدة عن الاجسام الاخرى الموجودة على الطريق مثل الابنية والجسور والجدران وغيره. ولتجنب هذه المشكلة فإن اشارات الراديو المرسلة يتم توجيهها بدقة نحو السيارة المطلوبة في شكل حزمة مركزة حتى تتجنب اصطدامها باجسام اخرى ويتم الاعتماد على قياس تعديل دوبلر لتحديد سرعة السيارة
كما انه في الكثير من الاحيان يتم تزويد نظام رادار الشرطة بتكنولوجيا تستخدم اشعة الليزر بدلا من امواج الراديو. ويسمى هذا بالليدار lidar.