由于波束内相同距离采样中各种杂波和运动目标的回波具有不同的多普勒频率，雷达基于时间－频率分布的相参积累和恒虚警处理，能够从主波束杂波、高度线杂波和旁瓣杂波的杂波谱背景中分离出有用目标的谱线，检测出需要的目标（见图）。因此，脉冲多普勒雷达具有很强的下视探测能力；具有极高的频率稳定度，实现对雷达相参脉冲串频谱的单根谱线滤波（相参积累）。使用高脉冲重复频率，不模糊地处理迎头接近目标的多普勒回波；采用低副瓣电平的天线和较高的脉冲重复频率，降低旁瓣杂波电平和减少主瓣杂波频谱宽度，实现低速或尾随目标的检测。采用多种脉冲重复频率、多种调制与非调制信号形式实现不同探测需求。常用于机载监视/预警、机载火控、低空防御、气象探测、导弹制导等。

机载脉冲多普勒雷达频谱分布图

机载脉冲多普勒雷达一般由天线/伺服、发射机，接收机、处理机和频率综合器等组成。其中，频率综合器为雷达系统提供各种相参频率源。机载脉冲多普勒雷达，不仅能完成距离的测量和分辨，也能完成速度的测量和分辨，还可应用单脉冲测角原理测量回波角度获得目标空间角度信息；回波多普勒信息还可用于波束锐化和高分辨合成孔径成像。

脉冲多普勒技术始于20世纪50年代，在20世纪60年代形成雷达装备。21世纪以来，使用相控阵技术的脉冲多普勒雷达广泛应用于机载火控领域。自适应阵列信号处理技术、分布孔径雷达技术、认知雷达技术以及宽带、大功率半导体技术，正成为支撑机载脉冲多普勒雷达发展的支柱技术。