По структуре радиолокационных сигналов РЛС делятся на станции непрерывного излучения и импульсные.

В станциях непрерывного излучения передатчик непрерывно генерирует высокочастотные колебания. При отражении от объекта получается непрерывный полезный высокочастотный сигнал, улавливаемый антенной. В этом случае прямой и отраженный сигнал существуют одновременно и время запаздывания отраженного сигнала непосредственно замерить невозможно. Поэтому для определения расстояния до объектов производится измерение или разности частот, или разности фаз прямого и отраженного сигналов.

В первом случае для создания указанной разности частот прямой сигнал модулируется по частоте по гармоническому или линейному пилообразному закону. Во втором случае (фазовый метод) используется зависимость мгновенного значения фазы отраженного сигнала от расстояния до объекта.

В импульсных станциях передатчик периодически включается лишь на короткое время, и электромагнитная энергия излучается короткими дискретными порциями, которые, отражаясь от объекта (или ретранслируясь), создают импульсный отраженный сигнал. Импульсы этого сигнала возвращаются к РЛС в паузах между прямыми (зондирующими) импульсами (передатчик выключен).

Таким образом, прямой и обратный сигналы оказываются разделенными во времени, причем каждый отраженный сигнал (или ответный) запаздывает относительно момента излучения импульса на время t, пропорциональное расстоянию до объекта.

Это позволяет, с одной стороны, наиболее просто определять расстояние до объекта путем непосредственного измерения времени запаздывания, с другой стороны, иметь в РЛС единственную антенну, используемую поочередно то на прием, то на передачу. Указанные преимущества обусловили, в частности, широкое распространение в настоящее время радиолокационных станций импульсного типа.

Следует отметить, что определение угловых координат в РЛС любого типа всегда основано на использовании направленных антенн.