由於天波超視距雷達是靠電波在電離層折射的方法觀測目標的，因而其性能取決於電離層的性質（電離層中電子集聚的密度）、雷達頻率以及雷達方程中的標準參數。電離層一般包含三個折射區，最高的折射區稱為F11區，它的高度為230千米～400千米，這個區域折射時單次折射距離最遠，對應於高頻段最高的工作頻率（頻率越高折射能力越弱，穿過的深度越深）；第二個折射區稱為F區，它的高度為180千米～240千米，F1區隻在白天出現，而且夏季比冬季更顯著；第三個折射區是E區，其高度為100千米～140千米，在這個高度上有時會產生高密度電離斑點，稱為散射E層。如果利用E層折射，散射E層會影響傳播穩定性。由於多折射區的存在，同一目標的反射回波經過不同的途徑反射回來，就有不同的延遲時間，從而產生了多路徑效應，使雷達性能變壞。為了減小多路徑效應的影響，應適當地選擇雷達頻率且采用比較窄的仰角波束，從而使隻有一個途徑的信號能量可達到目標。
（天波）超視距雷達
超視距雷達主要用於早期預警和戰術警戒，是對地地導彈（特別是低彈道的洲際導彈和潛地導彈）、部分軌道武器（包括低軌道衛星）和戰略轟炸機的早期預警手段。
一、概況
天波超視距雷達發展史第一階段（20世紀50至60年代）就是用來探測洲際彈道導彈主動段（發射段）信息。當時美國OTHR（超視距雷達的英文宿寫）型號有Teepee、Madre與AN/FPS-95，前蘇聯在白俄羅斯與西伯利亞也部署了兩部。OTHR（型號為H-17），由他們對美洲大陸發射的彈道導彈基地進行監視，60年代中後期又在烏克蘭建造了第三部天波超視距雷達。
二、近期發展
天波超視距雷達發展史的第二階段：探測遠距離低空飛機與海麵艦船目標階段（20世紀70～90年代），這個時期，天波超視距雷達技術發展迅速，美國相繼研製出三部不同水平的裝備，WARF（70年代）、AN/FPS-118（80年代）、AN/TPS-71（90年代）。據報道，特別是為美海軍研製的AN/TPS-71可搬遷重建式RO？/？HR雷達能在海雜波背景中檢測和跟蹤艦船目標，且具有較高的目標定位精度，是一種戰術型雙站警戒雷達係統，平時它用於緝毒，監視和跟蹤毒品走私飛機和船隻的動向，直接指揮美國海岸警衛隊對非法目標進行攔截。在這期間，澳大利亞的天波超視距雷達Jindalee與俄羅斯第四部天波超視距雷達LADOGA均為海軍建造，監視和探測該海域的艦船目標，探測距離範圍為900～2500千米。
法國的ValensleOTHR係統從1960年開始進行電離層探測以及海態探測實驗。目前，法國航空空間研究院（ONERA）正在研製一部名為Nostradamus的OTHR係統，該OTHR為單站係統，具有二維天線陣，能夠同時在方位和仰角上實現波束形成，以提高對多模和多徑回波的區分能力和對電離層信息的反演精度。
三、超視距雷達的優點與工作類型
天波超視距雷達最突出的優點有兩條：一是作用距離遠（“一跳”可達到900～5000千米），覆蓋範圍大（對於300～3000千米、6°扇形區的覆蓋域，其麵積為4×106平方千米）；二是工作頻率處於高頻頻段（2～60兆赫），這是區別於其他體製雷達的本質特征。在該頻段，大部分飛行器的散射波都處在瑞利區和諧振區。在瑞利區，目標散射麵積（RCS）同形狀無關（或影響甚小），而同其體積有關。在諧振區，則RCS明顯增強，因此任何形狀的飛行器設計都會在這個波段產生某種諧振。另一方麵，隱身用的吸收材料對較長波長（相對於物體外形尺寸）是無效或效能較低的，加上由於超視距雷達的波束經電離層反射，因而入射波自上而下照射目標，這也是隱身飛行器設計的弱點，因此它將可望成為探測隱身飛行器的一種手段。當然，在高頻頻段工作會帶來天線規模龐大等問題，欲形成較窄的水平波束，天線陣麵口徑需1～2千米。因此，為了節省造價，通常采用收、發分置的天線係統，發射天線可小於接收天線，而在接收端常采用多路並行接收通道設計來形成等效的窄波束。
另外，在超視距雷達中，確定目標的高度比較困難，主要原因是電波在電離層中的軌道是曲線，而且軌道的形狀又受電離層參數變化的影響。因此，在目標參數測量中，超視距雷達的精度較常規視距雷達為低。
必須指出，盡管超視距雷達可以為防空係統提供更多的預警時間，但僅能探測導彈彈道的初段，卻無法探測在電離層之上的中段彈道，而且它不能確定導彈的飛行軌道，測量的精度有限，因此超視距雷達還必須和其他警戒、跟蹤雷達相配合，才能組成完整的預警係統。