数字处理用于合成孔径雷达（SAR），实现了实时的机载地图成像。高分辨力合成孔径雷达已经移植到民用，并进入空间飞行器。装在海洋卫星上的合成孔径雷达已经获得分辨力为25米×25米的雷达图像，用计算机处理后能提供大量地理、地质和海洋状态信息。
低噪声接收机前端是在20世纪50年代研制成功的，不过由于那时量子放大器和参量放大器的设备复杂及调整不便，未能在大部分雷达中得到应用。20年后，在20世纪70年代，当需要低噪声接收机时，晶体管放大器前端成了受欢迎的技术。
在此10年内，由于引入了声表面波延迟线作为把脉冲宽度压缩到几个纳秒的方法，高分辨力脉冲压缩的实用性也得到了提高。
机载飞机监视雷达的重要进步，表现在用改进信号处理的方法，使美国海军的E-2型空中预警机的机载动目标显示（AMTI），升级成具有对陆地上空的飞机目标进行视探测的能力；以及成功开发了美国空军的E-3空中警戒与控制系统（AWAES）的脉冲多普勒雷达。后者的成功是由于有了甚低副辦天线，这样就不致照射到大量不希望观测到的杂波。使天线副辦电平降低两个数量级大小以上的超低副辦（低于主辦电平40分贝）天线是机载脉冲多普勒雷达能研制成功的主要因素之一。在预计雷达会遭受副辦干扰的使用环境中，也需要低副辦天线。
20世纪70年代越南战争期间，在雷达开发工作中出现了一个有趣的副产品，就是用甚高频宽带雷达探测地下坑道。此后，这种雷达一直供探测地下管道和电线电缆等民事应用。
在空间应用方面，雷达用来帮助“阿波罗”飞船在月球上着陆，在卫星方面雷达被用作高度计，测量大地及其表面的不平度。
此时期已经投入正常运转的AN/FPS-108型“丹麦眼镜蛇雷达”是一部有代表性的大型高分辨力相控阵雷达，美国将该雷达用于观测和跟踪前苏联勘察加半岛下靶场上空的多个再入弹道导弹的弹头。“鱼叉”和“战斧”系统中用的巡航导弹制导雷达也是这个时期出现的。
4. 20世纪80年代的雷达
这个年代相控阵技术已大量用于战术雷达，这期间研制成功的雷达主要是相控阵雷达，包括美国陆军的“爱国者”、海军的“宙斯盾”和空军的B-1B系统，它们都已进入了批量生产。
L频段和L频段以下的固态发射机已经实用；美国的AN/TPS-59、AN/FPS-117和英国的Martello（有的资料译名为“圆堡”）等L频段三坐标雷达中，晶体三极管发射组件分布于旋转阵列天线阵的各行内；在UHF频段固态发射机方面，美国空军的PAVEPAWS即AN/FPS-115全固态大型相控阵雷达的每个天线单元都带有UHF频段固态发射/接收组件。美国海军中程警戒雷达AN/SPS-40也用集中式UHF固态发射机取代了原来的真空管发射机；在VHF频段，则有美国空间监视（SPASUR）项目的卫星监视系统。343536
气象雷达应用了脉冲多普勒处理技术，在降雨测量中可以包括风速成分，出现了脉冲多普勒气象雷达。
在此10年内，由于甚高速集成电路（VHSIC）开始实用，为实现大幅度改进信号处理能力创造了条件；使雷达能够从获取简单的目标位置数据，进展到获取有关目标特性的更多信息。
尽管冷战结束，但局部战争仍然不断，特别是由于海湾战争等高技术局部战争的实践与刺激，雷达又进入了一个新的发展时期。
由于信息技术与空间技术的快速发展与进步，在近期战争中，军事技术先进的国家已开始执行以信息为主导的向对方纵深要害地带实施精准打击的战争打法。因此，在雷达方面，特别是升空雷达方面引起的重大发展和对空防御雷达面临的严重挑战，主要表现在以下主要内容：
（1）有人驾驶飞机载、无人机（UAV）载、卫星载的合成孔径雷达（SAR），已成为对敌方纵深要地与军事调动实施精准打击前的侦察与成像探测和打击后的战果评估，以确定下一轮打击的有效手段。37
1991年第一次海湾战争中，美国首次应用了安装在E-8型飞机上的空军／陆军联合监视目标攻击雷达系统（JointSTARS或JSTARS）。在代号为“沙漠风暴”的整个战争期间，此系统探测、定位和跟踪了价值很高的对方地面上固定与运动的目标，如“飞毛腿”导弹发射架、行军中的部队、渡河位置、后勤部队位置、部队集结区以及退却路线等，给联军的战场空中指挥与控制中心提供了重要信息，对迅速进行战术决策与指挥攻击机实施打击起了重要作用。
联合监视目标攻击雷达系统是一部远距离（不小于250千米）、空中对地面监视的系统，可用来全天候对地面目标定位、分类与跟踪。在己方空域内，可探测与跟踪对方领域内前线与后方纵深地区内的行动；并且还对直升机、旋转的天线和大型慢速飞机有一定的探测能力。
此系统中所用的雷达是AN/APY-3型，具有合成孔径成像/地面动目标显示功能，工作于X频段（8吉赫～10吉赫）的相控阵雷达。7.62米x0.6米的相控阵天线，安装于飞机前部座舱下面狭长的天线罩内。天线波束在方位上电子扫描，视场达120°，而在俯仰方向机械扫描。当载机飞行于9150米～12200米高空时，雷达探测覆盖面积达50000平方千米。雷达的主要工作方式有大面积监视、固定目标指示、合成孔径成像、活动目标指示、目标分类等五种，在以合成孔径雷达方式成像时，像素分辨力为3.7米×3.7米 。38
整套JSTARS系统包括一架装备AN/APY-3雷达的E-8飞机和美国陆军的标准型机动式地面站。雷达获取的目标和战场数据既可提供给飞机上的空军操作人员，也可经数据链提供给地面站内的陆军操作人员。E-8飞机上处理数据的操作人员多达18人～28人。39
在20世纪末的高技术常规战争中，利用人造卫星在对方纵深地区执行侦察任务的重大技术贡献是1988年12月由航天飞机发射的美国军事上第一颗实用的“军事测距系统（我国常译为‘长曲棍球’）”。合成孔径雷达成像卫星“长曲棍球”，在1991年1月至2月海湾战争中，与3颗锁眼式KH-11光学与红外成像卫星组成的低轨（轨道低于1000千米）侦察成像卫星星座，成功地把对伊拉克观测的情报图像传给美军各级军事长官。“长曲棍球”卫星SAR成像侦察不但是全天候的，还弥补了KH-11光学、红外成像卫星受气象条件影响的不足；它和E-8与无人机合成孔径雷达成像侦察相比，有星座规模小，对侦察区再访问率低、实时性差的缺点，但它有不受距离限制，适用于广泛地域的成像侦察，并具有对远洋海域中的舰船探测与识别能力和平台的安全性相对较高等优点。低轨卫星SAR侦察平台与机载、无人机载SAR侦察平台相结合的运用，可获得全空域、全天候、实时的全战区精确图像情报，是当代侦察技术与雷达技术的革命性和跨跃性发展。40
美国于1991年3月8日又用“大力神”火箭发射了“长曲棍球”Ⅱ卫星，1999年3月至6月，北约对南斯拉夫发动的代号为“联盟行动”的军事打击中，使用了2颗“长曲棍球”雷达成像卫星，3颗KH-11光学与红外成像卫星组成星座实施侦察。
（2）多功能相控阵雷达已成为21世纪机载火控雷达发展的主要方向。
近代空战中“先敌发现、先敌攻击、先敌杀伤”，已成为空战中获胜的主要手段之一。要做到这点，除了己方战斗机的雷达截面积要设计、制造得足够小之外，还需要己方的机载火控雷达的威力足够大，能比敌机先发现对方。因此，20世纪90年代以来，美、俄等军事大国都把多功能机载相控阵雷达作为新一代战斗机火控雷达的首选类型。美国四代机——（为争夺空中优势的隐身战斗机F-22就采用了X频段（8吉赫～12吉赫）的AN/APG-77型有源天线、多功能相控阵火控雷达，对雷达截面积平方米目标的检测距离可达约201千米。
直径约为1米的机载电扫描有源天线阵（AESA），有源天线单元约2000个，每个天线发射组件功率为10瓦。该雷达也作为电子支援设备（ESM）对目标进行被动或称无源（Passive）探测，以保持飞机在大多数时间静默；还可执行欺骗式干扰，如距离门拖引（RGPO）和速度门拖引（VCPO）等功能和飞机编队内的数据链（IFDL）等任务。这种多功能、多任务，依靠丰富的软件，通过计算机控制，分吋而协调地执行。F-22成功的机载电扫描天线的概念不但应用于后来研究的多功能隐身攻击机F/A-35中 ，而且也推广应用于F/15多阶段改进计划型（F-15MSIP）与F-16批号60（Block60）机型等旧有飞机的技术更新中。
俄罗斯后来开发的Su-47前掠翼战斗机的前半球雷达截面积已低至约0.3平方米。
Su-35、Su-47均可能装备雷达截面积3平方米，目标探测距离达180千米、天线直径为980毫米的Sokol或Zhuk-MS型X频段相控阵火控雷达，并在飞机尾部装有对3平方米目标，探测距离达80千米，天线直径为440毫米的X频段FARAON型相控阵雷达。
（3）近期战争对雷达的挑战，主要表现在：
①对防空雷达的挑战。由于雷达在防空系统中的重要作用，每次新发生的战争都伴随着新形式电子战手段和对雷达攻击升级的挑战。近期战争中，空袭中首要的任务之一就是压制敌方的防空，其手段除了包括传统的电子干扰、飞机直接攻击与反辐射导弹攻击等手段在技术上与战术上不断升级与发展外，1991年海湾战争以来又出现了性能上快速进步的隐身战斗机以及一次性使用的空射战术性能诱饵。后者的目的是通过向对方雷达控制的防空系统投放密集诱饵实施欺骗，诱使对方地空导弹进行无效的发射，与对方飞机进行无效的起飞拦截，消耗、牵制对方防空力量，提高己方攻击机的生存能力；并可使对方暴露地空导弹雷达的位置。而易遭反辐射导弹的打击。1991年海湾战争时，由美国战斗攻击机投放的ADM-141型空射诱饵，可在高度30米～1.2万米的空中发射，在最大高度、最小速度时的射程为138千米，这种长度为2米～34米的诱饵还可用主动与被动方式增强诱饵的雷达回波。45
在目前多手段并用电子战介入的战争环境中，不但对雷达观察隐身目标的能力、反辐射导弹（ARM）与电子战（EW）条件下的生存能力和工作有效性提出了很高的要求，而且对雷达测量目标特征参数和进行目标分类、目标识别也有了更强烈的需求。
②弹道导弹防御的难题促进了雷达技术新时代的发展。1991年的海湾战争，使得战术弹道导弹的防御问题成为军事上急待解决的重点。在这场战争中，伊拉克发射了生产的技术水平并不先进，且无突防措施掩护的“侯赛因”（一般称其引进的前苏联原型名称“飞毛腿”）地地近程战术弹道导弹约88枚，攻击沙特阿拉伯与以色列。1991年1枚导弹击中了沙特阿拉伯宰赫兰的一座军营，造成美国士兵28人死亡、100多人受伤，损失惨重。迫使美国用当时最先进的防空系统——“爱国者”（PATRIOT）应急改进为对近程战术弹道导弹拦截的地空导弹系统PAC-2进行布防，但未明显降低被攻击城市的民用设施损失与居民伤亡。
这是因为PAC-2只能在来袭导弹落点附近击中来袭导弹，即使保护了要害设施，坠落的却会有攻、防两枚导弹的残体，反而会带来地面更大的损失。
实战中，除了拦截导弹的因素外，PAC-2原防空系统的制导雷达MPQ-53，对“飞毛腿”导弹的探测能力不强也是原因之一。一个PAC-2导弹连的作战记录是：在约100千米以上距离发现来袭的“飞毛腿”导弹；与来袭导弹交战约在距离16千米～32千米、高度约3万米处，实际拦截距离为距PAC-210kin-30千米处。致使击中来袭导弹后，碎片也会使受保护的城市遭受不小的损失。
因此PAC-2只能作为保护个别军事目标的“点”防御系统，而不能作为保护城市大范围内安全的“面”防御系统，所以，可以说1991年的海湾战争也进一步刺激了世界范围对能在远距离拦截弹道导弹的“面”防御系统的需求。近年来致力于此方面雷达的有关工作有：
美国国家导弹防御（NMD）系统在雷达方面进行的作法是，采用预警雷达与新型X频段雷达两种协同工作。尚在计划中的NMD系统内主要雷达，将包括15部大型相控阵雷达，其中6部为工作频率420兆赫～450兆赫的早期预警雷达，9部为新型X频段大型相控阵雷达。