雷达距离方程是通过各种系统设计参数将雷达接收的回波功率与雷达发射功率相联系的一种确定性方程。
为了推到距离方程，我们先假设一个无方向性的信号源向无损耗的介质发射了Pt W功率的信号。所以在距离R处的功率谱密度等于总的辐射功率除以半径为R的球体表面积。 无方向行发射的功率密度 = Pt/(4*π*R^2) (W/m^2) (式1.1)
如果天线采用方向天线，增益为G。
最大发射功率密度 = (Pt*G)/(4*π*R^2) (W/m^2) (式1.2)
假设目标接收面积为σ m^2 （成为目标的雷达截面积 RCS），且目标将自身接收面积接收到的电磁波全部无方向性的再次发射出去。那么辐射功率为
后向散射功率 = (Pt*G*σ)/(4*π*R^2) (W) (式1.3 )
雷达接收机处的后向散射功率密度为（需要考虑从目标到雷达接收机距离的无方向性（球面）散射）
后向散射功率密度 = (Pt*G*σ)/((4*π*R^2) ^2 ) (W/m^2) (式1.4 )
如果雷达天线的有效孔径面积为Ae m^2，则接收天线获得的总的后向散射功率为
接收功率 = Pr= (Pt*G*σ*Ae)/((4*π*R^2) ^2 ) (W) (式1.5 )
天线有效孔径与波长、增益关系为 Ae=λ^2*G/(4*π)
则 工作在自由空间的理想雷达在不采用信号处理技术提高灵敏度下的接收功率
Pt= (Pt*G^2*σ*λ^2)/((4*π)^3*R^4) (W) (式1.6 )
计入各种系统损耗Ls（收发开关、双工器、波导，天线罩等）
计入大气衰减 La(R)
Pt= (Pt*G^2*σ*λ^2)/((4*π)^3*R^4*Ls*La(R)) (W) (式1.6 )
注：以上公式中所有变量都采用线性单位，而非dB。
从以上公式1.6可以看出，对于点目标，接收功率按照雷达到达目标距离的四次方下降。雷达有效距离增加一倍，功率需要增加到原来的16倍（即12dB），
或者将天线增益增加到原来的四倍（6dB）。