Pierwszymi systemami radiolokacyjnymi zapewniającymi dane przestrzenne były stacje obserwacji okrężnej z wysokościomierzem radarowym. Antena wysokościomierza waha się w płaszczyźnie pionowej przeszukując swój sektor cienką wiązką (tzw. "ołówkową"). Pierwotnie operator radaru okrężnego żądał pomiaru wysokości celu precyzując jego azymut i odległść, a operator wysokościomierza obracał antenę według podanego azymutu i na odpowiednio wyskalowanym ekranie odczytywał wysokość celu. W późniejszych konstrukcjach sprzeżono wskaźnik z wysokościomierzem tak, że operator wskazywał znacznikiem samolot i odczytywał na wyświetlaczu jego wysokość.

Innym rozwiązaniem pomiaru wysokości były radary wielowiązkowe. Radar taki wysyła wiele wiązek fal pod różnym kątem w elewacji a układ odbiorczy bada, w której wiązce echo jest najsilniejsze. Na zdjęciu: polski radar N-11. Górna antena jest anteną nadawczą a dolna odbiorczą. Pomiar wysokości jest przeprowadzany metodą monoimpulsową.

Odmianą radaru wielowiązkowego jest konstrukcja z dwoma wiązkami, rozchylonymi w kształcie litery V. Obie anteny były ze sobą połączone. Zasada wyznaczania wysokości była tu dość wyrafinowana, ale z grubsza rzecz biorąc jedna, pionowa wiązka działa jako zwykły radar obserwacji okrężnej, a druga, ukośna, służy jako wysokościomierz. Im samolot był wyżej, tym większe było opóźnienie w wykryciu celu przez obie wiązki. Często dawniej spotykane na lotniskach wojskowych stacje kontroli obszaru P-20 i P-30 obecnie już są rarytasem dla koneserów (są tacy, i to na wolności).

Obecnie większość radarów trójwspółrzędnych działa na zasadzie przeszukiwania przestrzeni przez cienką wiązkę mikrofal przy pomocy anteny fazowanej. Antena fazowana składa się z wielu elementów promieniujących, które odpowiednio zasilane potrafią szybko formować wąską wiązkę sondującą pod różnymi kątami do powierzchni anteny. Takie rozwiązanie wymaga bardzo skomplikowanych (i drogich) układów nadawczo - odbiorczych. Na zdjęciu: Antena fazowana ze zdjętą osłoną, widoczne poszczególne elementy.

Wojskowe systemy radarowe oprócz samego wykrywania i określania parametrów ruchu analizują zakres manewrów i fluktuacje powierzchni odbicia wykrytych celów przy manewach dla ustalenia jaki konkretny typ samolotu został wykryty. Są w stanie stosować przy tym różne sygnały sondujące, zmieniać pasmo nadawania i stosować całe mnóstwo innych sposobów, stanowiących zresztą o tajności tych zabawek. Kiedy zostanie określony typ celu, w przypadku jego zniknięcia komputer systemu może określić obszar, w którym prawdopodobnie się pojawi. Nowoczesne systemy tego typu potrafią śledzić cele o skutecznej powierzchni rzędu 0.1 m², także samoloty klasy stealth. Każde siły powietrzne dadzą wszystko za wiadomości o możliwościach systemu obrony powietrznej potencjalnych przeciwników. Stąd właśnie mania lotów zwiadowczych w pobliżu granic - specjalnie wyekwipowane samoloty starają się nagrać co sie da. A gospodarze starają się na czas wyłączyć swoje radary, a nawet podsunąć fałszywe emisje, żeby się chłopcy mieli czemu dziwować. Nie jest wielką tajemnicą, że wcześniej wspomniane radary P-20 i P-30 trzymano głównie po to by je włączać na okoliczność przelotów samolotów zwiadu elektronicznego Breguet Atlantic nad Bałtykiem.

Intensywność (i koszty) wyścigu systemów radarowych, systemów zakłócających radary i znowu metod omijania zakłóceń w niczym nie ustępuje przepychance na rakiety i samoloty bojowe.
Fakt, że wyścig zbrojeń jest zajęciem głupim. Ale już tak widać jesteśmy skonstruowani, że chęć robienia dziur w bliźnich jest motorem największych postępów w nauce i technice. Technologie stworzone dla systemów wojskowych w coraz szybszym tempie znajdują zastosowania cywilne. Sam radar jest tego najlepszym przykładem. Tak naprawdę z technicznych gadżetów współczesnej nam rewolucji technologicznej na palcach jednej nogi można policzyć te, które nie mają wojskowego rodowodu. Oddzielna sprawa, że jak dzieciak daje koledze w prezencie procę, to na pewno ma już inną, lepszą.

W lotnictwie cywilnym podejmowane były próby zastosowania radarów trójwspółrzędnych, ale ze względu na wielki koszt i problematyczną przydatność dano sobie spokój. Praktyczniejsze i tańsze okazało się rozwiązanie z przekazywaniem wysokości lotu w odpowiedzi radaru wtórnego, co przy okazji załatwia też sprawę identyfikacji celu. Za to przyjęły się, a nawet miały swój "okres chwały", trójwspółrzędne radary podejścia do lądowania, znane jako radary precyzyjne i radary meteorologiczne.