雷达回波强度与雷达参数、目标、距离、云和降水散射及衰减特性等因素之间的关系式。

表示回波功率与雷达参数及气象目标反射特性之间定量关系的公式，又称天气雷达方程。当雷达波束投射到云、降水粒子上时会产生散射现象，其中后向散射的一部分会返回至雷达天线处，并显示在雷达显示器上，即所谓的雷达回波。雷达回波的强度除了决定于雷达各参数的特性外，还与云和降水粒子的性质、雷达和被测目标之间的距离以及大气状况有关。而气象雷达方程的建立，就是为了对上述影响因子进行分析，从而根据雷达回波推测云和降水的物理状况。

气象雷达是专门用于大气探测的雷达，为主动式微波大气遥感设备。常规雷达装置通常由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、显示器和照相装置、电子计算机和图像传输等部分组成。气象雷达主要分为天气雷达、高空气象探测雷达、激光气象雷达、其他雷达等。

气象雷达方程主要用于估计雷达探测能力及定量测定降雨率。在假设天线发射的能量集中且均匀地分布在一针状波束内的情况下，并忽略雷达波在传播介质中的衰减，则可导出下列简单形式的雷达方程

式中 Pt为雷达发射功率；

Pr为雷达回波功率；

G为天线增益；

λ为雷达波长；

θ为波束横截面在水平方向上的角宽度；

Φ为波束横截面在垂直方向上的角宽度；

h为雷达发射脉冲长度；

r为雷达至目标物的距离；

Σσ为反射率，即单位体积内全部散射粒子后向散射截面的总和。

但在实际情况中，能量在波束内均匀分布的情况是不存在的。需在假定天线发射的能量流密度随偏轴角度作正态分布的条件下，考虑微波在传播介质中被削弱以及散射体积未被降水充满的情况。因此，气象雷达方程应写为

式中 θ、Φ为波束半功率点间的角宽度；

K为路径衰减因子；

ψ为波束充实因子。

气象雷达方程具有各种形式，如天线辐射强度均匀分布在两半功率点以内的单目标的气象雷达方程，天线辐射强度不均匀分布时的气象雷达方程，考虑充塞程度和衰减的气象雷达方程，以及在瑞利散射条件下的气象雷达方程等。具体可参考《雷达气象学》（2012）。