調頻連續波(FMCW)雷達的原理為發送具有一定帶寬、頻率線性變化的連續信號，再對接收到的連續信號進行快速傅里葉變換，通過發送與接收信號的頻率差來計算兩個信號的時間差，最后與脈沖波雷達物位計一樣，由時間差得到對應的距離值。FMCW雷達能夠獲取很高的精度，其精度主要取決于壓控振蕩器的線性度和溫漂。
FMCW雷達通過發射頻率調制的連續波信號，從回波信號中提取目標距離信息。FMCW分為線性調頻和非線性調頻(如正弦波調頻)兩種。使用非線性調頻方式時，每個目標產生的差拍頻率不唯一，一般只適用于單目標的場合，如雷達高度計等；線性調頻方式適合于用FFT算法測量頻率，應用最廣。這種方式使每個目標產生的差拍信號都是單一頻率，但其對線性調頻的線性度要求很高，比較常用的調制波形是三角波和鋸齒波，物位儀表常用鋸齒波高頻方式。FMCW雷達發射和接收信號的原理如圖 1所示。
圖1中，實線為雷達天線發送信號ft，虛線為雷達接收信號fr，B為信號的帶寬。發射信號的調頻周期T要遠大于目標最大回波時延td，即信號由天線發送經物料反射，再由天線接收所經的時間td比信號期T要小得多。發送信號和接收信號由于時延引起頻率的變換它們的頻率差就是差頻信號，可用fif表示。顯然差額信號fif的大小正比于天線與目標間的距離R，即
公式②中：c- 光速，3×108 m/s；T- 信號周期， B 為信號帶寬，均為已知參數。獲得差頻信號fif的值最簡單的方法是利用傅里葉變換方法，通過頻譜分析求得。
與脈沖雷達相比，調頻連續波方式測量線路較復雜，從而測量精確度較高，同時干擾回波也較易去除，一般用于較高端的測量方案。
FMCW雷達發射的是連續波比脈沖雷達的(峰值)功率小很多。發射功率小具有以下優點：
①電源電壓大大降低，這對于用于油艙內液位測量系統的安全性非常重要；
②發射系統便于用固態器件實現，從而使得發射系統尺寸大大減小， 可靠性提高；
③FMCW雷達極寬的信號帶寬使其具有很高的距離分辨率和距離測量精度，以及較強的抗干擾性。
