На кафедре ведётся большая научно-исследовательская работа. За отчётный период сотрудники кафедры опубликовали более 1000 научных работ, в том числе 11 научных монографий, имеют более 100 авторских свидетельств на изобретения (патентов). При кафедре работают магистратура, аспирантура и докторантура по направлению радиотехники и связи, научные лаборатории по оптимальной обработке цифровых сигналов и по информационным технологиям дистанционного зондирования Земли. Сотрудниками кафедры в разные годы защищены 6 докторских диссертаций (1965 г. Д.Д. Кловский, 1992 г. Б.И. Николаев, 1995 г. В.Г. Карташевский, 1996 г. И.С. Брайнина, 1998 г. С.М. Широков, 2004 г. О.В. Горячкин) и 30 кандидатских диссертаций (Алышев Ю.В., Мишин Д.В., Хабаров Е.О., Григоров И.В., Багдасарян Д.А., Борисенков А.В., Чингаева А.М., Петров О.А., Петров А.В., Баранчеев В.В., Дороднов И.Л., Журавлев А.А., Белоус С.А., Беляев С.Н., Покрас А.Л., Шерман А.Ю., Кузнецов М.В., Кирюшин Г.В., Николаев Б.И., Карташевский В.Г., Горячкин О.В., Шилкин В.А., Клыженко Б.А., Брайнина И.С., Сойфер В.А., Кораблин М.А., Есипов Б.А., Бочкарев В.А., Иващенко Е.В., Халилов Р.Р.).
Сотрудники кафедры ежегодно принимают участие в многочисленных научных конференциях по вопросам теории электрической связи, систем передачи дискретных сообщений по радиоканалам, пространственно-временной обработки сигналов в системах радиотехники, связи и дистанционного зондирования Земли, проводимых в России и за рубежом.
Статьи сотрудников кафедры ТОРС публикуются в ведущих научных изданиях, таких как: «Доклады академии наук РФ», «Радиотехника и электроника», «Успехи современной радиоэлектроники», «Радиотехника», «Электромагнитные волны и электронные системы», «Компьютерная оптика», «Электросвязь», «Инфокоммуникационные технологии», «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» и др.
В разные годы кафедра выполняла научно-исследовательские работы в интересах таких организаций как ИОФАН (г. Москва), ФГУП НИИ «Вектор» (г. Санкт-Петербург), ЗАО СМАРТС (г. Самара), ПО «Красная заря» (г. Санкт-Петербург), НИИ «Автоматика» (г. Москва), НИИТП (г. Москва), ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара), ГПР-3 (г. Самара), НИИР (г. Москва), ЛИИ им. Громова (г. Жуковский), Гидрометцентр (г. Москва) и др.
Основные направления научной работы:
1. Передача дискретных сообщений по радиоканалам с рассеянием;
2. Слепая обработка сигналов в системах радиотехники и связи;
3. Цифровая обработка сигналов и изображений в системах радио техники, связи и дистанционного зондирования Земли;
4. Нелинейная обработка сигналов с применением НВП;
5. Теория и практика обработки речи и звуковых сигналов;
6. Математическое и компьютерное моделирование систем радиосвязи;
7. Антенны и электродинамика сред с пространственной и временной дисперсией;
8. Теория электрических цепей.
В настоящее время коллективом кафедры ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкорские работы:
1. Разработка одночастоттного модема для пакетной передачи информации со скоростью передачи информации 4800 бит/с, при возможном увеличении скорости передачи информации до 9600 бит/с по декаметровым радиоканалам малой и средней протяженности (заказчик ВНИИС, г. Воронеж);
2. Разработка программно-математического обеспечения формирования радиолокационных изображений РСА УКВ-диапазона в условиях высокой динамики полета летательного аппарата (заказчик НИИТП, г. Москва);
3. Повышение достоверности передачи данных в забойных телеметрических системах с электромагнитным каналом связи (заказчик ООО «ТехГеоБур», г. Самара);
4. Разработка технических предложений по созданию перспективных
радиолокационных систем космического базирования (заказчик ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара);
5. Исследования по возможности повышения пропускной способности радиоканалов передачи информации ДЗЗ за счёт применения современных методов модуляции-демодуляции (заказчик ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара);
6. Разработка методики проведения и обработки результатов научного эксперимента по прохождению сверхширокополосных УКВ-радиосигналов через ионосферу на базе малого космического аппарата (заказчик СГАУ, г.Самара);
7. Разработка математических и вычислительных методов «слепой» обработки сигналов (СОС) и изображений в системах радиотехники, связи и ДЗЗ (заказчик НПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара).
Объём финансирования научно-исследовательских работ в последние годы растёт, расширяется тематика работ, увеличивается число студентов, магистрантов, аспирантов и сотрудников кафедры, участвующих в НИР и ОКР.