TV-signaler använder olika delar av radiospektrumet till radar, men båda studsar mot fasta föremål.
Med hjälp av speciella mottagare sade forskare att de kunde spåra upp till 30 plan samtidigt som de flög på höjder på upp till 10.000 fot (3 km).
Men de säger att mer arbete måste göras.
"Frågor kring motståndskraft och servicestandarder måste besvaras och vi skulle behöva utforska formella avtal med programföretagen, men detta är mycket spännande och vi kommer att vara ute efter att vidareutveckla konceptet under de kommande fem åren," säger Nats ingenjör Nick Young.
Undersökningen omfattade en TV - signal som sändes av en sändare i Crystal Palace i London.
Tre specialmottagare användes för att mäta riktningen för de signaler som reflekterade från flygplanet och de skillnader i tid de tog att tas emot jämfört med resten av den obehindrade TV-signalen.
Denna "triangulerade" information användes sedan för att härleda de olika flygplanens platser.
En uppföljningsstudie i Liverpool visade att det TV-signalbaserade systemet upplevde mindre störningar från vindkraftverk än traditionella radarmottagare.
"När bladen roterar kan de gå in i ett hastighetsområde som radarn letar efter", förklarade Mr Young.
En typisk vindpark kan innehålla 30 turbiner som rör sig på 300m (984ft) per sekund, vilket är flygplanshastighet, tillade han.
"Radarn upptäcker det och kan tro att det är ett flygplan", sade han.
"Det kan uppvisa konstigt beteende. Men det finns ett förslag att använda denna typ av [TV-signal] "radar" kan övervinna dessa frågor."
Med hjälp av TV-signaler i stället kunde spara pengar och frigöra värdefullt radiospektrum för andra användningsområden, tillade John Young
"Radar är stor och dyr, det är ett försök att upphandla och underhålla.
"Du kan nästan sätta detta på en telefonmast och distribuera signalen över ett brett område - plus att du har tredje part [broadcasters] redan sänder det."
Forskningen har genomförts i samarbete med försvarsföretaget Thales UK och forskningslabbet Roke Manor under de senaste två åren.
Men idén bakom projektet är långt ifrån ny.
År 1935 studsade radarpionjären Sir Robert Watson-Watt framgångsrikt en radiovåg från en kortvågssändare i BBC från en Heyford bombplan, vilket tyder på att tekniken fungerade.
"Ökad dator processorkraft har gjort detta lättare", sade Mr Young.
"Det är bara under de senaste fem eller tio åren som vi har kommit in i ett skede där vi kan bearbeta tillräckligt med information för att göra den livskraftig.
"Det finns ett antal tekniska och regleringsmässiga hinder att övervinna innan detta kan övervägas för operativ användning", tillade han.
Forskning som utförts av leverantören av flygtrafikledning Nats och dess partner tyder på att befintliga TV-signaler kan användas för att spåra flygplan, vilket är ett billigare alternativ till radar.