现代雷达科技事业的发展日新月异,赋予雷达的任务与使命也在不断的提高。早在上个世纪初始,就有相当多的专家学者对雷达展开了深入的研究,但是不管是因为国防事业的发展需求还是民用雷达对各行各业发展的诉求,雷达的技术都在不断革新。但是低空领域一直是雷达探测盲区,其中最重要的原因之一就是多径效应,多径效应会导致雷达在低空领域捕获跟踪目标时性能急剧下降甚至失效。因为多径效应的影响,雷达接收的信号除了直达波信号还有经过反射面反射的镜面信号,直达波信号和镜面反射信号从空域、时域或者频域上均难以分开。另外,多径环境复杂多变,反射面的特性通常是未知的,且是时变的。这加剧了雷达对低空领域探测的难度。在研究与实际应用中发现相控阵雷达具有传统雷达所不具备的多种优良性能,它对低可观测目标的搜索探测能力更强,而且由于经济实力的进步和制造成本的下降,有关相控阵雷达的制造成本也变得低廉,使得相控阵雷达技术更加普及,应用更加广泛。因此可以使用相控阵雷达来探测低空、超低空领域目标。本文对相控阵雷达在低空领域的测角问题展开研究。首先,为了理解多径效应,本文先建立了两种多径效应模型,一种是平面模型,一种是考虑地球曲率的球面模型。推导了这两种模型的直达波与镜面反射波的角度之间的关系,分析了雷达接收的原始回波信号的组成,主要有直达波信号、镜面反射信号和漫反射信号。然后,针对低空测角的难点,本文介绍了几种测角算法,包括多频点融合的最大似然算法、基于实数域计算的广义MUSIC算法和基于矩阵束的测角方法,这些算法各有特点,测角精度也有区别。本文分别从算法原理到计算的流程图和步骤,比较了几种算法的精度、运算量大小,分析了各自的优缺点。最后通过仿真验证算法对相控阵雷达的低空角度测量的可行性。最后,根据算法的各自的特点,设计相控阵雷达的低空测角模块。将保存的计算结果和存在外部存储空间的原始数据导出,用MATLAB仿真计算原始信号和测角模块的计算结果比对,分析算法性能,验证测角模块计算结果的正确性和精度符合要求,同时也进一步验证了算法的正确性,并从算法的耗时性和计算误差的大小分别总结几种算法的优缺点,根据实际测量情况选择不同算法。