对目标的角度测量是雷达的基本功能,是整个雷达系统关键的组成部分,具有重要的地位与作用。单脉冲测角是现在普遍采用的测角方式,其在一个脉冲周期中就可以获取角度信息。如今的雷达系统已经从模拟化向数字化转变,从而大大提升了雷达的处理能力与操作性。与之相对应的,单脉冲测角也在向数字化方向发展。因而,对数字单脉冲测角的研究具有重要的意义。本文依托国家部委项目,分析了单脉冲测角的基本理论,并且在数字单脉冲测角的算法设计,性能比较以及算法实现等方面进行了探讨。首先基于数字单脉冲测角的基础理论,分析了数字单脉冲测角的算法设计方案。对基于和差波束的数字单脉冲测角算法中的和差波束形成方式进行了讨论,进而对由此形成的半阵法测角法,直接加权测角法以及双指向测角法进行了分析,三种方法在期望方向上的和波束均产生了峰值,差波束产生了零陷,鉴角曲线均在期望方向附近具有一定线性范围,通过线性拟合获取线性鉴角曲线方程。针对基于和差波束的单脉冲方法需要制定繁琐的线性鉴角曲线导致算法灵活性降低的问题,给出了一种基于波束对比的测角方法,该方法不再需要制定鉴角曲线,而是通过波束对比的方式来获取角度信息。其思想为:首先对角度值进行初步估计,然后以此估计值作为中心,设立互相对称的比较波束,通过对比较波束进行对比,进而调整比较波束的指向位置,最终使得其指向目标的方向,从而获取到目标的角度信息。针对数字单脉冲测角算法需要对待测角度进行初步估计的需求,设计了一种角度预处理估计方法,该方法通过设置参考点进行数字波束合成,通过比较各个参考点的合成结果来对角度进行初步估计,分析表明该方法能够准确的测出目标角度所对应的参考点。根据项目需求,本文进行了针对单目标方位角的数字单脉冲测角系统的模型搭建与电路实现。首先设计了高速与阵元可配置两种数字波束形成电路,前者采用全并行结构,后者通过设立专用的系数输入存储单元实现可配置特性。然后以此为基础,设计了数字单脉冲测角系统电路,包括了角度预处理估计模块和角度测量模块两大部分,前者实现角度处理过程中的初始点选择,后者根据初始点进行角度测量。最后利用modelsim与matlab联合调试对电路进行功能仿真,使用DC^TM在SMIC 0.13μm工艺库下进行逻辑综合,综合的电路频率可达200MHz。