现代战争是电子信息科技的竞赛,信息情报的主动权决定了胜负走向。雷达是战争中获取敌方信息的重要设施,而低空突防是威胁雷达生存的重要因素之一。在当代战争中,为了不被敌方发现,提高战场生存率和打击成功率,战机和导弹在接近目标时飞行高度往往都很低。低空目标飞行高度低,速度快,可以隐蔽于地形环境中,这些都使得雷达难以发现这类目标,多径效应是影响雷达对低空目标检测和跟踪性能的主要因素。本文围绕低空目标仰角估计这一难题,从多径反射模型、常用测角方法、高精度测角方法等方面展开研究。首先,分析了影响低空目标仰角估计精度的多径效应,介绍了经典多径反射和多反射分布源两种模型下的回波形式。然后介绍了三种传统的测角方法:偏轴法、C2法和复角法,并对每种方法进行了仿真和分析。然后,针对数字阵列雷达系统下的低空目标测角技术做了研究和分析。详细阐述了最大似然估计理论,介绍了经典多径模型下该理论在低空目标测角领域的具体应用。基于频率分集提出一种改进的加权多频最大似然仰角估计方法。在充分研究多反射分布源模型的基础上,提出一种适用于该模型的低仰角估计方法,该方法适用于平坦和粗糙阵地,有较好的稳定性和鲁棒性。最后,针对压缩感知在低空目标测角领域的应用作了研究。在压缩感知理论的基础上,结合低空目标的特点建立了符合压缩感知理论的信号模型。接着介绍了基于压缩感知的测角算法和稀疏重构算法,提出了一种基于优化阵列的压缩感知低空目标测角算法,该方法只选取部分回波数据进行处理,能有效减小数据维度,降低信号恢复的难度和计算复杂度,测角精度较高。通过仿真实验对所提算法与传统方法进行了对比分析。