针对同一阵形，本论文研究了多种单脉冲和差测角算法：基于对称取反的和差测角方法、基于直接加权法的和差测角方法、基于双指向法的和差测角方法，并通过仿真实验对不同测角算法进行了性能分析。结合某型二次气象雷达数字中频测角分机项目，将测角算法在数字信号处理器中实现，完成对多个目标的跟踪。本论文首先介绍了数字波束形成相关概念，包括阵列信号模型、数字波束形成、和差波束形成。其次介绍了线阵情况下，上述三种和差测角方法以及基于线阵的全维仿真，然后，针对面阵，对三种和差测角方法进行了深入的分析推导，同时介绍了上述三种方法的和差多波束形成算法，并通过仿真对性能进行了分析，直接加权法与其他两种方法相比，测角范围广、测角精度高。最后，结合项目介绍了基于直接加权法的和差多波束测角硬件实现，先简单介绍了雷达信号处理分机的总体架构及流程；其次详细介绍了直接加权法的硬件实现；最后通过半实物的仿真数据对三种方法进行验证，直接加权法的测角精度优于其余两种方法。