本发明公开了一种基于发射天线随机切换的时空解耦与超分辨测角方法，属于雷达信号处理领域，具体包括：针对待测目标，毫米波雷达预先设置随机序列，按顺序切换单个天线发射单个脉冲，通过计算单个接收天线的回波；利用单个发射天线发射K次脉冲，接收天线和发射天线对应的接收通道，将回波扩充为三维矩阵；通过混频处理，按距离维进行FFT变换，得到各目标对应的一维距离像，分辨出距离不同的目标；接着，做压缩感知稀疏重构和恢复目标多普勒谱，得到距离‑多普勒谱，分辨出速度不同的目标；再检测谱峰，通过在三维矩阵中确定各目标的天线维做状态空间平衡法测角，从而将距离‑速度相同的目标在角度维上进行分辨；本发明提升了测角精度与超分辨倍数。