一种基于多径解混叠的单雷达实现多角度探测方法，包括以下步骤：步骤一：基于多径假设的回波解混叠算法，实现消除由雷达回波数据中多径回波产生的虚假目标，利用多径回波加强真实目标的信号强度，正确发现目标位置，得到目标的真实像；步骤二：利用解混叠后的直达波分量和多径回波分量都蕴含部分目标信息的关系，将多径回波产生的虚假目标转换为多个虚拟雷达在多角度多距离下产生的多径像，观察真实目标位置，在相同坐标系下对多径像进行图像融合，得到分辨率更高的目标像。本发明不仅能够消除因多径回波产生的大量虚假目标，还使单雷达具有多角度协同探测能力，实现增强目标回波能量、扩大探测视角、高分辨率成像，获得目标真实速度的效果。