目前主流的通信技术已经发展得非常成熟,但在一些复杂的电磁环境下和部分紧急的通信场合,由于其自身的缺陷,主流通信技术的应用受到不同的限制,在这种情况下,非视线激光通信可以作为其有用的补充。非视线激光通信是利用激光信号与大气信道中的气溶胶粒子和大气分子发生米氏散射或者瑞利散射来实现通信的一种方式,由于该方式具有非视线通信的特点,可以为复杂环境下的应急通信和救援通信增加一种可能的通信手段,具有广阔的应用前景。本文研究的目的是对非视线激光通信接收系统进行设计,并实现通信功能,具体工作内容如下:首先,介绍了大气的组成和激光在大气信道传输中发生的吸收和散射情况,重点对米氏散射和瑞利散射这两种散射原理进行描述和分析。以米氏散射作为非视线激光通信的理论基础,利用单次散射理论建立非视线激光通信传输链路模型,对散射相函数、非对称因子、散射有效体积和能见度等影响散射情况的因素进行介绍和分析。引入椭球坐标系,对非视线激光通信系统的接收功率进行公式推导和简化。其次,根据链路模型的推导公式对影响接收功率的发射束散角、接收视场角、发射/接收俯仰角等因素进行理论计算,确定非视线激光通信系统的可行性方案和系统的性能参数,并对接收系统展开设计。采用大口径、大视场角的接收天线对散射信号进行接收,接收视场角设计为扇形,以降低对空中指向的精度要求,并用干涉滤光镜对背景光噪声进行滤除。完成接收电路原理图设计和PCB设计,采用信号阈值和噪声阈值双通道工作模式,一路提取激光回波信号,一路根据虚警情况控制探测器的响应灵敏度,配合响应度高的雪崩光电探测器,抑制噪声的同时使接收系统处于良好的工作状态。设计和完成信息解码电路原理图设计,对信息传输的编码解码技术进行介绍并完成软件编程。最后,搭建平台对激光通信接收系统进行测试,在距离513米,散射角为35°的情况下稳定通信,误码率小于1%,系统的指标参数满足设计要求,验证了非视线激光接收系统的正确性。