激光雷达技术是大气风场探测的前沿手段。为了简化激光测风雷达结构,降低制造成本,提高信号信噪比,实现对大气风场的快速、准确的测量。本文研究了一种用于风电场的相干多普勒激光测风雷达,该系统利用波长1.55μm的激光器提供窄线宽光源,采用光纤环路相干探测光路,利用信号与参考光通过相同路径抵消环境对系统的影响,代替传统雷达采用的保偏放大器、偏振激光器等成本昂贵的偏振器件。系统结构简单,调节方便,制造成本低,具有较高信噪比。本文主要研究内容如下:首先,综述了激光测风雷达的研究背景以及意义,介绍了国内外测风雷达的最新研究进展。提出原理方案并对本项目测风雷达的整体架构以及关键器件做了详细介绍。其次,对影响信号强度的大气散射特性进行分析,分析了回波信号的基本特征以及噪声来源。利用基于正交混频鉴相的相干累计方法,提高检测信号的信噪比。仿真模拟了雷达回波信号,对其分别进行不同次数的相干累积处理,仿真实验结果验证了相干累积能够有效提高信号信噪比。在此基础上,搭建了全光纤相干多普勒激光测风雷达系统,测试了望远镜系统中影响信号的镜片球面像差,提出了采用非球面透镜来排除球面像差干扰的改进方法。实际探测了不同大小、不同距离点的风速频移,验证了系统方案的可行性。并进一步利用不同线宽的种子光源进行探测,研究了光源线宽对系统性能的影响,优选百kHz量级线宽光源作为近程测风雷达的关键部件。最后,将模拟信号接入信号处理系统,实现了利用多普勒频移反演出风速信息,其误差不超过±0.5m/s。