直接探测激光测风雷达能够快速测量大气风场，但是在远距离处的回波信号十分微弱，并且包含各种随机噪声和瑞利散射，属于非平稳非线性信号。激光雷达的信号处理技术能否有效提高雷达信号的信噪比，改善信号平滑性，精确计算多普勒频移量，直接影响雷达测风精度。根据雷达信号处理流程，从回波探测到风场反演，在信号处理的各个环节应用不同的处理算法，提高雷达测风精度。采用光子计数器和数据采集卡，基于LabVIEW软件平台，设计了探测采集模块，并对光子计数器进行了实验标定。采用LabVIEW编程的边沿检测技术实现了对光子脉冲精确鉴别。对雷达回波信号，分别采用中值滤波，移动平均技术和EMD经验模式分解技术进行处理，实验结果表明可以显著消除噪声，提高信噪比，改善信号质量。进行了径向风速测量实验，采用三种信号处理方法应用于径向风速处理过程，能够显著提高测风精度。基于实验测得的径向风速，采用VAP方法，实现了风场反演。