合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,SAL)是在激光波段应用传统合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术的一种成果,特别是在机载SAL对地高分辨成像领域有重要应用前景。当前,采用微波波长信号的合成孔径雷达能够达到的最高分辨率远小于激光雷达系统,而普通激光雷达为达到高分辨率远距离成像的目的,又需要使用极大的光学孔径接收镜头。受雷达系统体积等因素的限制,本文采用二者相结合的方法,使用相干性良好的大带宽激光发射信号,搭建一套完整的合成孔径激光雷达收发系统。具体的,本文相关研究内容及工作主要包括以下几个方面:首先,提出本文合成孔径激光雷达收发系统的整体设计方案。介绍线性调频连续波激光雷达技术的基本原理及其距离分辨率,并重点介绍系统中所采用的激光信号外差探测技术原理、探测接收条件以及接收过程中的噪声分析等。该方案能够克服远距离微弱回波信号信息提取困难的难题,极大的提高了系统探测灵敏度。其次,针对传统光电锁相环系统中参数设计与其结构间的关联问题,提出本文中光电锁相环的设计方案,并给出其中环路滤波器元件参数的设计步骤。另外,为产生大带宽线性调频激光发射信号,本文在1550nm DFB半导体激光器电流驱动电路的基础上,对其电流驱动信号进行预失真处理,克服了半导体激光器输出信号频率非线性的缺点。同时,本文通过设计光外差收发镜头与PIN光电二极管信号接收调理电路,实现了系统中微弱回波激光信号与本振激光信号的有效相干接收及调理。然后,围绕半导体激光器电流驱动电路,完成以FPGA为主控制器、采用独立电源供电、包含有DAC、DDS以及跨阻放大等电路在内的激光发射板卡的硬件设计。通过优化发射板卡中重点芯片的布局与重要信号的走线设计,避免了信号耦合、串扰等有害现象的发生,从而保障系统电流驱动信号补偿处理的有效性。另外,设计并调试完成了激光发射板卡上的FPGA程序。最后,利用激光发射板卡、光外差探测收发镜头与激光接收板卡等部分,完成高分辨率合成孔径激光雷达收发系统的搭建。通过实验,由系统产生20GHz调频带宽的线性调频激光发射信号,实现了在20m范围内90%反光率测试目标条件下最佳11.1mm的距离分辨率,其相干接收信号的频率随单位目标距离的增加而增加2.512MHz。