空间引力波探测应用激光外差干涉原理测量两个测试质量之间的位移变化来反演引力波信息,实现相位测量功能的有效载荷称为相位计。根据空间引力波探测的任务需求,相位计需要同时对主拍频、边频、导频以及通信编码进行处理,过程复杂且精度要求极高。因此,在地面上对相位计进行全面测试是完成空间工程任务的重要基础。目前,国内外针对相位计的研究主要集中在相位计的相位读出性能测试,测试信号主要包括通过光学平台或信号发生器生成的单一正弦信号或者通过AEI设计的信号模拟器模拟的主拍频及两个边频信号。由于目前光学平台及商用信号发生器本身存在局限性,不能满足相位计的全面测试需求,因此,需要设计专用的相位计测试系统。目前仅阿尔伯特·爱因斯坦研究所（AEI）的Iouri Bykov为LISA的相位测量系统设计了专用的信号模拟器,并说明了设计相位计测试系统的重要性,但是并没有专门的文献对设计过程及原理进行描述。本文针对相位计的全面测试需求开展研究,通过分析外差干涉信号的特性,推导并建立外差干涉信号模型,研究信号及噪声生成的原理及方法。基于相位计的空间激光通信功能的测试需求,研究通信调制与解调的实现原理及方法,设计并实现空间引力波探测相位计测试系统。相位计测试系统包含信号生成和DS/SS调制解调自检两大功能,信号生成功能可模拟具有空间激光外差干涉特性的信号,包括主拍频、边频、通信编码以及多普勒频移、散粒噪声、激光频率噪声以及QPD噪声。所有信号与噪声生成模块彼此独立,可以通过上位机控制生成的信号种类及参数,满足相位计在不同情况下的测试需求。DS/SS调制解调自检部分在信号生成的基础上对其中的通信数据进行解调,模拟验证星间激光通信的功能实现。论文主要涉及空间引力波探测基本原理、激光外差干涉信号的信号组成及作用机理分析、激光外差干涉信号模型建立、拍频信号与白噪声模拟、DS/SS调制解调的实现以及相位计测试系统硬件平台设计等研究内容。包括直接数字合成器、混合同余算法、Costas环及延迟锁相环等技术的运用。本文在重点分析关键技术的基础上,给出了以FPGA为核心的相位计测试系统设计的总流程,并且详细分析了各个模块的实现过程。最后,对测试系统生成的模拟信号进行时频特性分析,结果表明,在2～20MHz的频率范围内,电压范围可达±1V,二次谐波抑制达到-52d Bc,无杂散动态范围可至-58d Bc。生成信号的频域特性符合理论预期。对DS/SS通信解调模块在不同噪声水平下,不同调制指数下的误码率进行了测试,实验证明,当速率为1Mbps的通信编码的光功率占总体的1%时,在90d Bc Hz散粒噪声的条件下,能够满足通信需求。