激光测距技术在科学研究,航空航天,工程和交通运输等领域起到关键作用。基于二次偏振调制的微波干涉激光测距系统相比于传统激光测距方法,因为其测量精度高,成本低,体积小等特点具有很高的应用研究价值。而光接收模块及微波源模块作为二次偏振调制激光测距系统的重要组成部分,很大程度上决定了测距精度。因此,本文主要围绕如何设计光接收模块和微波源以优化测距系统测距精度这一核心问题进行展开。论文首先论证了测距系统的测距原理及其数学模型,分析了其测距原理。其次阐述了作为测距系统核心模块的高精度大动态范围光接收模块与低相位噪声X波段微波源模块的设计方案与实现流程。详细讨论了模数转换器的基本架构及其选型、无源差分滤波器设计、模数转换器噪声控制、模拟与数字隔离和微带线设计等关键技术。对工程化实际应用具有一定的指导借鉴价值。最后对设计完成的激光测距系统进行了实验测试。实验验证了模数转换器最佳转换精度优于15bits,X波段微波源相位噪声优于-100d Bc/Hz@10k Hz,激光测距系统的非线性度优于±5μm,绝对测距精度（标准差）优于3×10^-6m。