本论文设计了激光测风雷达回波信号处理硬件电路系统,给出了回波信号的数学模型和噪声类型,在回波信号谱估计的基础上研究了一种在极低信噪比条件下激光雷达回波信号检测的算法,并在所设计的硬件平台下完成了算法的工程实现。论文主要工作如下：1.简要介绍了激光多普勒雷达的基本理论和工作原理,建立了测风信号和回波信号的数学模型,深入研究了回波信号和噪声的统计特性,针对激光测风雷达回波信号,提出了一种有效的弱信号检测算法,并对此算法进行了证明和仿真。2.设计了基于FPGA的高速数据采集与处理硬件电路系统,此系统的数据采样率高达300MSPS,采用USB2.0接口与上位机通信。在此硬件平台上,采用VHDL语言编写了本文所提出的信号检测的算法。并在上位机中采用VB软件编写了激光测风雷达回波信号处理系统的显示和控制界面。3.对本文所设计的激光雷达回波信号处理软硬件系统进行了实验,证明了在低信噪比情况下,此平台可有效的检测出多普勒频移。