无线光相干通信系统具有接近量子极限的灵敏度,在抑制背景光噪声方面有很大的优势,是下一代高码率无线通信的发展方向之一。在无线光相干通信系统中,激光相位噪声以及移动环境造成的多普勒频偏是影响接收机性能的重要因素,也是系统设计的难点所在。本文将重点研究激光相位噪声和大多普勒频偏下无线光相干接收机的性能和设计。　　 论文首先研究了相位噪声对接收机性能的影响。研究结果表明,相位噪声将造成接收机性能的恶化,并且激光相位噪声对不同结构接收机性能的影响是不一样的,接收机的最优参数设计也会随激光相位噪声的变化而变化。此外,论文还研究多普勒频偏以及背景光噪声对无线光相干接收机性能的影响。　　 在此基础上,论文提出了一种新型无线光相干通信接收机方案。该方案采用三级频率同步策略完成大频偏激光信号的频率精确同步,并利用数字信号处理方法根据激光相位噪声大小动态确定接收机结构及其参数。研究结果表明,本方案所设计的接收机能够适应移动环境中的大多普勒频偏,并且能够根据当前相位噪声情况自动对解调方案进行优化。　　 最后,论文对所设计的数字相干接收机进行了测试。基带子模块测试结果表明,论文所设计的外差科斯塔斯环接收机和差分BPSK接收机在激光器线宽为10kHz的情况下,误码率性能仅比理论结果低0.3 dB;多普勒频偏测试结果表明,数字外差科斯塔斯环接收机能够适应.18 MHz～+18 MHz的频偏,当多普勒频偏变化速度为10MHz/s时,接收机性能损失约为1.2dB。此外,论文还在光学平台上搭建相干光通信发射机和接收机,并通过光纤实现收发机的互通测试。离线处理结果表明,接收机能够准确解调数据,验证了接收机设计的合理性和正确性。