混沌信号是一种类随机信号。具备类似于噪声信号的随机性和宽频谱特性,同时又有噪声信号所不具备的可控,可同步的优势,因此将混沌信号用作雷达信号有更多的潜在优越性。电路混沌受到电子器件的限制,产生的混沌信号带宽不足2 GHz;由于半导体激光器具有非常丰富的非线性动态特性,用激光器产生宽带混沌信号较为容易。因此,激光混沌雷达从被提出起就受到广大学者的关注。在实践中,雷达工作环境复杂多变,因此雷达系统的分辨率和抗干扰性是激光混沌雷达的重要性能指标。本文围绕混沌信号的时延特性及无时延混沌信号在混沌测距雷达中的应用展开研究,主要工作归纳如下:(1)研究了FBG(FBG:Fiber Bragg Grating)的反射谱特征,利用FBG反射代替传统的镜面反射,提出了两种新的双路无时延混沌生成系统,实验实现了两种方案下双路无时延混沌信号的输出。通过与相同结构下镜面反射系统的对比,验证了FBG反射在实现无时延混沌方面的优越性。通过控制变量的方法,利用自相关函数定量地分析了无时延混沌生成系统中激光器参数对混沌信号时延隐藏性的影响。结果证明,增加FBG滤波注入路后,激光混沌系统能够在更大的参数范围(偏置电流,扰动强度,频率失谐)内实现混沌时延隐藏,除此之外,在互耦合激光器结构中,波长较小的激光器比波长较大的激光器更容易实现无时延混沌输出。(2)通过数值仿真和实验实现了三个分布式反馈半导体激光器全连接网络的无时延混沌信号生成系统。通过数值仿真定量分析了三路无时延混沌信号生成系统的时延隐藏特征,揭示了激光器频率失谐对混沌信号时延隐藏性的影响规律。通过实验研究,验证了数值仿真中对激光器参数的分析结论,实现了三路可用于多方位激光混沌雷达测距系统的无时延混沌信号。(3)基于以上实验中生成的无时延混沌信号,利用距离模糊函数定量分析证明,无时延混沌信号的距离模糊函数(0多普勒频移自模糊函数)比普通混沌信号具有更窄的主瓣半高全宽值,实现了毫米级的距离分辨率。利用互相关函数,验证了无时延混沌信号可以抵抗其它混沌信号和正弦调制混沌信号干扰。基于以上实验的三路无时延混沌信号生成系统作为信号源,仿真实现了误差为0.15 cm,三方位平均测距误差率为0.018%的三方位激光混沌雷达测距系统。