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合成孔径激光雷达(SAL)能够获得很高的空间分辨率，具有进行远距离、大面积成像等诸多优点，已经成为国内外研究的一个热点。目标回波外差探测技术是SAL的一项核心技术，在很大程度上决定了SAL系统的性能。但目标表面粗糙特性导致回波外差效率严重下降，成为限制SAL技术应用的一个瓶颈。本文针对合成孔径激光雷达中粗糙表面目标的光外差探测进行初步研究。首先对光外差探测原理进行了分析，从而定义外差反射率，用于表征目标为粗糙表面时回波信号光的“退相干”效应。再利用蒙特卡罗方法构造二维高斯随机粗糙面作为探测目标，建立光外差探测模型；分析了不同状态下高斯随机粗糙面对外差反射率的影响。本文还对不同粗糙表面进行光外差探测实验研究。在一定的实验条件下，对镜面与白纸的激光外差实验结果进行对比分析，并对粗糙比较样块的光外差实验进行分析。结果表明：目标表面的横向起伏高度与纵向起伏频率对外差中频信号的影响都非常的强烈；所有的讨论结果对于分析回波相位分布特征以及目标表面的起伏特性对于设计SAL系统以及评估SAL的作用距离等具有一定的指导意义。