为了实现近地面、多波长气溶胶时空探测,克服激光雷达光源波长可选择性不足的问题,课题组利用LED丰富的光谱特性设计了一种新型发光二极管(LED)光源雷达。因为该系统为白光LED光源雷达,所以需要对其进行分光,从而获得不同波长的回波信号。为了采集不同波长的回波信号作为大气气溶胶反演的数据基础,本文设计了一种多通道同步雷达回波信号数据采集系统。本文主要研究内容如下:首先阐述了白光LED光源雷达系统的组成及工作原理,并对雷达回波信号的特点进行了分析,然后根据雷达回波信号的相关特性,确定数据采集系统的参数要求,并以此为依据,提出了基于FPGA和千兆以太网的多通道同步雷达回波信号数据采集系统方案,并比较了不同条件下的三种雷达回波信号数据反演算法。然后进行系统各模块硬件选型和电路设计,包括FPGA核心板电路、四路A/D采集电路、触发电路、以太网传输电路等。接着对各模块硬件电路进行原理图设计、PCB整体布局及绘制,最后完成数据采集电路板的焊接与调试。其次完成了雷达回波数据采集系统软件设计,在Quartus II开发平台上进行数据采集系统下位机程序的设计与仿真,主要包括四路A/D采集模块、异步FIFO数据缓存模块、以太网数据传输模块和A/D采集时钟模块的软件设计。并利用LabVIEW设计系统上位机程序部分,包括雷达回波数据的累加平均、存储与显示。最后将设计的数据采集系统应用于实验室的多波长LED光源雷达系统,通过系统实测验证本文设计的多通道同步数据采集系统的正确性,并将采集到的四路雷达回波数据进行了平滑滤波、距离平方校正和反演计算。