微多普勒效应在目标探测、识别中的应用潜力受到日益关注。激光雷达由于具有测量精度高、抗干扰能力强等优点在微多普勒效应探测方面具有很好的应用前景。本文在建立激光雷达微多普勒效应数学模型的基础上,利用VC++编制了软件对应用激光雷达进行振动目标微多普勒效应的探测进行了仿真,并建立了一套工作于光波段的微多普勒效应实验系统,进行了原理性实验研究。采用时频域联合分析的方法对仿真信号和实验信号进行了分析,通过对多种时频分析方法的比较表明,采用重排伪平滑Wigner分布得到的时频图像具有较为理想的时频特性,该方法适合于振动目标微多普勒信号的分析,从得到的时频图中可以提取出振动目标的某些特征,为实现目标识别奠定了基础。通过在时域和时频域内对仿真信号和实验信号的比较表明,我们建立的仿真数学模型能够较好地模拟出实际情况下振动目标的微多普勒信号,而且实验的结果与仿真的结果具有很好的符合,通过对实验结果与仿真结果的比较分析,验证了仿真模型的正确性。