本发明公开了一种集目标探测和频率测量的一体化微波光子雷达系统，其包括频率测量接收单元、信号产生处理单元、雷达发射单元、雷达接收单元、第一光电探测器和信号采集处理单元；信号产生处理单元用于基于单频光载波信号生成雷达发射信号以及用于对待测频率信号进行调制和滤波处理，信号采集处理单元用于对待测频率信号进行处理得到信号的频率信息以及通过目标回拨信号获取目标参数，本发明构建了集目标探测和频率测量一体化的微波光子雷达系统；本发明还利用偏振复用的方法在保证系统性能的同时大大简化了系统的复杂度，通过改变外部注入信号的参数来轻松实现输出波形的可重构。