深空探测领域是当前和未来航天领域的发展重点之一,也是近年来研究的热门课题。深空探测用数字式接收机作为深空无线电科学探测的一部分,实现对深空飞行器下行信号的接收与处理,获取多普勒信号的频率、幅值和相位信息,可用于行星大气掩星反演和深空飞行器的测轨等应用。本文是在数字接收机硬件平台上,利用Verilog HDL语言以及IP核实现多普勒参数的估计,并调试优化整个系统以实现接收机的应用。本文首先介绍了课题的研究背景以及国内外发展现状。在简介数字接收机的系统框架后,详细阐述了相关的一些理论基础。其次着重介绍了多普勒参数估计算法,包括相位差法、Rife算法以及CZT算法等,还比较了这几种算法在不同信噪比下的性能,并对积分总相位处理算法进行了分析和仿真。在上述理论算法研究基础上,在以FPGA为核心的多普勒接收机系统中实现了调频率模块、dual_ram模块、初相位估计模块、幅值估计模块以及串口模块等,并在ISim和Chipscope中进行了仿真,仿真结果表明,各个模块均达到了预期的功能指标。之后把各个模块整合为一个系统工程,并对其进行资源优化。最后对数字接收机进行了实验室测试和现场测试。在实验室环境下,把信号发生器产生的特定信号作为数字接收机的输入,然后对信号的频率、幅值等参数进行估计；在现场环境下,则利用MEX的X波段信号进行多普勒测试。测试结果表明,深空探测用数字式多普勒接收机达到了预期的功能。