近年来，卫星通信由于具有适用于多种业务、覆盖能力强、性能稳定可靠、不受地理条件限制、机动灵活等优点，在民用通信以及军事通信领域得到了广泛的应用。在军事卫星通信领域，为防止已方通信被第三方截获，卫星通信方式逐渐向低速、突发方向发展，在卫星通信频段的低速突发信号日益增多。作为非协作通信的第三方，要实现对突发信号的解调，需要对突发信号进行快速检测、载波频偏估计和定时同步。由于卫星信道存在多普勒频移，对于低速突发信号而言，频率稍有偏移会对信号解调产生非常大的影响，这就对载波恢复提出了更高的要求；同时，由于低速突发信号持续时间短，通常只有几十到几百个符号，必须在极短的时间内捕获到突发信号，快速完成符号同步，这对信号的突发检测和定时同步提出了严格的要求。在对每一段突发信号的解调中，都需要首先对载波频偏和载波初始相偏这两个参数进行估计，然后根据估计的载波频偏值和初始相偏值进行载波校正，完成载波同步。由于Kay算法和差相算法都只是对信号的载波频偏进行了估计，未估计信号的载波相差，信号解调时始终存在一个相位差，对载波同步会造成一定的影响。因此，本文对信号的载波频偏和相偏进行联合估计，然后对载波相位进行校正，从而实现信号的载波同步。本文在对Gardener算法和非线性定时提取算法研究的基础上，提出一种基于前向结构的码元定时同步算法，该算法通过定时误差估计和内插滤波两个步骤完成了低速突发信号的定时误差估计。本文以目前卫星通信中的多路中频小载波信号为对象，利用FPGA技术构造一个具有开放性和通用性的硬件平台，通过对模拟中频信号预处理模块、A/D采样模块、数字下变频和解调模块、载波和定时同步模块、数据接口控制模块进行设计，实现对一个卫星转发器36MHz带宽的信号整体采集，用可编程方式设置工作频率、解调类型等各类参数，完成对整个转发器上的任意12路中小载波同时解调。