由于具有抗干扰、低截获率、抗衰落和多址组网等技术优势，跳频通信技术在过去的几十年中，得到了蓬勃的发展和广泛的应用。为满足包含现代卫星通信等系统对抗干扰性与传输速率的更高要求，高跳速和大带宽成为跳频通信技术发展的方向。随着跳频通信系统的跳速与传输速率的增高，对跳频通信系统中信号处理速度要求越来越快，否则会丢失信息。随着跳速的增加，每一跳频率的驻留时间就越短。在整个跳频通信系统中，跳频同步单元是信号处理的核心，直接决定了系统的时效性。本文在研究跳频通信机理的基础上，对宽带高速跳频信号同步机理进行了深入的研究。研究中，以同步字头法的捕获与跟踪技术为重点，深入研究与分析了慢扫描频率搜索方式，串行滑动相关捕获方法及延迟锁相环跟踪方法。在此基础上，针对宽带高速跳频信号的特性，立足于串行滑动相关捕获方法在系统结构复杂度、抗干扰性和成功捕获时间期望三方面的优势与不足，提出改进的串行滑动相关捕获方法，即基于FFT的宽带高速跳频信号捕获方法，并进一步对其进行深入研究及仿真。最后，对两种捕获方法进行性能分析与比较，结果表明基于FFT的捕获方法可以实现宽带高速跳频信号快速捕获的要求。在宽带高速跳频信号同步理论研究与仿真的基础上，在ISE13.1开发平台上，对基于FFT的串行循环相关捕获法进行硬件设计，从而为进一步的工程实现与应用提供技术基础。