在卫星通信的高动态环境中，给接收机带来很多问题。其中高动态性能和高信噪比的矛盾尤为突出，为了提高接收机的动态性能需要增加跟踪环路的带宽，但会降低信噪比，反之提高信噪比，会减少跟踪环路带宽，降低动态性能。本文所设计的FLL辅助PLL的高阶锁相环能够解决这一问题。文中重点设计了锁相环中环路滤波器部分，针对卫星通信中的频率斜升信号，在锁相环的环路滤波部分提出了一种采用理想二阶2型环路滤波器设计的方法，即所设计的锁相环为三阶3型锁相环。文中对数字滤波器的设计做了详尽的介绍，对噪声性能和动态跟踪性能进行了分析，得出了环路噪声带宽及环路参数设定公式。理论分析及仿真结果验证了此三阶3型锁相环对频率斜升信号具有很强的捕获能力，能达到零稳态相差。同时在滤波环路的K滤波器中采用了自动变K模块。针对锁相环的高信噪比和高动态跟踪能力这对矛盾，本文提出了一种可调整权值的二阶FLL辅助三阶PLL的高阶锁相环，提高了锁相环捕获高动态信号的能力，且在FLL切换到PLL的过程中不会出现信号不连续的问题。为了减小锁相环的体积，提出了一种基于矩形波积分算法来设计环路滤波器。该滤算法可以减小实现复杂度，减小具体结构的体积，并对高动态环境下的信号具有良好的动态跟踪性能。最后，用VHDL语言实现了所设计的FLL辅助PLL高阶锁相环，通过在Quartusii上仿真分析验证了锁相环中所采用算法的有效性，并在FPGA开发板上进行了硬件调试，验证，得到了满意的结果。