在电子侦察、航空航天技术日新月异的今天，随着超大规模可编程逻辑器件和软件无线电技术的快速发展，数字化自跟踪接收机越来越得到业内人士的青睐。然而如何提高自跟踪接收机的性能指标，在极低信噪比的恶劣条件下，快速、准确地完成对目标的跟踪是当前科研领域急需解决的重要课题。本文在分析单脉冲自跟踪原理的基础上，着重介绍了单通道单脉冲自跟踪接收机的0/π调制和四相调制方法，以及相应的解调算法。此外，依据数字锁相环的相关工作机理，作者给出了一种数字锁相环自跟踪接收机设计方案，并以Simulink为软件仿真工具，对该方案进行了可行性验证。同时，以本实验室自主研发的信号处理板为硬件平台，通过FPGA+DSP实现了数字化自跟踪接收机的部分核心功能，其中包括FFT频率牵引、数字锁相环、AGC自动增益控制以及角误差信息解调等。最后，本文设计了一种基于四相调制的自跟踪接收机，并详细介绍了该跟踪接收机所需的信号检测算法及其硬件实现方法。