本发明属于通信技术领域，具体的说是涉及具有前导序列的短波多载波信号的同步捕获方法。本发明利用信号中前导音频率信息，在时域和频域同时以滑动窗方式对信号进行功率谱分析，一个时频滑动窗在时域上包括多个多载波符号，在频域上覆盖正负多个子载波间隔的频偏，以时频滑动窗内多个符号的前导音平均信噪比作为捕获判断标准；若当前滑动窗长内前导音平均信噪比大于捕获门限且高信噪比的符号个数大于一定值，则认为捕获成功；同时，当前滑动窗所对应的时域和频域位置即分别为初始时偏估计值和初始频偏估计值的计算依据；该方法充分利用前导音信号特性，联合多符号的时频分析，在大频偏下仍能正常同步捕获，提高了同步捕获的鲁棒性。