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针对应用分数阶Fourier变换检测多分量信号计算量大、效率低的问题,提出在分数阶Fourier域采取混沌-多步拟牛顿法和聚类分析相结合的方法分离与检测信号。在保证全局快速搜索最强信号的条件下,实现一次检测多个较强信号,并将已检信号逐次消去,减小对剩余信号检测的影响。仿真结果表明,该方法能快速分离检测多种调制的频谱混叠信号。