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频谱空穴检测是认知无线电研究的关键技术。针对认知无线电系统中甚低信噪比环境下频谱检测的困难，基于循环平稳理论，提出对接收信号的循环谱密度函数俯视图特殊图样的模式识别来进行频谱检测判决的方法。由此设计出谱峰搜索检测与图样特征识别相结合的频谱检测判决机制。实验仿真结果表明，所提出的检测方法性能良好，可以有效地对弱主用户信号进行频谱检测。