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核四极矩共振（NQR）是一种固态射频谱分析技术，可用于检测高危险爆炸物．然而NQR信号本身非常弱，并且易受线圈的热噪声和外部射频干扰的影响，低信噪比限制了NQR的实际应用．该文提出一种改进的微弱NQR信号检测算法．首先利用Hankel矩阵方式下奇异值分解的方法，有效地抑制射频干扰和噪声，并将NQR信号分离出来．然后提出了一种基于MUSIC谱估计的非线性最小二乘检测器，它既保证了高的频率分辨率，又大大降低了运算量．仿真数据和实测数据结果表明该算法的有效性．