随着无线电通信技术的广泛应用,对无线电的检测逐步发展成为信号处理领域不可或缺的一部分。本文以无线电检测为背景,进行弱信号检测方法的研究,提出利用随机共振这一非线性算法来检测无线电信号。当非线性系统在外加周期激励信号,噪声共同的作用下,使该系统输出性能达到最佳,即非线性系统、周期激励信号和噪声三者之间产生协同效应的现象称为随机共振。论文研究主要工作是对随机共振系统模型进行深入研究并结合级联随机共振的特性,将其应用于弱信号检测。首先,在深入研究了基于随机共振的弱信号检测理论与方法,以及随机共振系统检测信号的几种评价指标。针对高频率无线电信号的检测要求,确定采用调节阻尼系数和信噪比作为评价指标的检测方法,能够更有效地检测高频弱信号。其次,为有效增强检测的特征频率,减少干扰频率成分,更清晰地识别目标频率特征,将高斯势阱（Gaussian Potential,GP）与周期势系统势阱结合,提出GP-周期势随机共振系统模型,并将其应用于无线电弱信号检测。通过对比分析GP-周期势随机共振系统,双稳态随机共振系统即传统随机共振系统和周期势随机共振系统进行无线电弱信号仿真研究,分析不同随机共振系统检测信号的性能。本文提出的随机共振系统不仅减少了干扰频率成分信息,而且凸显了目标特征频率信号,同时增强了待测信号频谱幅值,提高了随机共振对噪声的利用率。再次,在对GP-周期势随机共振系统模型研究的基础上,为检测更高强度噪声的弱信号,进一步提升检测效果,将两个GP-周期势随机共振系统进行串联,提出级联GP-周期势随机共振系统模型。通过人工鱼群算法以信噪比为评价指标,对级联GP-周期势随机共振系统的结构参数进行优化,将该系统与GP-周期势随机共振系统检测更强噪声中的无线电弱信号进行仿真研究,经验证基于人工鱼群算法优化的级联GP-周期势随机共振能够准确检测出目标信号,频谱更平坦,有更少的杂频干扰,是检测弱信号行之有效的方法。最后,在以上研究基础上,利用Lab VIEW设计了基于随机共振无线电弱信号检测系统,对提出的级联GP-周期势随机共振系统和GP-周期势随机共振系统在仿真基础上进行了单频信号的实验验证,和其他随机共振系统检测信号相比信噪比提升约一倍,证实了本文建立的随机共振系统检测无线电弱信号的优势以及可行性,进一步验证本文提出的随机共振模型的有效性。