为了解决无线频谱资源紧缺的问题，认知无线电技术提供了一种全新的思路：允许次用户在不干扰主用户正常通信的前提下与之共享授权频段。频谱检测是认知无线电中的关键任务。本文基于现有的检测算法进行改进，以优化认知系统的检测精度和检测速度为目标，提出新的检测模型和检测算法，力求可靠而快速地检测出可共享频段。　　本文首先概述认知无线电技术提出的背景、概念及关键技术，针对其中的频谱检测技术展开调研，分析频谱检测的研究难点和国内外研究现状。接着，对现有的几种频谱检测方案进行分类，比较它们的优缺点。其中，能量检测法由于结构简单、计算量小，得到了最为广泛的应用。　　其次，通过对传统能量检测法的采样过程进行改进，论文提出一种快速两步能量检测法；该方法能够根据接收能量值自适应地选择进行一步或两步检测，从而减少采样点数。随后，讨论快速检测法的检测性能，推导出虚警和检测概率、以及平均采样点数的解析表达式。再后，在两种优化模型下对其判决门限进行优化：一种是在恒虚警准则下最大化检测概率，给出最佳门限的数值求解方法；另一种是在固定检测概率的前提下最大化系统吞吐量，给出最佳门限的搜索方法。　　再次，为了兼顾检测精度和检测速度，论文将检测敏捷性这一概念引入到能量检测问题中；基于连续检测模型，定义连续检测时间反映系统的检测敏捷性。接着，分别对单用户检测、多用户非共享检测、多用户共享检测场景下的连续检测时间进行讨论；理论分析证明，可以通过选择一个最佳的采样点数使系统的检测敏捷性最大化。最后，在恒虚警准则下研究系统平均连续检测时间的优化问题，分别给出上述几种检测场景中最佳采样点数的搜索方法。