本发明公开了一种混合高斯模型下基于Arctan函数的信号检测方法，该方法首先建立二阶零均值的混合高斯模型模型，并将该模型作为噪声分布函数；建立从雷达接收端接收的信号模型，并根据是否存在有用信号对接收到信号进行分类，分成有、无待检测信号两类；将分类后得到的待检测信号传入检测结构函数中，进行信号非线性变换，实现对非高斯信号抑制；对检测结构函数输出的变换信号进行滤波匹配并输出检测信号。本方法结构简单，适应性强，能够广泛应用于信号处理领域，在信号估计失配情况下，检测性能依旧稳健；具备恒虚警特性，更易于工程实现。