雷达目标检测cfar小白版本

 一编 2024.11.7日  目前只是简单概念后续持续更

**参考单元** 和 **保护单元** 的概念

### 1. 什么是保护单元？

**保护单元** 是指在检测过程中，紧邻目标检测单元的几个位置（也称距离单元）。这些单元的作用是 **防止目标信号影响噪声估计**。

例如，如果我们想在位置 \( i \) 检测是否有目标，位置 \( i \) 附近可能存在非常强的目标信号。为了避免这个强信号“污染”噪声估计，我们会 **跳过紧邻检测位置的几个单元**，这些跳过的单元就是保护单元。

可以这样理解：保护单元相当于给目标信号“留出空间”，以确保参考单元只反映环境噪声，而不包含目标的影响。

#### 示例
假设在检测单元两侧各设置 **1个保护单元**。如果我们当前检测的位置是第10个单元，那么第9和第11个单元就是保护单元。这样设置的目的是确保第10单元（检测位置）周围强烈的信号不会影响我们的噪声估计。

### 2. 什么是参考单元？

**参考单元** 是用于 **估计背景噪声水平** 的单元。参考单元位于保护单元的外侧，数量一般较多。CFAR算法将这些单元的值（比如信号强度）进行平均或其他处理，得到一个噪声估计值。

参考单元起到的作用是 **帮助了解背景噪声水平**。有了这个噪声估计值，CFAR算法才能决定当前检测单元的信号是否超过噪声水平，以判断是否有目标。

#### 示例
在检测位置10时，如果设置了两侧各 **5个参考单元** 和 **1个保护单元**，则参考单元范围为第4到第8单元和第12到第16单元。这些参考单元的信号强度被平均来估计背景噪声。

### 3. 保护单元和参考单元的设置原则

- **保护单元数量**：保护单元一般设置在目标单元的周围，以确保强信号不影响噪声估计。常见设置是1到2个保护单元。
- **参考单元数量**：参考单元越多，噪声估计越准确，但计算量也增加。常见设置是每侧4到10个参考单元。

### 4. 工作原理的简化解释

1. **目标检测**：假设我们要检测某个单元（例如第10个单元）是否包含目标。
2. **跳过保护单元**：跳过紧邻的1到2个单元（保护单元），避免目标信号干扰。
3. **计算噪声水平**：从参考单元中计算噪声水平。
4. **设置门限**：将噪声水平乘以一个放大因子，得到检测门限。
5. **判断是否为目标**：如果检测单元的信号强度超过门限，则标记为目标；否则标记为噪声。

### 举个通俗的例子

假设你站在一个很吵的地方（例如市场）并想听到远处有人喊你。你会忽略靠你特别近的声音（保护单元），因为这些声音太响了，可能会干扰你对市场整体噪声水平的判断。然后，你会注意稍微远一点的声音（参考单元），用它们来判断市场的“正常”噪声有多大。这样，如果远处有人喊你（目标），只要喊声明显高于市场的噪声水平（门限），你就可以听到并确认那是喊你的人。

通过参考单元和保护单元的设置，CFAR算法能更准确地在不同噪声环境中检测出目标。