This work presents the design of the FMCW radar at 28GHz band and investigation of millimeter-wave propagation for multipath environment.
The design of FMCW Radar is presented at 28GHz band, and which is applied to channel sounder for ra-dio propagation measurement. The proposed FMCW radar is based on phase locked loops and a direct digital synthesizer for linear frequency modulation, suitable for wideband performance. Also, it contains pre-scalers in the baseband to prevent spurious noise from up-converting with enhanced noise characteristics. The estimated range of the proposed FMCW radar system is measured in anechoic chamber for confirm the performance of overall FMCW radar system.
The propagation measurement of mm-wave at 28GHz is conducted in a reverberation chamber which emulates multipath fading phenomena. The propagation of mm-wave at 28GHz band should be characterized for designing 5G mobile systems and predicting the wireless channel. An intermediate frequency signal of FMCW radar can be utilized in terms of both time and frequency domain signals due to a unique property of linear frequency modulation. Four different scenarios are examined by changing the boundary conditions of reverberation chamber with/without flat microwave absorbers. This investigation leads to obtained normalized propagation delay profiles, scattered plots, mean excess delay, root-mean-square delay spread and envelope distribution of Rayleigh fading channel at about 28 GHz band.
The outdoor propagation measurement for cellular networks at 28GHz band is presented. The modified FMCW radar sweeps 400MHz bandwidth for high range resolution As the sweep signal at the low frequency is transmitted from baseband to RF system with low loss of transmission line, it is possible to separate TX and RX system with a long distance for high isolation performance. In order to radio characteristic according to antenna polarization, the 1st, 2nd reflected and penetrated signals are investigated under co- and cross-polarization condition.
본 논문은 28GHz 대역의 밀리미터파 전파 측정을 위한 FMCW 레이더 시스템 설계 구현하고 잔향챔버 및 실외 환경에서의 28GHz 대역 밀리미터파 전파 특성 분석에 관한 연구를 다루고 있다.
첫째로, 차세대 이동통신 주파수 후보군인 28GHz 대역의 전파 측정을 위해 FMCW 레이더를 설계 구현 및 성능 평가를 하였다. 제안하는 FMCW 레이더는 다수의 위상동기회로와 직접 디지털 파형 합성기로 구성되어 광대역에서 선형 주파수 변조가 용이하다. 기저 대역 시스템에 분주기를 이용하여 주파수 변조에 있어서 불요 복사를 저감함으로써 잡음에 강하도록 설계되었다.
두 번째로, 다중 경로 환경을 모사할 수 있는 잔향 챔버를 이용하여 28GHz 대역의 밀리미터파 전파 측정에 관한 연구하였다. 선형 주파수 변조 특성에 의해 FMCW 레이더의 기저대역 신호가 회로망 분석기의 S21을 모사할 수 있고, 이를 이용하여 잔향 챔버의 경계 조건을 변경하고 확률밀도함수 및 수신 신호의 지연 시간 특성을 분석하였다.
세 번째로, 실외 환경에서 28GHz 대역의 밀리미터파 전파 측정에 관한 연구하였다. 저주파 대역의 주파수 변조 신호를 이용하여 송수신 안테나 간 넓은 이격거리를 구현하고, 광대역FMCW 레이더를 구현함으로써 높은 거리 분해능을 확보하고 실외 환경에서 선형편파 조건에서 송수신 안테나의 편파 조합에 따른 밀리미터파의 전파 특성을 측정하였다.
