CN102006102B

CN102006102B - 用于分离收发信号的耦合装置及控制方法

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Publication number: CN102006102B
Application number: CN2009102103533A
Authority: CN
Inventors: 李镇晟
Original assignee: NEO LAB CONVERGENCE Inc
Current assignee: Neo Lab Convergence Inc.
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: KR101083531B1; CN102006102A; US20110053525A1; JP2011055457A; US9160047B2; KR20110023981A; US20130222076A1; US8412261B2

Abstract

本发明涉及用于分离收发信号的耦合装置及控制方法，在无线通信领域，更具体地讲，信号发送部和信号接收部共有一个天线的无线通信系统中，涉及能够使漏泄到信号接收部的发送信号的漏泄信号减少的技术。在信号发送部和信号接收部共有一个天线的信号收发装置中，本发明的耦合装置包括对RF发送信号和RF接收信号进行分配的四端口电路，四端口电路具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，且在所述四端口电路中，所述第一端口和所述第二端口之间形成有直通通路，输入到所述第一端口的信号耦合至所述第四端口，输入到所述第二端口的信号耦合至所述第三端口，所述第一端口和所述第三端口之间被隔离。

Description

用于分离收发信号的耦合装置及控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地讲，涉及一种在信号发送部和信号接收部共有一个天线的无线通信系统中能够使漏泄到信号接收部的发送信号的漏泄信号减少的技术。

背景技术

作为收发信号的通信系统的示例可举出无线射频识别(RFID)系统。RFID是指阅读器(reader)利用无线射频对储存在装有微芯片的标签(tag)、标识(label)、卡等上的数据进行自动识别的技术。

RFID技术是一种利用RFID阅读器而读出RFID标签信息的技术。当RFID标签为手持式时，在RFID标签的外部没有另设用于驱动RFID标签的电源，如电池。因此，为了驱动RFID标签，必须从外部向RFID标签侧持续提供RF CW信号，由此能够产生驱动RFID标签所需的电源。但对于手持RFID阅读器来说，即使是在读出RFID标签所发出的信号的情况下，RFID阅读器也必须持续产生RF CW信号并将其传送到RFID标签侧。此时，发送信号与由RFID标签产生并传送到RFID阅读器的信号发生混频，以混频信号的方式传送给RFID阅读器，从而导致RFID阅读器难以从接收到的信号中判别出RFID标签信号。特别是在仅使用一个天线的情况下，RFID阅读器中发送信号的强度比接收信号的强度大得多，因此无法避免发送信号漏泄到信号接收部的现象。由于发送信号漏泄到信号接收部，因此降低了接收信号的质量。

图1表示的是，从输入到信号接收部130的信号中分离出发送信号中的漏泄信号150的装置100，其通过使用下述部件来分离漏泄信号：天线140，用于发送和接收RF信号；信号发送部120，其将基带信号转换为RF发送信号TX₁；信号接收部130，将第二端口输出的信号作为输入信号并将其转换为基带信号；以及环行器110。环行器110仅按port 1 port 2、port 2 port 3、port 3 port 1方向传送信号、而与上述方向相反的port 2 port 1、port 1 port 3、port 3 port 2方向上不传送信号。这是因为通过强磁场而具有非互易性(non-reciprocity)的缘故。如果利用这样的非互易性，则在信号发送部120中就可以隔离(isolation)漏泄到信号接收部130的漏泄信号150。通过这种方法通常可获得25dB左右的隔离性能。但若该装置100所使用的射频低于GHz，如使用射频为860MHz～960MHz的情况下，存在环行器变得巨大且价格高的缺点。

图2表示的是，通过使用接发信号的一个天线140与定向耦合器210，从输入到信号接收部130的信号中分离出由信号发送部120所输出的、发送信号中的漏泄信号的装置200。图2的定向耦合器210，在port1 port 2方向上具有信号直通通路(through path)，在port 1 port 3方向上具有信号隔离路径(isolation path)，在port 1 port 4方向上具有通过耦合(coupling)而形成的信号耦合路径(coupling path)。而且，各个端口相对于其他端口均具有互易性(reciprocity)。port 1 port 3之间有隔离路径，以使信号发送部120的发送信号TX₁无法传送到与信号接收部130相连接的端口port 3，但部分信号仍以漏泄信号TX₃的方式被输入到信号接收部130。此时，通常能够获得25dB左右的隔离性能。

上述两种装置100、200是为了分离发送信号TX₁和接收信号RX₂而通常使用于RFID的装置。在上述两种情况下，这些装置也不能完全隔离RF发送信号TX₁漏泄到RFID阅读器的信号接收部130的现象。发送信号的强度越大漏泄的信号强度也越大。

图3表示的是，通过使用一个天线140、两个定向耦合器210、平衡振荡器(balanced oscillator)320以及威尔金森功率合成器(wilkinson powercombiner)330来改善发送信号的隔离性能的装置300。平衡振荡器320将与发送信号相位相同的信号输入给一个耦合器210，且将与发送信号相位相差180°的差分信号(differential signal)输入给另一个耦合器210。在威尔金森功率合成器330中相位相差180°的差分信号会相互抵消(cancel out)，以清除从天线140所接收到的发送信号，从而仅分离出所需的接收信号。但是该装置300中，用于发送的信号仅占整个发送信号的一半，而另一半只是单纯地用于抵消漏泄到信号接收部130的漏泄信号。即，产生发送功率的浪费。

图4表示的是，通过使用矢量调制器(vector modulator)430来产生相位相差180°的信号而清除发送信号的技术。通过与信号发送部120相连接的耦合器210，发送信号471的部分信号将传送到矢量调制器430上，矢量调制器430产生与环行器110所漏泄的发送信号450大小相同、且相位相差180°的抵消信号(cancellation signal)490并提供给耦合器210。接收到抵消信号490的耦合器210对产生的抵消信号490、天线140所接收到的接收信号460以及漏泄的发送信号450进行加法计算，由此清除发送信号450。在上述方法中，由于需要产生与漏泄的发送信号450大小相同、且相位相差180°的抵消信号490，因此要求矢量调制器430的准确性高，而这是比较困难且复杂。

发明内容

本发明为了解决上述问题，其目的在于提供一种在共有一个天线的通信系统中能够隔离发送部的发送信号漏泄到信号接收部的耦合装置及利用该耦合装置的信号收发装置。

本发明的另一个目的在于提供一种耦合装置及衰减值控制方法，能够适应性地改变可变衰减器的衰减值，同时使从信号发送部漏泄到信号接收部的信号的隔离效果达到最大化。

本发明的耦合装置，在信号发送部和信号接收部共有一个天线的信号收发装置中对RF发送信号和RF接收信号进行分配，其包括：四端口电路，其具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，且在所述四端口电路中，所述第一端口和所述第二端口之间形成有直通通路，输入到所述第一端口的信号耦合至所述第四端口，输入到所述第二端口的信号耦合至所述第三端口，所述第一端口和所述第三端口之间被隔离，所述第二端口和所述第四端口之间被隔离；衰减器，对第三端口所输出的输出信号进行衰减并输出；在所述耦合装置中，所述RF发送信号被输入至所述第一端口，所述RF接收信号被输入至所述第二端口，并将所述衰减器和所述第四端口的输出信号提供给信号接收部。

优选本发明的耦合装置还包括减法器，其从所述第四端口的输出信号中减去所述衰减器的输出信号并将其提供给信号接收部。

在此，优选所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器。

在此，优选所述四端口电路为定向耦合器和高频变压器之中的一个。

本发明的信号收发装置，包括信号发送部、信号接收部和上述的耦合装置，其中，所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器；所述信号接收部包括：低噪音放大器，从所述第四端口的输出信号中减去所述衰减器的输出信号并对其进行放大；信号强度测量部，测量所述低噪音放大器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI；以及控制部，根据测量的所述RSSI值，对所述衰减器的衰减值进行控制。优选所述信号收发装置还包括与所述耦合装置的第二端口相连接的天线。

本发明的信号收发装置包括信号发送部、信号接收部和第一项所述的耦合装置，其中，所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器；所述信号接收部包括：低噪音放大器，从所述第四端口的输出信号中减去所述衰减器的输出信号并对其进行放大；混频器(mixer)，对所述低噪音放大器的输出信号进行下变换；低通滤波器LPF，仅允许所述混频器的输出信号中的低频成分通过；信号强度测量部，测量所述低通滤波器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI；以及控制部，根据测量的所述RSSI值，对所述衰减器的衰减值进行控制。优选所述信号收发装置还包括与所述耦合装置的第二端口相连接的天线。

本发明的控制衰减值的方法，在本发明的信号收发装置中，所述控制部对所述可变衰减器的衰减值进行控制，其包括以下阶段：将所述可变衰减器的衰减值作为预设的最小值设定的第一阶段；接收RF信号后，将第四端口的输出信号输入至所述可变衰减器，且所述可变衰减器和第三端口的输出信号通过所述减法器而进行减法计算的第二阶段；测量所述减法器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI的第三阶段；依次提高所述可变衰减器的衰减值并测量减法器的输出信号的RSSI值的第四阶段；从所测量的RSSI值中，将RSSI值最小时的衰减值设定为可变衰减器的衰减值的第五阶段。

根据本发明，在共有一个天线的通信系统中能够对信号发送部的发送信号被漏泄到信号接收部的漏泄信号进行隔离。另外，根据本发明能够适应性地改变可变衰减器的衰减值，同时使从信号发送部漏泄到信号接收部的信号的隔离效果达到最大化。

附图说明

图1为表示通过环行器从输入到信号接收部的信号中分离出发送信号的漏泄信号的装置的图；

图2为表示通过定向耦合器从信号接收部的输入信号中分离出信号发送部所输出的发送信号中的漏泄信号的装置的图；

图3为通过一个天线、两个定向耦合器、平衡振荡器以及威尔金森功率合成器以改善发送信号的隔离性能的装置的图；

图4为通过使用矢量调制器来产生相位不同的信号以清除发送信号的技术的图；

图5为用于本发明的四端口电路的图；

图6为本发明的一个实施例的包括耦合装置的RF信号收发装置的框图；

图7为本发明的另一个实施例的包括耦合装置的RF信号收发装置的框图；

图8a为通过电阻来表示本发明衰减器630的图；

图8b为为了模拟本发明的图6的耦合装置而使用的电路图的图；

图9a为图8b所示的电路的隔离特性的模拟结果的图；

图9b为图8b所示的电路的耦合特性的模拟结果的图；

图10为包括耦合装置的RF信号收发装置的两种实施例，表示利用平衡-不平衡变压器来减去信号的减法器的图；

图11为包括耦合装置的RF信号收发装置的两种实施例，表示利用差分放大器来减去信号的减法器的图；

图12为包括在四端口电路的实施例中通过用高频变压器来代替定向耦合器而构成的耦合装置的RF信号收发装置的图；

图13表示RF信号收发装置，为使用可变衰减器来控制衰减器的衰减值的图；

图14表示RF信号收发装置，为使用可变衰减器来控制衰减器的衰减值的图；

图15为找出本发明实施例的RF信号收发装置1330中执行的使发送信号的隔离效果达到最大化的可变衰减器1330的衰减值的方法流程图。

符号说明

120：信号发送部

130：信号接收部

140：天线

210：定向耦合器

500：四端口电路

600：耦合装置

630：衰减器

670：减法器

660：基带部

具体实施方式

图5为表示用于本发明的四端口电路500的图。如图5所示，四端口电路500具有四个端口port 1、port 2、port 3、port 4。各个端口之间的关系如下：当发送信号TX₁输入到第一端口port 1时，通过插入损耗(Insertion loss)而衰减的信号TX₂被输出至第二端口port 2(式1)，此时，假设在第一端口port 1和第二端口port 2之间形成有直通通路。被输入到第一端口port 1的发送信号TX₁通过耦合输出TX₄至第四端口port 4(式2)，此时，假设第一端口port 1和第四端口port 4被耦合。被输入到第一端口port 1的发送信号TX₁的部分信号TX₃通过漏泄输出TX₃至第三端口port 3(式3)。此时，假设第一端口port 1和第三端口port3之间形成有隔离路径。而且，用于本发明的四端口电路相对于各个端口均具有互易性。

{TX}_{2} = \frac{{TX}_{1}}{P_{Insertion   loss}}

式1

{TX}_{4} = \frac{{TX}_{1}}{P_{Coupling}}

式2

{TX}_{3} = \frac{{TX}_{1}}{P_{Isolation}}

式3

因此，当接收信号RX₂被施加在第二端口port 2时，从第一端口port 1输出通过插入损耗而衰减的信号RX₁(式4)，从第三端口port 3输出耦合信号RX₃(式5)，从第四端口port 4输出漏泄信号RX₄(式6)。

{RX}_{1} = \frac{{RX}_{2}}{P_{Insertion   loss}}

式4

{RX}_{3} = \frac{{RX}_{2}}{P_{Coupling}}

式5

{RX}_{4} = \frac{{RX}_{2}}{P_{Isolation}}

式6

图6是本发明的一个实施例中包括耦合装置600的RF信号收发装置601的框图。图中的RF信号收发装置601包括：天线140，发送和接收RF信号；信号发送部120，将基带信号转换成RF发送信号TX₁；耦合装置600；信号接收部130，将耦合装置600所输出的信号作为输入信号来接收并将其转换成基带信号；以及基带部660，对基带信号进行处理。耦合装置600包括衰减器630、四端口电路500以及减法器670。

在四端口电路500中，四个端口之间的关系如图5所示的说明。由信号发送部120传送过来的发送信号TX₁被输入至第一端口port 1，对发送信号TX₁进行耦合的信号TX₄和通过天线140而进入的接收信号RX₂的漏泄信号RX₄均从第四端口port 4一起输出(式7)。

P_{4} = \frac{{TX}_{1}}{P_{Coupling}} + \frac{{RX}_{2}}{P_{Isolation}}

式7

通过天线140而进入到第二端口port 2的接收信号RX₂与被耦合的信号RX₃、输入到第一端口port 1的发送信号TX₁的漏泄信号TX₃，均从第三端口port 3一起输出(式8)。

P_{3} = \frac{{RX}_{2}}{P_{Coupling}} + \frac{{TX}_{1}}{P_{Isolation}}

式8

从第三端口所输出的、从发送信号TX₁漏泄的发送信号TX₃，在式8中是右侧第二项的T_x1/P_Isolation，当其为本发明的实施例之一的定性耦合器时，该值T_x1/P_Isolation通常为25dB左右。

用P_coupling/P_Isolation表示与耦合装置600的第四端口port 4相连接的衰减器630的衰减值，即将衰减值设定为四端口电路500的耦合程度与隔离程度之比，则衰减器630的输出信号TX₅、RX₅可由下式9来表示。

\frac{P_{Coupling}}{P_{Isolation}} P_{4} = \frac{{TX}_{1}}{P_{Isolation}} + \frac{P_{Coupling}}{{P_{Isolation}}^{2}} {RX}_{2}

式9

按照上述比例衰减的输出信号TX₅、RX₅和第三端口port 3的输出信号TX₃、RX₃传送到被包括在耦合装置600内的减法器670上，减法器670从第三端口port 3的输出信号TX₃、RX₃中减去衰减器630的输出TX₅、RX₅，将其输出至信号接收部130。减法器670的输出信号RX₆可用式10来表示。

{RX}_{6} = \frac{{RX}_{2}}{P_{Coupling}} - \frac{P_{Coupling}}{{P_{Isolation}}^{2}} {RX}_{2}

式10

从上述式10中可知，减法器670的输出信号RX₆仅由清除了发送信号TX₁成分的接收信号RX₂成分构成。即，清除了从信号发送部120所输入的发送信号TX₁的漏泄信号TX₃，之后被传送至信号接收部130。在使用本发明的另一个实施例的定向耦合器的情况下，P_Isolation值与P_coupling之间相差10dB以上，因此式10的右边第二项值比第一项小很多，从而可以忽视。

比较本发明和图2所示的现有技术，可知：与输出自从图2所示的定向耦合器210的第三端口port 3、且传送到信号接收部130的信号TX₃、RX₃不同，被传送至图6所示的发明的信号接收部130的信号RX₆是已对输入到第一端口port 1的发送信号TX₁的漏泄信号TX₃进行了消除的信号。即，发送信号的隔离特性得到进一步的提高。

图7是本发明的另一个实施例中包括耦合装置700的RF信号收发装置701的框图。图中的RF信号收发装置701包括：天线140，发送和接收RF信号；信号发送部120，将基带信号转换成RF发送信号TX₁；耦合装置700；信号接收部740，将耦合装置700所输出的信号作为输入信号来接收并执行减法功能，然后将其转换成基带信号；以及基带部660，对基带信号进行处理。耦合装置700包括四端口电路500和衰减器630。图6的RF信号收发装置601与图7的RF信号收发装置701的不同点在于图7的信号接收部740包括减法器670。

用P_coupling/P_Isolation表示衰减值，即将衰减值设定为四端口电路500的耦合程度与隔离程度之比，则衰减器630的输出信号TX₅、RX₅可由上述式9来表示。被衰减的输出信号TX₅、RX₅和第三端口port 3的输出信号TX₃、RX₃被传送至包括在信号接收部740内的减法器670上，减法器670从第三端口port 3的输出信号TX₃、RX₃中减去衰减器630的输出信号TX₅、RX₅。减法器670的输出信号RX₆如式10所示。减法器670的输出信号RX₆在基带转换部742被转换成基带信号并传送至基带部660。

从上述式10中可知，传送至基带转换部742的信号RX₆仅由清除了发送信号TX₁成分的接收信号RX₂构成。即，清除了输入自信号发送部120的发送信号TX₁的漏泄信号TX₃，之后被传送至基带转换部742。当使用本发明的实施例的定向耦合器的情况下，P_Isolation值与P_coupling之间相差10dB以上，因此式10的右边第二项值比第一项小很多，从而可以忽视。

比较本发明和图2所示的现有技术，可知：与输出自图2所示的定向耦合器210的第三端口port 3、且传送到信号接收部130的信号TX₃、RX₃不同，被传送至图7所示发明的基带转换部742的信号RX₆是已对输入到第一端口port 1的发送信号TX₁的漏泄信号TX₃进行了消除的信号。即，发送信号的隔离特性得到进一步的提高。

图8a是通过电阻来表示本发明的衰减器630的图。衰减器630可利用多种现有技术来构成。作为其中的一例，如图8所示，可通过电阻连接来构成衰减器。图8a的(a)、(b)、(c)表示利用电阻R1～R10而构成的各个衰减器的示意图。衰减器包括各个输入端in和输出端out。输入至输入端in的信号按照与输入端in和输出端out之间所连接的电阻值相同的大小来进行衰减，之后被传送到输出端out，由此能够获得所需的信号衰减。本领域的技术人员也可以通过图8a的电路结构之外的多种公知技术来构成衰减器。

图8b是用于模拟实验的本发明的图6的耦合装置600的电路图800。与图6的信号接收部130、信号发送部120和天线140相对应的图8b的信号接收部840、信号发送部850和天线860各由50Ohm的电阻构成，用于模拟的电路800包括衰减器630、作为减法器的平衡-不平衡转换器671和作为4端电路500的定向耦合器810。耦合度为10dB、隔离程度为22dB的定向耦合器210是理想的耦合器210。对于介电常数为10的通常的陶瓷耦合器的物理大小来说，其明显小于介电常数10时的900MHz频带的波长10.512cm，因此假定几乎没有因路径之差而产生的相位变化。

图9a是图8b所示的电路800的隔离特性的模拟结果的图。根据衰减器630的衰减程度而表现出的隔离特性的变化。将衰减器630的衰减值设定为耦合特性和隔离特性之间的差值为12dB的910时，虽然用于实验的定向耦合器210自身的隔离特性为22dB，但可以确认耦合装置600的隔离特性却增加到了56dB920。

图9b是图8b所示的电路800的耦合特性的模拟结果的图。表示根据衰减器630衰减程度而表现出的耦合特性的变化。将衰减器630的衰减值设定910为耦合特性和隔离特性之间的差值为12dB时，虽然用于实验的定向耦合器210自身的隔离特性为10dB，但可以确认耦合器600的耦合特性却降低到了14dB930。

但是，RF信号收发装置601的性能相对于耦合器的耦合特性，对耦合器的隔离特性的影响大，因此通过使用本发明的耦合装置600能够得到改善接收性能的效果。将本发明提出的RFID信号收发装置601应用于产品上，测量了RFID标签的阅读距离。从下述的实验结果中可知阅读距离增加了。

	信号发送器输出	阅读距离
			使用前	248Bμ	150cm
使用后	24δB μ	100cm

图10和图11是包括耦合装置610，620的RF信号收发装置602，603的两种实施例。图10和图11的RF信号收发装置601均包括耦合装置600、天线140、四端口电路500、衰减器630和基带部660。图10的耦合装置610包括作为减法器670的平衡-不平衡变压器671。图11的耦合装置620包括作为减法器670的差分放大器(differential amplifier)672。

本领域的技术人员可通过利用上述之外的各种公知技术来构成图6的减法器670，以构成本发明的RF信号收发装置601的各种变形例，且这些变形例皆属于本发明的权利要求范围之内。

实施例1的变形例1

图12是包括本发明的四端口电路500的实施例中用高频变压器211来代替定向耦合器210而构成的耦合装置610的RF信号收发装置604。

图12的耦合装置610包括高频变压器211、衰减器630和减法器670。高频变压器211具有四个端口port 1、port 2、port 3、port 4。各个端口之间的关系如图5所示：由于第一端口port 1和第二端口port 2之间形成有直通通路，因此来自信号发送部120的发送信号TX₁被输入到第一端口port 1时，将通过插入损耗而衰减的信号TX₂输出至第二端口port 2(式1)。由于第一端口port 1和第四端口port 4相耦合，因此当输入来自信号发送部120的发送信号TX₁时，将耦合信号TX₄输出至第4端口port 4(式2)。由于第一端口port 1和第三端口port 3之间形成有隔离路径，因此将从信号发送部120输入到第一端口port 1的发送信号TX₁的漏泄信号TX₃输出至第三端口port3(式3)。而且，用于本发明的高频变压器211相对于各个端口均具有互易性。

在高频变压器211中，第二端口port 2与天线140相连接，第四端口port4与衰减器630相连接，第一端口port 1与信号发送部120相连接，第三端口port 3和衰减器630将输出信号提供给减法器670，减法器670将减去后的输出信号提供给信号接收部130。

如图12所示，对于四端口电路500的实施例中使用高频变压器211的RF信号收发装置604的详细说明，由于其与图6的RF信号收发装置601的说明相同，因此省略。

变形例1之前所述的、用于本发明实施例的四端口电路为定向耦合器210，但当用高频变压器211来代替定向耦合器210时也能达到相同的目的和效果。对于本领域的技术人员来说，各个端口之间的关系为如上所述的高频变压器211属于所属领域技术人员公知技术，因此省略详细说明。另外，除了高频变压器211之外的所有构成部件天线140、衰减器630、减法器670、信号接收部130、信号发送部120和基带部660，均与上述使用定向耦合器的实施例1相同，因此省略其具体说明。

实施例2-衰减值的适应性变化

图13和图14表示RF信号收发装置1300、1400，为使用能够可变地控制衰减器1330的衰减值的可变衰减器1330时的图。使用可变衰减器1330时，如四端口电路500或PCB这样的其它部件的特性即使发生了变化，也可以获得所需程度的隔离性能。图13和图14所示的RF信号收发装置1300、1400包括：天线140，发送和接收RF信号；信号发送部120，将基带信号转换成RF发送信号TX₁；耦合装置1301；信号接收部1340、1440，将耦合装置1301所输出的信号作为输入信号来接收并将其转换成基带信号；以及基带660，对基带信号进行处理。耦合装置1301包括四端口电路500和可以控制衰减值的可变衰减器1330。

图13和图14所示的信号接收部1340、1440均包括：低噪音放大器1341，对所输入的信号进行减法和放大；信号强度测量部1342，测量发送信号中的漏泄信号强度RSSI；衰减器控制部1343，根据所测量的RSSI值来控制可变衰减器1330。

对于图13和图14所示的RF信号收发装置1300、1400的不同点，以下进行另述。

实施例2-1

图13所示的RF信号收发装置1300包括：信号发送部120、信号接收部1340、耦合装置1301、天线140和基带部660。

耦合装置1301包括：四端口电路500和可以控制衰减值的可变衰减器1330。

信号接收部1340包括：低噪音放大器1341、信号强度测量部1342和根据所测量的RSSI值来控制可变衰减器1330的衰减值的衰减器控制部1343。

由信号发送部120提供的发送信号TX₁被输入至四端口电路500的第一端口port 1，天线140与第二端口port 2相连接，第四端口port 4与可变衰减器1330的输入端相连接。包括在信号接收部1340中的低噪音放大器1341接收第三端口port 3的输出信号TX₃、RX₃和可变衰减器1330的输出信号TX₅、RX₅，之后对其实施减法和放大功能，信号强度测量部1342对低噪音放大器1341的输出信号RX₆中的发送信号的漏泄信号强度RSSI进行测量，并将所测量的RSSI值传送到衰减器控制部1343。衰减器控制部1343根据测量的RSSI值来控制可变衰减器1330的衰减值，使其具有最低的RSSI值，由此能够使发送信号的隔离效果达到最大化。信号接收部1340的输出信号被输入至基带部660。

实施例2-2

如图14所示，RF信号收发装置1400包括：耦合装置1301、天线140、信号发送部120、信号接收部1440和基带部660。

信号接收部1440包括：低噪音放大器1341、信号强度测量部1342、基带转换部1444和根据所测量的RSSI值来控制可变衰减器1330的衰减值的衰减器控制部1343。

由信号发送部120提供的发送信号TX₁被输入至四端口电路500的第一端口port 1，天线140与第二端口port 2相连接，第四端口port 4与可变衰减器1330的输入端相连接。包括在信号接收部1440中的低噪音放大器1441接收第三端口port 3的输出信号TX₃、RX₃和可变衰减器1330的输出信号TX₅、RX₅，之后对其执行减法和放大功能，并将减去、放大的输出信号RX₆传送到基带转换部1444。

图14的RF信号收发装置1400与图13的RF信号收发装置1300的不同点在于，RF信号收发装置1400另包括基带转换部1444。基带转换部1444连接于被包括在信号接收部1440中的低噪音放大器1341和信号强度测量部1342之间，当接收到低噪音放大器1341所输出的信号RX₆时，将BB_I和BB_Q的输出信号提供给基带部660，且将Leak_I和Leak_Q的输出信号传送给信号强度测量部1342。基带转换部1444包括混频器1445和低通滤波器(low pass filter)1446。

信号强度测量部1342测量基带转换部1444的输出信号Leak_I、Leak_Q的信号强度RSSI，并将所测量的RSSI值传送到衰减器控制部1343。衰减器控制部1343根据测量的RSSI值来控制可变衰减器1330的衰减值，使其具有最低的RSSI值，由此能够使发送信号的隔离效果达到最大化。

图15为找出在本发明实施例的RF信号收发装置1330中执行的使发送信号的隔离效果达到最大化的可变衰减器1330的衰减值的方法流程图，其包括：

S1阶段，将可变衰减器1330的衰减值预设为最小值。

S2阶段，接收RF信号，第四端口port 4的输出信号被输入到可变衰减器1330，可变衰减器1330的输出信号和第三端口port 3的输出信号被输入到减法器670，随后输出已被减法计算的信号。

S3阶段，从减法器670的输出信号中测量发送信号的漏泄信号强度RSSI。

S4阶段，依次提高可变衰减器1330的衰减值并测量RSSI值。

S5阶段，从RSSI值中将最小RSSI值时的衰减值设定为可变衰减器1330的衰减值。

本发明提出的新的耦合装置并仅限于上述实施例，在共有一个天线的收发信号的无线通信系统中，本发明的耦合装置显然能够适用于所有的从接收的信号中分离出发送信号的漏泄信号的无线通信系统。

如上所述，本领域的技术人员应该能够理解，在不变更本发明的技术原理或必要特征的情况下，可以实施为其他具体实施方式。

因此，应当理解为：上述的实施例在所有方面均是例示性的，而不是限定性的，本发明的范围通过权利要求来表示，且权利要求的含义和范围及从其等同概念所导出的所有变更或变形方式均应解释为包括于本发明的范围之内。

Claims

1.一种耦合装置，在共有一个天线的信号收发装置中对RF发送信号和RF接收信号进行分配，其包括：

四端口电路，其具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，在所述第一端口和所述第二端口之间形成有直通通路，输入到所述第一端口的信号耦合至所述第四端口，输入到所述第二端口的信号耦合至所述第三端口，所述第一端口和所述第三端口之间被隔离，所述第二端口和所述第四端口之间被隔离；

衰减器，对第四端口所输出的输出信号进行衰减并输出；

减法器,从所述第三端口的输出信号中减去所述衰减器的输出信号;

所述RF发送信号被输入至所述第一端口，所述RF接收信号被输入至所述第二端口，并将所述减法器的输出信号提供给信号接收部。

2.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于：所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的耦合装置，其特征在于：所述四端口电路为定向耦合器和高频变压器之中的一个。

4.一种信号收发装置，包括信号发送部、信号接收部和权利要求1所述的耦合装置，其中，

所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器；

所述信号接收部包括：

低噪音放大器，从所述第三端口的输出信号中减去所述衰减器的输出信号并对其进行放大；

信号强度测量部，测量所述低噪音放大器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI；以及

控制部，根据测量的所述RSSI值，对所述衰减器的衰减值进行控制。

5.根据权利要求4所述的信号收发装置，其还包括与所述耦合装置的第二端口相连接的天线。

6.一种信号收发装置，包括信号发送部、信号接收部和权利要求2所述的耦合装置，其中，

所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器；

所述减法器从所述第三端口的输出信号中减去所述衰减器的输出信号；

所述信号接收部包括：

信号强度测量部，测量所述减法器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI；以及

7.根据权利要求6所述的信号收发装置，其还包括与所述耦合装置的第二端口相连接的天线。

8.一种信号收发装置，包括信号发送部、信号接收部和权利要求1所述的耦合装置，其中，

所述衰减器为能够对衰减程度进行可变控制的可变衰减器；

所述信号接收部包括：

混频器，对所述低噪音放大器的输出信号进行下变换；

低通滤波器，仅允许所述混频器的输出信号中的低频成分通过；

信号强度测量部，测量所述低通滤波器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI；以及

9.根据权利要求8所述的信号收发装置，其还包括与所述耦合装置的第二端口相连接的天线。

10.根据权利要求5～9中任一项所述的信号收发装置，其特征在于：所述四端口电路为定向耦合器和高频变压器之中的一个。

11.一种控制衰减值的方法，其在权利要求4、6或8中任一项所述的信号收发装置中，所述控制部对所述可变衰减器的衰减值进行控制，其包括以下阶段：

将所述可变衰减器的衰减值作为预设的最小值设定的阶段；

接收RF信号后，将第四端口的输出信号输入至所述可变衰减器，且所述可变衰减器和第三端口的输出信号通过所述减法器而进行减法计算的阶段；

测量所述减法器的输出信号中发送信号的漏泄信号强度RSSI的信号强度测量阶段；

依次提高所述可变衰减器的衰减值并测量减法器的输出信号的RSSI值的阶段；

从所测量的RSSI值中，将RSSI值最小时的衰减值设定为可变衰减器的衰减值的阶段。