CN105103462A

CN105103462A - 用于双工器和共存无线通信系统的无源泄露抵消网络

Info

Publication number: CN105103462A
Application number: CN201380069968.3A
Authority: CN
Inventors: 安库什·戈埃尔; 贝南·安娜卢伊; 侯赛因·哈希米
Original assignee: University of Southern California USC
Current assignee: University of Southern California USC
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-11-25
Also published as: JP2016504855A; EP2932619A2; US20140376419A1; WO2014133625A2; WO2014133625A3; KR101998455B1; US9490866B2; KR20150098640A; JP6214673B2; EP2932619A4

Abstract

一种无源抵消网络可以包括：发射输入，该发射输入具有从发射器无源地接收要被无线发射的发射信号的配置；发射输出，该发射输出具有在由所述无源抵消网络处理之后无源地递送所述发射信号的配置；接收输入，该接收输入具有无源地接收包括来自所述发射信号的不期望的泄露的接收信号的配置；接收输出，该接收输出具有在由所述无源抵消网络处理之后无源地递送所述接收信号的配置；以及无源前馈抵消电路，该无源前馈抵消电路以前馈方式无源地抵消所述接收信号中来自所述发射信号的不期望的泄露的至少一部分。

Description

用于双工器和共存无线通信系统的无源泄露抵消网络

相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求于2012年12月11日提交的题为“FRONT-ENDMODULESFORFULL-DUPLEXWIRELESSTRANSCEIVERS”的美国临时专利申请61/735,783的优先权，其代理人卷号为028080-0818。本申请还基于并且要求于2013年3月25日提交的题为“FRONT-ENDMODULESFORFULL-DUPLEXWIRELESSTRANSCEIVERS”的美国临时专利申请61/805,078的优先权，其代理人卷号为028080-0877。这两个申请的每个的全部内容都通过引用包括在此。

关于联邦资助研究的声明

本发明得到政府支持，授予号为N00014-12-V-0130，由海军研究局(ONR)奖励，以及授予号为HR0011-12-C-0094，由国防部先进研究项目局(DARPA)奖励。政府在本发明中具有一定权利。

技术领域

本公开涉及同时发射和接收的无线通信系统，还涉及在这样的系统中，发射信号到接收信号的泄露。

背景技术

在无线通信系统中，无线接收器(RX)可以接收信号，而无线发射器(TX)——其可以是组合、共站址、或近距离——可以同时发射不同信号。例如，在频分双工(FDD)无线电通信系统中，相同无线电的TX和RX可以同时工作于两个不同频率带，分别是用于TX的f_tx和用于RX的f_rx。另一示例是智能电话，其具有多个无线电，诸如Wi-Fi无线电和蜂窝无线电，其可以同时工作。这可以导致一个无线电的RX在一个频率带f_rx中接收信号而另一无线电的TX在另一频率带f_INT中发射信号。

在此场景中，无线电通信系统的重要性能度量可能是同时操作的TX和RX之间的“隔离”。该隔离在TX频率带内和RX频率带内会尤其重要。TX频率带或RX频率带内达到RX的任何泄露可能显著干扰接收器。最小所需隔离可取决于应用和场景。例如，在商业FDD无线电中，50dB或更多的TX到RX隔离可能为TX和TX频率带中所需。在没有充足的隔离的情况下，入侵TX信号可能显著使牺牲RX的灵敏度退化并最终阻止其正确操作。

在FDD无线电中，提供TX-RX隔离的流行方法是使用频率双工器。双工器是三端口电气网络。一个端口典型连接到天线(ANT)，一个端口连接到TX输出，以及一个端口连接到RX输入。双工器设计中的共同挑战是从TX到ANT和从ANT到RX获取低插入损耗，同时提供从TX到RX的高度隔离。但是，满足这个要求可能需要昂贵的谐振器技术，诸如体声波(BAW)谐振器。此外，通过FDD无线电可能需要支持的多个频率带中的新型成长，无线电中的多个双工器可能成比例成长，其可能导致复杂、不可缩放的无线电系统。因此，可以被电子调谐以解决多于一个频带的可调谐双工器可以极端令人满意用来降低无线电的复杂度和成本。但是，声学谐振器可能难以调谐，而其它类型的可调谐谐振器可能不提供没有显著损耗和/或没有过度块的足够隔离。

入侵TX和牺牲RX的隔离还使用了频域的分离和定制滤波的组合。隔离通常依赖于具体平台和其所支持的无线电的频率带，其可以是随着无线电变得更复杂且支持更多频带的限制。

增强TX和RX之间的隔离的另一方法是生成抵消信号，其完全或部分匹配从入侵TX到牺牲RX的泄露信号的振幅，但具有相反的相位。抵消信号随后与泄露信号相组合以将其抵消掉并且增强隔离。

这个抵消方法可能需要有源电路，诸如放大器，在创建抵消信号以匹配泄露信号的路径中。有源电路的引入会极端不希望，因为其会引入过度噪声，由于非线性而限制功率控制，和/或消耗功率。而且，这样的方法可能在牺牲RX中的信号路径的下游抵消泄露信号。这可能需要牺牲RX的上游信号路径是线性的，其又可能利用对系统的RF功率控制性能的限制。而且，如果在反馈抵消中获取与泄露信号的组合，可能还需要考虑显著的稳定性要求。

存在无线电通信系统的分类，其中，TX和RX同时在相同频带操作，还有时被称为相同信道。在这样的场景中，可能不存在RX和TX之间的任何频率分离。因此，TX-RX隔离可能不是通过任何带通滤波或类似电路来获取。RX的正确操作随后可能大大取决于相同无线电的自干扰TX信号的抵消。取决于RX的所需灵敏度和TX的输出信号功率，100dB到130dB的总隔离可能会需要。这样的高级隔离可能难以通过在无线电前端的一个抵消步骤而获取。而且，可能必需附加滤波来滤波在其它频率带中到达RX的其它干扰信号。

发明内容

一种无源抵消网络可以包括：发射输入，该发射输入具有如下配置：从发射器无源地接收要被无线发射的发射信号；发射输出，该发射输出具有如下配置：在由所述无源抵消网络处理之后，无源地递送所述发射信号；接收输入，该接收输入具有如下配置：无源地接收包括来自所述发射信号的不期望的泄露的接收信号；接收输出，该接收输出具有如下配置：在由所述无源抵消网络处理之后，无源地递送所述接收信号；以及无源前馈抵消电路，该无源前馈抵消电路以前馈方式无源地抵消所述接收信号中来自所述发射信号的不期望的泄露的至少一部分。

所述发射输出和所述接收输入可以共享公共端子。

所述无源前馈抵消电路可以包括无源双工器。

所述发射信号的一部分可以在发射频率带内，所述接收信号的一部分可以在与所述发射频率带不同的接收频率带内，所述不期望的泄露可以在所述发射频率带、所述接收频率带、或两者中，并且所述无源前馈抵消电路可以包括：第一无源抵消子电路，该第一无源抵消子电路具有如下配置：抵消所述发射频率带中所述不期望的泄露的至少一部分；或者第二无源抵消子电路，该第二无源抵消子电路具有如下配置：抵消所述接收频率带中所述不期望的泄露的至少一部分。

所述第一无源抵消子电路可以具有对所述接收频率带内的信号的高输入阻抗。所述第二无源抵消子电路可以具有对所述发射频率带内的信号的高输入阻抗。

所述第一无源抵消子电路可以包括第一无源带通滤波器，该第一无源带通滤波器基本上仅使所述发射频率带内的信号通过。所述第二无源抵消子电路可以包括第二无源带通滤波器，该第二无源带通滤波器基本上仅使所述接收频率带内的信号通过。

所述无源抵消网络可以包括无源双工器，该无源双工器包括：第三无源带通滤波器，该第三无源带通滤波器基本上仅使所述发射频率带内的信号通过；或者第四无源带通滤波器，该第四无源带通滤波器基本上仅使所述接收频率带内的信号通过。所述第一无源带通滤波器和第三无源带通滤波器可以具有基本上相同的阶数、损耗、或带外响应。所述第二无源带通滤波器和第四无源带通滤波器可以具有基本上相同的阶数、损耗、或带外响应。所述第一无源带通滤波器在所述接收频率带中可以具有基本上平坦的振幅响应。所述第二无源带通滤波器在所述发射频率带中可以具有基本上平坦的振幅响应。

所述发射信号或接收信号或两者可以具有在多个不连续频率带中的信号。所述无源前馈抵消电路对来自所述发射信号的泄露的抵消可以在所述多个不连续频率带中的一个或多个内是最佳的。

所述无源前馈抵消电路可以包括无源信号组合器和无源信号分解器。

所述无源前馈抵消电路可以包括无源衰减器、移相器、或延迟线。

所述无源前馈抵消电路可以包括无源电压组合器、功率组合器、或定向耦合器。

所述无源前馈抵消电路可以包括无源可调谐电路，该无源可调谐电路控制其中不期望的泄露的抵消是最佳的一个或多个频率带。

所述无源前馈抵消电路可以包括无源可调谐电路，该无源可调谐电路使得所述无源前馈抵消电路能够被调谐到所述发射频率带、所述接收频率带、或两者。

所述无源前馈抵消电路可以包括循环器。

所述无源前馈抵消电路可以包括隔离器。

所述无源前馈抵消电路可以包括包含具有如下配置的算法的电路：最优化所述无源前馈抵消电路以基于所述发射输入处的信号而最大化所述不期望的泄露的抵消。

通过对下面的示例性实施例的详细描述、附图和权利要求的审阅，这些以及其它组件、步骤、特征、对象、益处和优点，现在将变得明显。

附图说明

附图是示例性实施例的。它们并非图示说明所有实施例。其它实施例可以额外或替换使用。可能显然或没有必要的细节可能被省略以便节约空间或更有效说明。一些实施例可能通过附加组件或步骤和/或不用所图示的所有组件或步骤来实践。当相同标号出现在不同附图中时，其指代相同或相似组件或步骤。

图1示出无源抵消网络的示例。

图2示出另一无源抵消的示例。

图3示出基于无源抵消的双工器的示例，其包括双工器和无源抵消网络。

图4示出无源抵消网络的另一示例。

图5示出无源抵消网络的另一示例。

图6示出可能获取在多个频率处的接近无限数量的抵消的无源抵消网络的示例。

图7是基于无源抵消的双工器的另一示例。

图8示出服务具有“n”个牺牲接收器和“m”个入侵发射器的无线电系统的无源抵消网络的示例，其中“m”和“n”每个都是大于或等于一的自然整数。

图9、10和11示出基于无源抵消的双工器的示例实施例。

图12是基于无源抵消的双工器的示例。

图13示出基于无源抵消的可调谐双工器的示例。

图14是无源抵消网络的另一示例。

图15示出可用于优化无源抵消网络的算法的示例。

具体实施方式

现在描述示例性实施例。此外或者替换地，可以使用其它实施例。可忽略可能明显或不必要的细节以节省空间或更有效呈现。一些实施例可以通过附加组件或步骤和/或不用所述描述的所有组件或步骤来实践。

现在将描述各种创新系统、架构和方法，用于无源前向反馈抵消及其应用于频率双工器和共存无线通信系统。

现在讨论的组件和电路可以都是无源的。无源组件或电路是不提供任何电力增益的。这样的无源组件和电路可以包括一个或多个电阻器、电容器、电感器、谐振器、声学谐振器、线圈、变压器、平衡-不平衡变换器、或分布式元件，诸如传输线、同轴谐振器、或这些的任何组合。无源组件和电路还可以包括开关。不提供任何电力增益的晶体管可以用于开关并且随后还被认为是无源的。

使用无源组件可以提高泄露抵消的程度，而不产生退化噪声或非线性并且也不需要外部电力。

图1示出无源抵消网络的示例。无源抵消网络可以是四端口电气网络，诸如端口1-4如图1中标记。网络可以用在具有一个或多个无线电的无线电系统中，其中一个无线电的RX是对相同或另一无线电的入侵发射器(TX)的牺牲。

端口1可以接收要被提供到RX的信号。接收信号可以在特定频率带，RX频率带中。

端口2可以在抵消处理之后输出RX信号。

端口3可以从入侵源接收TX信号或其副本。发射信号可以在特定频率带，TX频率带内。

端口4可以在抵消处理之后输出入侵TX信号。

没有无源抵消网络，可能存在从TX到RX的显著泄露，使牺牲RX性能退化。示例泄露路径是，在共存场景中，信号从入侵无线电的天线泄露到牺牲无线电的天线时。无源抵消网络可以插入到无线电系统中。其可以包括两个无源抵消函数电路103和105，以及两个信号组合器107和109。无源抵消网络101和所有其组件可以整体无源并且具有逆传输函数。例如，信号组合器107可以是具有逆响应的三端口无源网络。

从其端口1到其端口2以及从其端口3到其端口4的信号损耗可以最小。因此，插入无源抵消网络可能不会在无线电系统中产生显著信号插入损耗。

无源抵消函数电路103和105可以被设计为使得无源抵消网络从端口3到端口2的传输函数尽可能接近地匹配从TX到RX的泄露传输函数，具有相反相位。因此，无源抵消网络可以完全或部分抵消从TX到RX的泄露信号并且可以增强整体隔离。例如，可以获得至少40、50或60dB的整体隔离。包括两个无源抵消函数电路103和105可以使得无源抵消网络能够在通常为其中隔离很重要的重要频率带的RX频率带和TX频率带中都增强了整体隔离。无源抵消函数电路103与信号组合器107相组合可以被配置为增强RX频率带中的隔离，而无源抵消函数电路105与信号组合器109相组合可以被配置为增强TX频率带中的隔离。

两个无源抵消函数电路103和105以及两个信号组合器107和109可以具有一个或多个下面的属性：

●信号组合器107和109中每个都可以组合来自端口1和2的信号并且输出组合信号到其端口3。每个组合器从端口1到端口3的信号损耗可以最小。

●无源抵消函数电路103可以具有无源传输函数，在RX频带具有高输入阻抗，并且可以调整振幅和相位以在其输出产生抵消信号，当与泄露信号相组合时，可以完全或部分抵消跨整个或一部分频率带的泄露。

●无源抵消函数电路105可以具有无源传输函数，在TX频带具有高输入阻抗，并且可以调整振幅和相位以在其输出产生抵消信号，当与泄露信号组合时，可以完全或部分抵消跨整个或一部分频率带的泄露。

图2示出另一无源抵消的示例。无源抵消网络又可以是具有端口1-4的四端口电气网络，如图2中所示。其可以用在具有一个或多个无线电的无线电系统中，其中一个无线电的RX是对相同或另一无线电的入侵发射器(TX)的牺牲。

端口1可以接收将被提供给RX的信号。

端口2可以在抵消处理之后输出RX信号。

端口3可以从入侵源接收TX信号或其副本。

端口4可以在抵消处理之后输出入侵TX信号。

没有无源抵消网络，可能存在从TX到RX的显著泄露，使牺牲RX性能退化。示例泄露路径是，在共存场景中，信号从入侵无线电的天线泄露到牺牲无线电的天线时。无源抵消网络随后可以插入到无线电系统中。

无源抵消网络可以包括无源抵消函数电路203、信号组合器205、和信号分解器207。无源抵消网络中所有组件可以是无源的并且因此具有逆传输函数。例如，信号组合器205可以是具有逆响应的三端口无源网络。从端口1到端口2以及从端口3到端口4的信号损耗可以是最小的。因此，插入无源抵消网络可能不会使原始无线电系统的信号插入损耗显著退化。无源抵消函数电路203可以被设计为使得无源抵消网络从端口3到端口2的传输函数尽可能接近地匹配从TX到RX的泄露传输函数，具有相反相位。因此，无源抵消网络可以完全或部分抵消从TX到RX的泄露信号并且可以增强整体隔离。例如，可以获得至少40、50、或60dB的整体隔离。

无源抵消网络可以包括无源抵消函数电路203、无源信号组合器205和无源信号分解器207，并且可以具有一个或多个下面的属性：

●信号分解器207可以将来自其端口3的信号分解为两个信号且将其输出到其端口1和2。从其端口3到其端口1的信号损耗可以是最小的。

●信号组合器205可以组合来自其端口1和2的信号并且输出组合信号到其端口3。从端口1到端口3的信号损耗可以是最小的。

●无源抵消函数电路可以具有无源传输函数，其可以被调整振幅和相位以在其输出产生抵消信号，当与泄露信号组合时，可以完全或部分抵消泄露。

图3示出基于无源抵消的双工器的示例，其包括双工器303和无源抵消网络305。无源抵消网络305可以是任何类型的，诸如图1或2中所示的无源抵消网络。入侵TX和牺牲RX可以属于相同FDD无线电并且要求高TX到RX隔离，诸如至少40、50、或60dB。基于无源抵消的双工器可以具有如图3中所示的端口1-3。端口1可以接收RX信号并发射TX信号并且可以连接到天线或天线开关。端口2可以输出RX信号并且可以连接到接收器输入。端口3可以输入TX信号并且可以连接到发射器输出。从端口1到端口2以及从端口3到端口1的信号损耗可以是最小的。从端口3到端口2的隔离可以是高的。

双工器303可以是常规双工器303，其可以具有其端口2和端口3之间的较差隔离，诸如隔离小于40、30、或20dB。基于无源抵消的双工器可以包含其它无源组件。基于无源抵消的双工器可以增强整体架构的端口2和3之间的隔离。因此，基于无源抵消的双工器可以变为优秀双工器，具有其端口2和3之间的优秀的隔离。基于无源抵消的双工器301可以以常规双工器303使用，在其端口2和3之间具有差隔离以使得在其端口1到2和端口3到1之间能够有非常低的信号损耗。基于无源抵消的双工器从端口1到2和端口3到1的信号损耗可以符合常规双工器303的那些。无源抵消网络505可以增强隔离，使得基于无源抵消的双工器的端口2和3之间的整体隔离是优秀的。无源抵消网络305可以不具有对基于无源抵消的双工器从端口1到端口2和从端口3到端口1的信号损耗的任何重要影响。结果，基于无源抵消的双工器可以变为，与常规双工器诸如常规双工器303相比较，具有优秀损耗和优秀隔离的双工器。

基于无源抵消的双工器可以具有一个或多个下面的属性：

●无源抵消网络305可以增强从端口3到端口2的隔离

●常规双工器303可以提供具有下面的特性的无源函数：

○在RX频带上从其端口1到其端口2的最小信号损耗

○在TX频带上从其端口3到其端口1的最小信号损耗

○从其端口3到其端口2的隔离

图4示出无源抵消网络的另一示例。无源抵消网络可以包括：

●无源TX频带带通滤波器和阻抗匹配网络403。

●无源RX频带带通滤波器和阻抗匹配网络405。

●可包含可调节衰减器和移相器的无源抵消网络407

●可包含可调节衰减器和移相器的第二无源抵消网络409

●可以是功率组合器例如定向耦合器的无源信号组合器411。

●可以是功率组合器例如定向耦合器的第二无源信号组合器413。

图5示出无源抵消网络的另一示例。无源抵消网络可以包括：

●无源TX频带带通滤波器和阻抗匹配网络403。

●无源RX频带带通滤波器和阻抗匹配网络405。

●可包含可调节衰减器和移相器的无源抵消网络407。

●可包含可调节衰减器和移相器的第二无源抵消网络409。

●可以是电压组合器例如变压器或平衡-不平衡变换器的无源信号组合器503。

●可以是电压组合器例如变压器或平衡-不平衡变换器的无源信号组合器505。

图4和5中所示的无源抵消网络在一个频率上结合无源抵消网络407和409中每个可以获取几乎无限量的抵消。在TX频带或RX频带的其它频率上的抵消可以取决于抵消路径传输函数多好地匹配泄露路径传输函数。

图6示出在多个频率上可以获取接近无限量的抵消的无源抵消网络的示例。无源抵消网络可以包括：

●无源TX频带带通滤波器和阻抗匹配网络。

●无源RX频带带通滤波器和阻抗匹配网络405。

●可包含信号分解器、组合器、可调节衰减器、移相器和可调节延迟线的无源抵消网络603。

●可包含信号分解器、组合器、可调节衰减器、移相器和可调节延迟线的第二无源抵消网络605。

●可以是电压或功率组合器例如耦合器、变压器或平衡-不平衡变换器的无源信号组合器107。

●可以是电压或功率组合器例如耦合器、变压器或平衡-不平衡变换器的无源信号组合器。

图7是基于无源抵消的双工器的另一示例。无源抵消双工器可以包括：

●无源TX频带带通滤波器和阻抗匹配网络705。

●无源RX频带带通滤波器和阻抗匹配网络703。

●可以是图1或3-6中所图示的任何无源抵消网络的无源抵消网络707。

如果基于无源抵消的双工器使用图4-6中所图示的任何的无源抵消网络，则带通滤波器403和405可以具有分别完全或部分地匹配滤波器703和705的响应的响应。具体地，带通滤波器403可以与带通滤波器703相同，而带通滤波器405可以与带通滤波器705相同。

图8示出服务具有“n”个牺牲接收器和“m”个入侵发射器的无线电系统的无源抵消网络的示例，其中“m”和“n”每个都是大于或等于一的自然整数。无源抵消网络可以是“2(m+n)”端口电气网络。端口1到端口n可以接收要被提供到无线电的牺牲接收器的信号RX₁ ⁱ到RX_n ⁱ。端口n+1到端口2n可以在抵消处理之后输出RX信号RX₁ ^o到RX_n ^o。端口2n+1到端口2n+m可以从入侵源TX₁ ⁱ到TX_m ⁱ接收TX信号。端口2n+m+1到端口2(m+n)可以在抵消处理之后输出入侵TX信号TX₁ ^o到TX_m ^o。

无源抵消网络可以包含“m.n”4端口无源抵消网络，每个可以是图1或3-6中所示的任何的4端口无源抵消网络。每个4端口无源抵消网络可以增强从“m”个入侵TX信号之一到“n”个牺牲RX信号之一的隔离。图8中所示的无源抵消网络可以用于增强共存多无线电的隔离。无源抵消网络还可以与一个或多个双工器组合用于单信道、多频带、信道聚合、单天线、多天线或上述无线电系统的任何组合的隔离增强。

所有提议的无源抵消网络和基于无源抵消的双工器可以与抵消频带和抵消带宽相关联。抵消频带可以被定义为RX和TX之间的整体隔离比诸如40、50或60dB的指定值更好的频率带。取决于无源抵消网络内的传输函数，抵消频带可以是单频率带或者多个连续或不连续频带。因此，可以获得具有窄带、宽带和并发多频带无源抵消的无源抵消网络和基于无源抵消的双工器。此外，无源抵消网络和基于无源抵消的双工器每个可以具有可调谐的抵消频带。抵消情况的可调谐性，例如抵消频带的可调谐性，可以通过调整诸如无源抵消网络407、409、603或605的衰减区的衰减或移相器的相位的无源网络的适当参数而获得。

所有前述的一个扩展，也被称为固定频率带抵消或固定频率双工器是一类“可调谐”无源抵消网络和“可调谐”的基于无源抵消的双工器。可调谐双工器或可调谐无源抵消网络可以是其RX频带(f_rx)和/或TX频带(f_tx)可以是可变量或可以被调谐的双工器或无源抵消网络。当每个中的几个或所有无源组件包括调谐性能时，图1-8中所示的无源抵消网络，以及图3和7中所示的基于无源抵消的双工器，每个都可以做成可调谐的。双工器或无源抵消网络的任何参数可以被调谐，例如在RX或TX频率带的每个中的双工器中心频率或带宽。

例如，当TX频带滤波器703和403被实施为可调谐滤波器时，可以获得具有可调谐TX频带的基于无源抵消的双工器。类似地，当RX频带滤波器705和405是可调谐滤波器时，可以获得具有可调谐RX频带的基于无源抵消的可调谐双工器。这两个还可以被组合。

图13示出基于无源抵消的可调谐双工器的示例，基于无源抵消的可调谐双工器可包括：

●TX频带可调谐带通滤波器1305。

●RX频带可调谐带通滤波器1303。

●可调谐匹配网络1311和1313。

●TX频带可调谐带通滤波器1307。

●RX频带可调谐带通滤波器1309。

●可调谐匹配网络1315和1317。

●可调谐无源抵消网络1319，其可以包含信号分解器和组合器，多个可调节衰减器和移相器以及可调节延迟线，其中任何或所有的都可以被调谐。

●第二可调谐无源抵消网络1321，其可包含信号分解器和组合器、多个可调节衰减器和移相器以及可调节延迟线，其中任何或所有的都可以被调谐。

●无源信号组合器1323，其可以是电压或功率组合器，例如定向耦合器、变压器或平衡-不平衡变换器。

●第二无源信号组合器1325，其可以是电压或功率组合器，例如定向耦合器、变压器或平衡-不平衡变换器。

可调谐滤波器1303和1305连同匹配网络1311和1313一起，可以形成可调谐双工器，常规双工器303的示例实施例。滤波器1303和1309可以具有完全或部分匹配响应。具体地，它们可以是相同的滤波器。滤波器1305和1307可以具有完全或部分匹配响应。具体地，它们可以是相同的滤波器。

现有的或新的设备和组件技术及其组合可以用于实现已经讨论的无源抵消网络和基于无源抵消双工器中的无源块。示例包括：基于声学谐振器的技术、基于电磁谐振器的技术、集成无源设备技术、表面安装组件无源技术、集成开关技术、可调谐MEMS电容器技术、可调谐BST电容器技术、可调谐SOI电容器、可调谐SOS电容器、或可调谐CMOS电容器技术、以及基于循环器或隔离器的技术。尽管不是所有技术可能用于所有架构，但许多组合都可能。

具体地，任何无源抵消函数电路103、105或203或常规双工器303可以使用滤波器传输函数，作为其构造的一部分。滤波器传输函数可以由组合固定和可调谐或开关元件的各种方法来实现，包括使用可能离散的集总无源组件、或者集成在硅芯片中、或者嵌入到印刷电路板(PCB)衬底或封装中。它们还可以使用在PCB、硅芯片、封装中任一个上实现的低Q电气谐振器，或者其它电磁型谐振器，诸如陶瓷或其它介电谐振器，来实现。此外，谐振器可以基于机械或声学谐振器，包括MEMS、SAW和BAW型。可调谐组件可以是硅或绝缘体上硅(SOI)或蓝宝石上硅(SOS)中的MEMS可调谐电容器以及数字可调谐电容器，或者来自可调谐PIN二极管或可调谐介电材料诸如各种形式的BST的电容器。

任何无源抵消函数电路103、105或203，或者常规双工器303，可以使用滤波器传输函数，作为其构造的一部分。滤波器传输函数可以通过各种滤波器拓扑和合成方法，包括阶梯、基于耦合谐振器、梳状、切比雪夫(Chebyshev)、巴特沃兹(Butterworth)、贝塞尔(Bessel)或椭圆，来实现。

任何无源抵消函数电路103、105或203可以使用移相器作为其构造的一部分。移相器函数可以通过各种无源拓扑，包括反射型、矢量调制器以及基于窄带滤波器，来实现。

基于无源抵消的双工器可以使用循环器来将RX和TX端口连接到相同天线。循环器可以不具有从TX到RX的足够隔离并且因此可以使用无源抵消网络。

图9、10和11示出基于无源抵消的双工器的示例实施例。这样的双工器可以包括：

●循环器903以共享TX和RX之间的天线端口。

●无源抵消网络407。

●信号分解器，其可以是功率分解器905或另一循环器1105。

●信号组合器205，其可以是180°混合1003。

基于无源抵消的双工器可以使用隔离器来将RX和TX端口连接到相同天线。无源抵消网络可以用来增强从TX到RX的隔离。

图12是基于无源抵消的双工器的示例。这样的双工器可以包括：

●隔离器1203以将TX连接到天线端口。

●两个无源抵消网络1209和1207，其中每个可以包含信号分解器和组合器、多个可调节衰减器和移相器、可调节延迟线、和带通滤波器，其中任何一个或所有的都可以是可调谐的。

●信号组合器1205。

无源抵消网络1207或1209或两者的参数可以被调整以增强从TX到RX的隔离。

无源抵消网络和无源抵消双工器可以与包含在作为设备一部分的计算机可读存储器内的校准算法组合以调节无源抵消网络的参数以获取最优抵消情况以及作为结果的从任何入侵TX到任何牺牲RX的最佳或所需隔离。在响应于诸如温度变化或天线端口失配的环境改变的操作期间，校准算法可以执行一次或多次。校准算法也可以对多无线电系统中的每对TX和RX执行多次。

算法可以使用已经存在或由TX端口提供的信号，诸如TX频带中的TX信号、调制、连续波、或噪声、或来自存在于TX端口上的任何其它频带的信号。算法可能要求无源抵消网络来内部生成示例TX信号并将其内部地应用于TX端口。信号可以是单音、多音、或者类似随机信号的噪声。算法可以使用确定性计算、基于相关的方法来找到最佳解决方案。

图14是无源抵消网络的示例。校准电路1403可以将信号施加到网络的TX端口。其还可以感应或测量来自网络的RX端口的信号。在适当信号处理之后，校准电路1403可以根据所需抵消结果而调节无源抵消网络407和/或409的参数。

图15示出可以用来优化无源抵消网络的算法的示例。在步骤1中，无源抵消网络的参数可以固定为新的值。例如，移相器的相位可以被设置为固定值。在步骤2中，信号可以被发送到TX端口。信号可能已经存在于来自入侵TX的端口或者可能由无源抵消网络内部生成。在步骤3中，可测量RX端口处的总接收信号，作为通过抵消路径传输函数的信号的结果，还可测量泄露路径。在该步骤期间，可能执行额外信号处理，诸如接收信号与某个已知信号的相关性。或者接收到的信号可以就用来形成从TX到RX的整体传输函数方程。处理可以重复以获得足够方程来解算步骤4中的所有未知。所需方程的数量可以取决于在无源抵消网络中的未知参数的数量，例如衰减器的衰减设置和移相器的相位。

校准可以扩展到多TX多RX无线电，其中增强每个RX-TX对之间的隔离的校准可以对于每个无源抵消网络重复。

已经讨论的组件、步骤、特征、目标、益处和优点仅仅是示例性的。它们中没有一个，关于它们的讨论也不意在以任何方式限制保护范围。还可预期许多其它实施例。这些实施例包括具有更少、附加、和/或不同组件、步骤、特征、目标、益处和优点的实施例。这些还包括不同地安排和/或排序组件和/或步骤的实施例。

例如，无源抵消网络可以用于增强仅用于RX频带或TX频带之一的隔离，或者无源抵消网络可以用于增强除了TX或RX频带以外的其它频率带中的隔离，诸如在RX频带或TX频带的谐振频率处的频带。无源抵消网络的各个部分可以是物理分开和放置在无线电的不同位置以改进性能或简化系统集成。无源抵消网络的变型可以用于解决在可能支持载波聚合的各个场景的无线设备的复杂RF前端模块中新出现的隔离要求。

除非另外声明，否则所有测量、值、额定、位置、幅度、尺寸或在本说明书中包括所附权利要求中所阐述的其它规范都是近似的，而非精确的。它们希望具有与它们相关的功能以及它们所属于的领域的习惯相一致的合理范围。

在本公开内容中已经引用的所有文章、专利、专利申请和其它出版物通过引用包括在此。

短语“用于……的装置”，当在权利要求中使用时，想要且应该被解释为包括已经描述的相应的结构和材料及其等同物。类似地，短语“用于……的步骤”，但在权利要求中使用时，想要且应该被解释为包括已经描述的相应的动作及其等同物。权利要求中缺少这些短语意味着权利要求不期望且应该不被解释为限制为这些相应的结构、材料或动作，或其等同物。

保护范围仅受到所附权利要求的限制。当根据本说明书及之后的审查历史来解释时，除非阐述了具体含义，该范围想要且应该被解释为与符合在权利要求中使用的语言的普通含义一样宽，且包括所有结构和功能等同物。

诸如“第一”和“第二”等的关系术语可以仅仅用来区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不一定要求或暗示它们之间的任何实际关系或次序。术语“包括”及任何其它其变型，当接合说明书和权利要求中元素列表使用时，想要指示该列表不是排他的且其它元素也可包括在内。类似地，前面带有“一”或“一个”的元素，在没有进一步限制的情况下，不排除同样类型的额外元素的存在。

没有权利要求想要包括未满足美国专利法案第101、102或103条的要求的主题，它们也不应该被这样解释。该主题的任何不期望的覆盖在此予以放弃。除了在本段落中声明的，已经陈述或图示说明的任何东西都不想或不应该被解释为使得任何组件、步骤、特征、目标、益处、优点或等同物的奉献被公布于众，不管其是否在权利要求中叙述。

提供摘要以帮助读者快速确定技术公开的特点。应该理解，其将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，前面的详细描述中的各个特征在各个实施例中被分组到一起以使公开内容合理化。公开的这个方法不应该不解释为要求所要求保护的实施例要求比每个权利要求中明确叙述更多的特征。而是，如所附权利要求所反映的，发明主题在于比单个公开的实施例的所有特征更少。因此，所附权利要求在此结合到详细描述中，每个权利要求坚持其自身为单独要求保护的主题。

Claims

1.一种无源抵消网络，包括：

发射输入，所述发射输入具有如下配置：从发射器无源地接收要被无线发射的发射信号；

发射输出，所述发射输出具有如下配置：在由所述无源抵消网络处理之后，无源地递送所述发射信号；

接收输入，所述接收输入具有如下配置：无源地接收包括来自所述发射信号的不期望的泄露的接收信号；

接收输出，所述接收输出具有如下配置：在由所述无源抵消网络处理之后，无源地递送所述接收信号；以及

无源前馈抵消电路，所述无源前馈抵消电路以前馈方式无源地抵消所述接收信号中来自所述发射信号的所述不期望的泄露的至少一部分。

2.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述发射输出和所述接收输入共享公共端子。

3.如权利要求2所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括无源双工器。

4.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述发射信号的一部分在发射频率带内，所述接收信号的一部分在与所述发射频率带不同的接收频率带内，所述不期望的泄露在所述发射频率带、所述接收频率带、或两者中，并且所述无源前馈抵消电路包括：

第一无源抵消子电路，所述第一无源抵消子电路具有如下配置：抵消所述发射频率带中的所述不期望的泄露的至少一部分；或者

第二无源抵消子电路，所述第二无源抵消子电路具有如下配置：抵消所述接收频率带中的所述不期望的泄露的至少一部分。

5.如权利要求4所述的无源抵消网络，其中：

所述第一无源抵消子电路不吸收所述接收频率带内的信号；或者

所述第二无源抵消子电路不吸收所述发射频率带内的信号。

6.如权利要求4所述的无源抵消网络，其中：

所述第一无源抵消子电路具有对所述接收频率带内的信号的高输入阻抗；或者

所述第二无源抵消子电路具有对所述发射频率带内的信号的高输入阻抗。

7.如权利要求4所述的无源抵消网络，其中：

所述第一无源抵消子电路包括第一无源带通滤波器，所述第一无源带通滤波器基本上仅使所述发射频率带内的信号通过；或者

所述第二无源抵消子电路包括第二无源带通滤波器，所述第二无源带通滤波器基本上仅使所述接收频率带内的信号通过。

8.如权利要求7所述的无源抵消网络，进一步包括无源双工器，所述无源双工器包括：

第三无源带通滤波器，所述第三无源带通滤波器基本上仅使所述发射频率带内的信号通过；或者

第四无源带通滤波器，所述第四无源带通滤波器基本上仅使所述接收频率带内的信号通过。

9.如权利要求8所述的基于无源抵消的双工器，其中：

所述第一无源带通滤波器和第三无源带通滤波器具有基本上相同的阶数、损耗、或带外响应；或者

所述第二无源带通滤波器和第四无源带通滤波器具有基本上相同的阶数、损耗、或带外响应。

10.如权利要求8所述的无源抵消网络，其中，所述第一无源带通滤波器在所述接收频率带中具有基本上平坦的振幅响应，或者所述第二无源带通滤波器在所述发射频率带中具有基本上平坦的振幅响应。

11.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述发射信号的一部分在发射频率带内，所述接收信号的一部分在与所述发射频率带不同的接收频率带内，所述发射信号或接收信号或两者可以具有在多个不连续频率带中的信号，并且所述无源前馈抵消电路对来自所述发射信号的泄露的抵消在所述多个不连续频率带中的一个或多个内是最佳的。

12.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括无源信号组合器和无源信号分解器。

13.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括无源衰减器、移相器、或延迟线。

14.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括无源电压组合器、功率组合器、或定向耦合器。

15.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括无源可调谐电路，所述无源可调谐电路控制其中不期望的泄露的抵消是最佳的一个或多个频率带。

16.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述发射信号的一部分在发射频率带内，所述接收信号的一部分在与所述发射频率带不同的接收频率带内，所述不期望的泄露在所述发射频率带和所述接收频率带两者内，并且所述无源前馈抵消电路包括无源可调谐电路，所述无源可调谐电路使得所述无源前馈抵消电路能够被调谐到所述发射频率带、所述接收频率带、或两者。

17.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括循环器。

18.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括隔离器。

19.如权利要求1所述的无源抵消网络，其中，所述无源前馈抵消电路包括包含具有如下配置的算法的电路：最优化所述无源前馈抵消电路以基于所述发射输入处的信号而最大化所述不期望的泄露的抵消。