CN105493412A - 无线通信设备 - Google Patents

Abstract

[目的]提出一种能够以低功耗和小尺寸实现发送信号和接收信号的分离的无线通信设备。[解决方案]提供一种无线通信设备，包括：回转器，包括至少四个端子；单相差分转换器，互相转换单相信号和差分信号；低噪声差分放大器，放大回转器输出的接收信号；和差分功率放大器，放大要被输出到回转器的发送信号。回转器从第一端子和第二端子沿第三端子和第四端子的方向传送信号。单相差分转换器、低噪声放大器和功率放大器中的任何一个被分别连接到回转器的第一端子和第二端子、第三端子和第四端子、第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

Description

无线通信设备

技术领域

本公开涉及一种无线通信设备。

背景技术

能够同时执行发送和接收的全双工无线传输包括：频分双工(FDD)方式，使用用于发送和接收的不同频带执行双向传输；和时分双工(TDD)方式，使用用于发送和接收的相同频带，但按照规则时间间隔划分发送和接收并且在它们之间交替。在作为蜂窝电话标准的通用移动电信系统(UMTS)长期演进(LTE)中，使用由FDD方式或TDD方式实现的全双工无线传输。

作为在UMTSLTEFDD收发器的RF前端中通常使用的分离发送信号和接收信号的方法，存在连接功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)与双工器的方式。主要使用表面声波(SAW)滤波器等制造双工器以便利用频率选择滤波器分离发送信号和接收信号。由于双工器的制造过程不同于收发器芯片的制造过程，所以双工器不能被安装在集成收发器芯片内。

另一方式是使用循环器的方式。循环器是使信号的前进方向为单向的装置。然而，由于循环器利用在从外部施加DC磁场的铁氧体中行进的波中产生的相位旋转的不可逆性，所以这也不能被安装在集成收发器芯片中。

使用电子电路的回转器电路能够实现铁氧体的同样的不可逆性。通过使用回转器电路，可在集成电路中实现分离发送信号和接收信号的功能。例如，专利文献1公开了在回转器电路具有相同方向性地进行环状级联的电路中满足预定条件的情况下用作循环器的回转器电路的要旨。

引用列表

专利文献

专利文献1：JPS51-127648A

发明内容

技术问题

在作为蜂窝电话标准的UMTSLTEFDD中，在全世界分配多个频带。当UMTSLTEFDD收发器的RF前端兼容的频带的数量增加时，必须被安装在该收发器中的双工器的数量也会增加以便适应频带的增加。由于使用SAW滤波器和铁氧体制造双工器和循环器，所以无法将它们安装在集成收发器中，并且因此双工器的数量的增加所伴随的安装面积和成本的增加变得显著。

此外，在前述专利文献1中公开的使用三个回转器电路的循环器中，由于三个回转器电路的使用从而功耗容易增加，并且信号分离的特性容易由于回转器电路的跨导系数的变化而变差。

因此，本公开提出一种能够以低功耗和小尺寸实现发送信号和接收信号的分离的新的改进的无线通信设备。

问题的解决方案

根据本公开，提供一种无线通信设备，所述无线通信设备包括：回转器，包括至少四个端子并且沿一个方向发送信号；单相差分转换器，互相转换单相信号和差分信号；低噪声放大器，放大回转器输出的接收信号；和功率放大器，放大将要被输出到回转器的发送信号。回转器从第一端子和第二端子沿第三端子和第四端子的方向发送信号。单相差分转换器、低噪声放大器和功率放大器中的任何一个被分别连接到回转器的第一端子和第二端子、第三端子和第四端子、第一端子和第三端子、以及第二端子和第四端子。

发明的有益效果

如上所述，根据本公开，可提出一种能够以低功耗和小尺寸实现发送信号和接收信号的分离的新的改进的无线通信设备。要注意的是，上述效果不必受到限制，并且与该效果一起，或者替代于该效果，可表现出希望在本说明书中介绍的任何效果或能够从本说明书预期的其它效果。

附图说明

图1是显示回转器电路的符号的说明图。

图2是显示回转器电路的内部电路的说明图。

图3是显示根据本公开的实施例的RF前端的结构例子的说明图。

图4是用于解释当发送信号被提供给RF前端100时的操作的说明图。

图5是用于解释当接收信号被提供给RF前端100时的操作的说明图。

图6是显示本公开的实施例的第一示例性实施例的说明图。

图7是显示反相器的符号的说明图。

图8是显示反相器的电路结构例子的说明图。

图9是显示本公开的实施例的第一示例性实施例的说明图。

图10是显示本公开的实施例的第二示例性实施例的说明图。

图11是显示本公开的实施例的第三示例性实施例的说明图。

图12是显示本公开的实施例的第四示例性实施例的说明图。

图13是显示根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的结构例子的说明图。

图14是显示根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的操作例子的说明图。

图15是用于解释现有技术的说明图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。要注意的是，在本说明书和附图中，具有基本上相同功能和结构的要素由相同的标号表示，并且省略重复的解释。

将按照下面的次序进行说明。

1.本公开的实施例

1.1回转器电路的原理

1.2RF前端的结构例子

1.3RF前端的操作

1.3.1发送信号的分析

1.3.2接收信号的分析

1.4示例性实施例

1.4.1第一示例性实施例

1.4.2第二示例性实施例

1.4.3第三示例性实施例

1.4.4第四示例性实施例

1.4.5第五示例性实施例

2.结论

1.本公开的实施例

1.1回转器电路的原理

首先，将描述回转器电路的原理。图1是显示回转器电路的符号的说明图，此外，图2是显示回转器电路的内部电路的说明图。以下，将使用图1和图2说明回转器电路的原理。

图1中从左指向右的箭头显示回转器电路的方向性。此外，图1中的R表示电阻。图2中示出的回转器电路的内部电路具有两个电流控制电压源gm1。令gm1的跨导系数为g，电流i1为g乘以电压v2，并且电流i2为负g乘以左侧端子的电压v1。当利用将回转器电路视为二端子电路的导纳矩阵表示时，获得式1。

[数学式1]

$\left(\begin{array}{c}{i}_1\\ i_2\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}0& g\\ -g& 0\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}{v}_1\\ v_2\end{array}\right)$ (式1)

如上所述，可使用回转器电路实现不可逆特性。图15是专利文献1中公开的回转器电路以具有相同方向性的方式进行环状级联的电路。如图15中所示构成回转器电路，并且当终端阻抗Z₁、Z₂和Z₃全都等于电流控制电压源的跨导系数g的倒数(1/g)时，它们用作循环器。

以下描述的本公开的实施例是通过使回转器的数量最小化来实现发送信号和接收信号的分离的实施例。以下描述的本公开的实施例是这样的实施例：提出通过使回转器的数量最小化以低功耗和小型的电路实现发送信号和接收信号的分离。

1.2RF前端的结构例子

接下来，将描述根据本公开的实施例的RF(射频)前端的结构例子。图3是显示根据本公开的实施例的RF前端的结构例子的说明图。以下，将使用图3描述根据本公开的实施例的RF前端的结构例子。

如图3中所示，根据本公开的实施例的RF前端100被配置为包括回转器110、平衡不平衡转换器120、差分LNA(低噪声放大器)130以及差分PA(功率放大器)140a和140b。连接到RF前端100的天线10也被示出在图3中。

回转器110是具有不可逆特性的电子电路，并且具有分离天线10接收到的接收信号和从天线10发送的发送信号的功能。根据这个实施例的回转器110具有四个端子。附图中的回转器110的左侧的两个端子连接到平衡不平衡转换器120，而右侧的两个端子连接到差分LNA130。此外，附图中的回转器110的上侧的两个端子连接到差分PA140a，而下侧的两个端子连接到差分PA140b。

要注意的是，在以下的描述中，附图中的回转器110的左上端子、左下端子、右上端子和右下端子分别是第一端子、第二端子、第三端子和第四端子。

平衡不平衡转换器120是将单相信号转换成差分信号以及将差分信号转换成单相信号的转换元件。天线10接收到的单相接收信号由平衡不平衡转换器120转换成差分信号，并且作为从回转器110输出的差分信号的发送信号由平衡不平衡转换器120转换成单相发送信号。

差分LNA130是放大并且输出通过回转器110从天线10发送的接收信号的放大器。另外，差分PA140a和140b是放大并且输出通过回转器110从天线10发送的发送信号的放大器。

根据这个实施例的RF前端100通过一个回转器110来分离发送信号和接收信号，如图3中所示。此外，在根据这个实施例的RF前端100中，回转器110的四个端子连接到两个不同方，并且两个差分PA140a和140b连接到回转器110，如图3中所示。

以上，使用图3描述了根据本公开的实施例的RF前端100的结构例子。接下来，将描述能够分离发送信号和接收信号的图3中示出的RF前端100。

1.3RF前端的操作

1.3.1发送信号的分析

图4是用于解释当发送信号被提供给RF前端100时的操作的说明图。图4显示：回转器110的第一端子和第二端子端接于阻抗Z₁的电阻器而非平衡不平衡转换器120，回转器110的第三端子和第四端子端接于阻抗Z₂的电阻器而非差分LNA130，并且第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子分别端接于阻抗Z₃/2的电阻器和差分PA140a和140b的开路输出电压V₀/2的电压源而非差分PA140a和140b。

要注意的是，这两个电压源的极性具有这样的方向：使得当经过回转器110的周围电压时，输出电压被同相求和。

在图4中示出的电压、电流和阻抗之间，下面的式2和式3的关系成立。要注意的是，电压V₃是差分PA140a和140b的输出电压的同相和。因此，差分PA140a和140b的各自输出电压是V₃/2。

[数学式2]

$\left.\begin{array}{c}{V}_1=I_1{Z}_1\\ V_2=I_2{Z}_2\\ V_3=V_0-I_3{Z}_3=V_1-V_2\end{array}\right\}$ (式2)

[数学式3]

$\left.\begin{array}{c}{I}_1=I_3-i_1\\ I_2=-I_3-i_2\\ I_3=\frac{V_0-V_1+V_2}{Z_3}\end{array}\right\}$ (式3)

此外，在回转器110的电压和电流之间，下面的式4的关系成立。要注意的是，g是回转器110中的电压控制电流源的跨导系数。

[数学式4]

$\left.\begin{array}{c}{i}_1={\mathrm{gV}}_2\\ i_2=-{\mathrm{gV}}_1\end{array}\right\}$ (式4)

因此，从式2、3和4，求得下面的式5的关系成立。

[数学式5]

$V_1=(\frac{V_0-V_1+V_2}{Z_3}-{\mathrm{gV}}_2)Z_1$

$V_2=(-\frac{V_0-V_1+V_2}{Z_3}+{\mathrm{gV}}_1)Z_2$ (式5)

对于每个电压重新整理式5得出下面的式6.

[数学式6]

$\begin{array}{c}(\frac{Z_1}{Z_3}+1)V_1+({\mathrm{gZ}}_1-\frac{Z_1}{Z_3})V_2=\frac{Z_1}{Z_3}{V}_0\\ -(\frac{Z_2}{Z_3}+{\mathrm{gZ}}_2)V_1+(1+\frac{Z_2}{Z_3})V_2=-\frac{Z_2}{Z_3}{V}_0\end{array}$ (式6)

把式6重写为矩阵得出式7。

[数学式7]

$\left(\begin{array}{cc}\frac{Z_1}{Z_3}+1& {\mathrm{gZ}}_1-\frac{Z_1}{Z_3}\\ -\frac{Z_2}{Z_3}-{\mathrm{gZ}}_2& 1+\frac{Z_2}{Z_3}\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}{V}_1\\ V_2\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}\frac{Z_1}{Z_3}\\ -\frac{Z_2}{Z_3}\end{array}\right)\·V_0$ (式7)

当使用式7的左侧示出的两行两列矩阵的逆矩阵时，可求得回转器110的第一端子和第二端子之间的电压V₁以及第三端子和第三端子之间的电压V₂。要注意的是，电压V₃是通过从如式2中所示的电压V₁减去电压V₂而求得的值。

[数学式8]

$\left(\begin{array}{c}{V}_1\\ V_2\end{array}\right)={\left(\begin{array}{cc}\frac{Z_1}{Z_3}+1& {\mathrm{gZ}}_1-\frac{Z_1}{Z_3}\\ -\frac{Z_2}{Z_3}-{\mathrm{gZ}}_2& 1+\frac{Z_2}{Z_3}\end{array}\right)}^{-1}\left(\begin{array}{c}\frac{Z_1}{Z_3}\\ -\frac{Z_2}{Z_3}\end{array}\right)\·V_0$ (式8)

[数学式9]

$V_1=\frac{Z_1({\mathrm{gZ}}_2+1)}{Z_1+Z_2+Z_3+g^3{Z}_1{Z}_2{Z}_2}\·V_0$

$V_2=\frac{Z_2({\mathrm{gZ}}_1-1)}{{Z_0}^2{Z}_1+{Z_0}^2{Z}_2+{Z_0}^2{Z}_3+Z_1{Z}_2{Z}_2}\·V_0$

$V_3=\frac{Z_1+Z_2}{{Z_0}^2{Z}_1+{Z_0}^2{Z}_2+{Z_0}^2{Z}_3+Z_1{Z}_2{Z}_2}\·V_0$ (式9)

这里，尽管平衡不平衡转换器120的阻抗Z₁由于它在天线10的周围状况的影响下变化而不确定，但差分LNA130的输入阻抗Z₂以及差分PA140a和140b的输出阻抗Z₃/2能够被设计为满足下面的式10，也就是说，等于回转器110的电压控制电流源的跨导系数g的倒数。

[数学式10]

$Z_2=Z_3=\frac{1}{g}$ (式10)

在这个式10的条件下，前述式9被简化为下面的式11。

[数学式11]

$V_1=\frac{V_0}{2}\·\frac{2{\mathrm{gZ}}_1}{{\mathrm{gZ}}_1+1}$

$V_2=\frac{V_0}{2}\·\frac{{\mathrm{gZ}}_1-1}{{\mathrm{gZ}}_1+1}$

$V_3=\frac{V_0}{2}$ (式11)

因此，像式11中一样，电压V₃变为V₀/2。

在终端阻抗Z₁、Z₂、Z₃全都等于1/g的情况下，很明显，式11的V₁和V₃同样地变为V₀/2，并且V₂变为0。因此，很明显，回转器110将来自差分PA140a和140b的所有输出发送给平衡不平衡转换器120，而不将它们发送给差分LNA130。因此，具有四个端子的回转器110能够起到循环器的作用，该循环器将来自差分PA140a和140b的输出发送给天线10，而不将它们发送给差分LNA130。

以上，使用图4描述了当发送信号被提供给RF前端100时的操作。接下来，将描述当接收信号被提供给RF前端100时的操作。

1.3.2接收信号的分析

图5是用于解释当接收信号被提供给RF前端100时的操作的说明图。图5显示：回转器110的第一端子和第二端子端接于串联连接的阻抗Z₁的电阻器和接收信号的开路输出电压Vr而非平衡不平衡转换器120，回转器110的第三端子和第四端子端接于阻抗Z₂的电阻器而非差分LNA130，并且回转器110的第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子分别端接于阻抗Z₃/2的电阻器而非差分PA140a和140b。

在图5中示出的电压、电流和阻抗之间，下面的式12和式13的关系成立。要注意的是，电压V₃是差分PA140a和140b的输出电压的同相和。因此，差分PA140a和140b的各自输出电压是V₃/2。

[数学式12]

$\left.\begin{array}{c}{V}_1=I_1{Z}_1+V_r\\ V_2=I_2{Z}_2\\ V_3=-I_3{Z}_3=V_1-V_2\end{array}\right\}$ (式12)

[数学式13]

I₁＝I₃-i₁

I₂＝-i₂-I₃

$I_3=\frac{V_2-V_1}{Z_3}$ (式13)

此外，由于在回转器110的电压和电流之间前述式4的关系成立，所以从式4、12和13，下面的式14的关系成立。

[数学式14]

$V_1=(\frac{V_2-V_1}{Z_3}-{\mathrm{gV}}_2)Z_1+V_r$

$V_2=-(\frac{V_2-V_1}{Z_3}-{\mathrm{gV}}_1)Z_2$ (式14)

以与前述发送信号相同的方式，在对于每个电压重新整理式14并且变换为矩阵式之后，使用逆矩阵对每个电压求解导致下面的式15。要注意的是，电压V₃是通过从如式12中所示的电压V₁减去电压V₂而求得的值。

[数学式15]

$V_1=\frac{Z_2+Z_3}{Z_1+Z_2+Z_3+g^3{Z}_1{Z}_2{Z}_2}\·V_r$

$V_2=\frac{Z_2(1+{\mathrm{gZ}}_3)}{Z_1+Z_2+Z_3+g^3{Z}_1{Z}_2{Z}_2}\·V_r$

$V_3=\frac{Z_3(1-{\mathrm{gZ}}_2)}{Z_1+Z_2+Z_3+g^3{Z}_1{Z}_2{Z}_2}\·V_r$ (式15)

以与前述发送信号相同的方式，当阻抗Z₁和Z₃被指定以满足式10时，前述式15被简化为下面的式16的形式。由于电压V₃是通过从如式12中所示的电压V₁减去电压V₂而求得的值，所以当电压V₁和电压V₂相等时，电压V₃变为0。

[数学式16]

$V_1=\frac{V_r}{2}\·\frac{2}{{\mathrm{gZ}}_1+1}$

$V_2=\frac{V_r}{2}\·\frac{2}{{\mathrm{gZ}}_1+1}$

V₃＝0(式16)

在终端阻抗Z₁、Z₂、Z₃全都等于1/g的情况下，很明显，式16的V₁和V₂同样地变为V_r/2，并且V₃变为0。因此，很明显，回转器110将来自平衡不平衡转换器120的所有接收信号发送给差分LNA130，而不将其发送给差分PA140a和140b。因此，具有四个端子的回转器110能够起到循环器的作用，该循环器将来自平衡不平衡转换器120的输出发送给差分LNA130，而不将其发送给差分PA140a和140b。

1.3.3隔离特性的改进

以上，使用图5描述了当接收信号被提供给RF前端时的操作。在以上说明中示出，当天线10侧的终端阻抗Z₁等于1/g时，回转器110能够分离发送信号和接收信号。

然而，天线10的阻抗通常不是恒定的。因此，并不总是存在能够使天线10侧的终端阻抗Z₁等于1/g的情况。如果阻抗Z₁不等于1/g，则在式11的用于V₂的式子中，(gZ₁-1)将不会变为0。因此，如果阻抗Z₁不等于1/g，则V₀保留在式11中示出的用于V₂的式子中。也就是说，用作循环器的回转器110的隔离特性变差，并且发送信号最后被发送给差分LNA130。

因此，将描述一种通过仅使用式11中示出的发送信号的V₁和V₂的关系从V₂消除V₀分量来改进回转器110的隔离特性的方法。

首先，为了区分发送信号和接收信号，使式11的V₁和V₂为V_1TX和V_2TX，并且使式16的V₁和V₂为V_1RX和V_2RX。求用于消除发送信号的条件(即，V_2TX变为0的条件)导致式17。

[数学式17]

${V_{2TX}}^{\′}=V_{2TX}-\left(\frac{V_{2TX}}{V_{1TX}}\right)V_{1TX}=0$ (式17)

此外，如果使用式11的关系，则在V_1TX和V_2TX之间下面的式18的关系成立。

[数学式18]

$\frac{V_{2TX}}{V_{1TX}}=\frac{{\mathrm{gZ}}_1-1}{2{\mathrm{gZ}}_1}$ (式18)

当这个式18的计算结果被存储并且应用于式11中示出的发送信号和式16中示出的接收信号时，V₂变为下面的式19。

[数学式19]

${V_2}^{\′}=(V_{2TX}+V_{2RX})-\left(\frac{V_{2TX}}{V_{1TX}}\right)(V_{1TX}+V_{1RX})=\frac{V_r}{2{\mathrm{gZ}}_1}$ (式19)

因此，通过应用式19，RF前端100能够消除V₀对V₂的式子的影响。因此，在发送信号和接收信号的分离期间，通过应用式19，RF前端消除去往天线10的发送信号，并且能够仅获得天线10接收到的接收信号。

1.4示例性实施例

1.4.1第一示例性实施例

以这种方式，通过使用一个回转器110，根据本公开的实施例的RF前端100能够分离发送信号和接收信号。接下来，将描述根据本公开的实施例的RF前端100的示例性实施例。

图6是显示本公开的实施例的第一示例性实施例的说明图。图6中示出的是在将两个在“ACMOStransconductance-Cfiltertechniqueforveryhighfrequencies”(B.Nauta,IEEEJournalofSolid-StateCircuits,vol.27,no.2,pp.142-153(Feb.1992))中公开的跨导器电路应用于RF前端100中所包括的回转器110的情况下的RF前端100的示例性实施例。

前述文献中公开的跨导器电路由六个反相器构成。因此，图6中示出的回转器110由12个反相器构成。图7是示出反相器的符号的说明图，而图8是示出反相器的电路结构例子的说明图。

如图8中所示，MOSPNP晶体管MP和MOSNPN晶体管MN的栅极连接到输入端子，并且MOSPNP晶体管MP和MOSNPN晶体管MN的漏极连接到输出端子。由于MOSPNP晶体管MP和MOSNPN晶体管MN都在饱和区域中工作，所以这两个晶体管的跨导系数的总和是反相器的跨导系数。

要注意的是，由于反相器是单相电路，所以为了使回转器110的差分模式的跨导系数是g，反相器的跨导系数gm被加倍。图9是显示本公开的实施例的第一示例性实施例的说明图。例如，如图9中所示，阻抗Z₁、Z₂和Z₃中的任何一个是50Ω的反相器的跨导系数gm是40mS，因为Z₁＝Z₂＝Z₃＝1/g＝1/2gm。

1.4.2第二示例性实施例

图10是显示本公开的实施例的第二示例性实施例的说明图。在第一示例性实施例中，平衡不平衡转换器120连接到回转器110的第一端子和第二端子，差分LNA130连接到第三端子和第四端子，并且差分PA140a和140b分别连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。在图10中示出的实施例中，平衡不平衡转换器、差分LNA和差分PA的位置关系改变。

也就是说，在图10中示出的第二示例性实施例中，差分PA140连接到回转器110的第一端子和第二端子，平衡不平衡转换器120连接到第三端子和第四端子，并且差分LNA130a和130b分别连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。从差分PA140输出的发送信号仅前进至天线10，并且输入到天线10的接收信号仅前进至差分LNA130a和130b，由此在RF前端100的第二示例性实施例中，也可分离发送信号和接收信号。

1.4.3第三示例性实施例

图11是显示本公开的实施例的第三示例性实施例的说明图。在图11中示出的第三示例性实施例中，差分LNA130连接到回转器110的第一端子和第二端子，差分PA140连接到第三端子和第四端子，并且平衡不平衡转换器120a和120b分别连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

从差分PA140输出的发送信号仅前进至天线10，并且输入到天线10的接收信号仅前进至差分LNA130，由此在RF前端100的第三示例性实施例中，也可分离发送信号和接收信号。

1.4.4第四示例性实施例

图12是显示本公开的实施例的第四示例性实施例的说明图。在图12中示出的第四示例性实施例中，差分LNA130连接到回转器110的第一端子和第二端子，差分PA140连接到第三端子和第四端子，并且平衡不平衡转换器120a和120b分别连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

图12中示出的例子是平衡不平衡转换器120a和120串联连接的情况。此外，在平衡不平衡转换器120a和120b如图12中所示串联连接的情况下，类似于第三示例性实施例的情况，从差分PA140输出的发送信号仅前进至天线10，并且输入到天线10的接收信号仅前进至差分LNA130。即使在平衡不平衡转换器120a和120b以这种方式串联连接的情况下，也可分离发送信号和接收信号。

1.4.5第五示例性实施例

如“1.3.3隔离特性的改进”中所述，通过前述式19的应用，在发送信号和接收信号的分离期间，去往天线10的发送信号被消除并且仅获得天线10接收到的接收信号。在第五实施例中，将描述通过应用式19来分离发送信号和接收信号的结构。

图13是显示根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线收发器的结构例子的说明图。在图13中，示出全双工无线收发器，其中发射器151、DA转换器152、接收器161、AD转换器162和163以及控制部分170被添加到图3中示出的RF前端100。

发射器151将发送信号提供给RF前端100。DA转换器152将由控制部分170产生的数字发送信号转换成模拟发送信号并且将其输出给发射器151。此外，接收器161接收从RF前端100的差分LNA130输出的接收信号，执行预定接收处理，并且将其输出给AD转换器162。AD转换器162将接收器161输出的模拟接收信号转换成数字接收信号，并且将其输出给控制部分170。此外，AD转换器163将在信号接收期间的天线10的端电压V₁(跨回转器110的第一端子和第二端子的电压)转换成数字信号并且将其输出给基带物理层170。

控制部分170是执行基带的各种处理并且例如执行各种信号处理(诸如，信号的调制处理和解调处理以及纠错处理)的层。如图13中所示，控制部分170被配置为包括电压测量部分171、存储部分172和发送信号消除部分173。

电压测量部分171获取在信号接收期间的天线10的端电压V₁和在信号接收期间的电压V₂(跨回转器110的第三端子和第四端子的电压)，并且测量V₂/V₁的值。存储部分172存储各种信息。在本实施例中，电压测量部分171存储测量的V₂/V₁的值。

使用电压测量部分171测量的并且被存储在存储部分172中的V₂/V₁的值，发送信号消除部分173执行前述式19的运算，并且消除接收信号中所包含的发送信号。

通过具有图13中示出的结构，根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器能够改进隔离特性。

以上，使用图12描述了根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的结构例子。现在，将描述根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的操作例子。

图13是显示根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的操作例子的流程图。以下，将使用图13描述根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的操作例子。

图13中示出的流程图是当控制部分170执行消除接收信号中所包含的发送信号的操作时的操作例子。根据第五示例性实施例的全双工无线通信收发器首先利用电压测量部分171测量仅发送信号的V₂/V₁的值(步骤S101)。

当已利用电压测量部分171测量仅发送信号的V₂/V₁的值时，根据第五示例性实施例的全双工无线通信收发器然后将电压测量部分171测量的仅发送信号的V₂/V₁的值存储在存储部分172中(步骤S102)。

当仅发送信号的V₂/V₁的值被存储在存储部分172中时，发送信号消除部分173使用存储在存储部分172中的仅发送信号的V₂/V₁的值执行消除接收信号中所包含的发送信号的前述式19的运算(步骤S103)。

通过执行图13中示出的一系列操作，根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器能够改进隔离特性。以上，使用图13描述了根据本公开的实施例的第五示例性实施例的全双工无线通信收发器的操作例子。

要注意的是，尽管前述第五示例性实施例被示出为用于针对图3中示出的RF前端100执行消除接收信号中所包含的发送信号的操作的结构例子，但本公开不限于该例子。也就是说，用于执行消除接收信号中所包含的发送信号的操作的结构也可以被添加到前述第二至第四示例性实施例中示出的RF前端100。

2.结论

如上所述，根据本公开的实施例，可提供能够利用一个回转器分离发送信号和接收信号的RF前端以及设置有该RF前端的全双工无线通信收发器。

由于可在集成芯片中安装分离发送信号和接收信号的回转器，所以能够以小尺寸构成根据本公开的实施例的RF前端。由于可按照小尺寸构成根据本公开的实施例的RF前端，所以即使它必须兼容的频带增加，也不存在对电路规模的较大影响。此外，由于根据本公开的实施例的RF前端能够利用一个回转器分离发送信号和接收信号，所以可抑制功耗并且阻止由于跨导系数的变化导致的信号分离特性的劣化。

不必以在序列图或流程图中描述的次序按照时间顺序执行在本说明书中由装置执行的处理中的步骤。例如，可按照与在流程图中描述的次序不同的次序执行由装置执行的处理中的步骤，或者可并行地执行由装置执行的处理中的步骤。

另外，能够创建这样的计算机程序，该计算机程序使每个装置中所包括的硬件(诸如，CPU、ROM或RAM)以与上述装置中的结构类似的方式操作。另外，可提供其上记录有所述计算机程序的记录介质。此外，通过将功能框图中示出的各功能块配置为硬件，该硬件能够实现一系列处理。

以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但本公开当然不限于以上例子。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内找到各种改变和变型，并且应该理解，它们将会自然落在本公开的技术范围内。

另外，在本说明书中描述的效果仅是说明性和展示性的，而非限制性的。换句话说，与基于本说明书的效果一起，或替代于基于本说明书的效果，根据本公开的技术能够表现出对于本领域技术人员而言显而易见的其它效果。

另外，本技术也可如下构造。

(1)一种无线通信设备，包括：

回转器，包括至少四个端子并且沿一个方向发送信号；

单相差分转换器，互相转换单相信号和差分信号；

低噪声放大器，放大回转器输出的接收信号；和

功率放大器，放大要被输出到回转器的发送信号，

其中所述回转器从第一端子和第二端子沿第三端子和第四端子的方向传送信号，并且

其中单相差分转换器、低噪声放大器和功率放大器中的任何一个分别被连接到回转器的第一端子和第二终端、第三端子和第四端子、第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

(2)如(1)所述的无线通信设备，其中所述单相差分转换器的差分信号输入侧和输出侧被连接到回转器的第一端子和第二端子，低噪声放大器的输入端子被连接到回转器的第三端子和第四端子，并且功率放大器的输出端子分别被连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

(3)如(2)所述的无线通信设备，其中分别连接到所述回转器的第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子的功率放大器的输出电压在回转器处被同相求和。

(4)如(2)或(3)所述的无线通信设备，其中所述回转器的第一端子和第二端子之间的终端阻抗以及第三端子和第四端子之间的终端阻抗被配置为等于回转器的差分跨导系数的倒数。

(5)如(2)或(3)所述的无线通信设备，其中所述回转器的第一端子和第三端子之间的终端阻抗以及第二端子和第四端子之间的终端阻抗被配置为等于回转器的差分跨导系数的倒数的一半。

(6)如(2)至(5)中任一项所述的无线通信设备，还包括：

电压计算部分，当接收信号被发送给回转器时计算作为回转器的第三端子和第四端子之间的电压值除以回转器的第一端子和第二端子之间的电压值的值；和

消除部分，使用由电压计算部分计算的值从接收信号中消除发送信号分量。

(7)如(6)所述的无线通信设备，其中所述消除部分通过从回转器的第三端子和第四端子之间的电压去除功率放大器的开路输出电压分量来从接收信号中消除发送信号分量。

(8)如(1)所述的无线通信设备，其中所述功率放大器的输出端子被连接到回转器的第一端子和第二端子，单相差分转换器的差分信号输入侧和输出侧被连接到回转器的第三端子和第四端子，并且低噪声放大器的输入端子分别被连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

(9)如(1)所述的无线通信设备，其中所述低噪声放大器的输入端子被连接到回转器的第一端子和第二端子，功率放大器的输出端子被连接到回转器的第三端子和第四端子，并且单相差分放大器的差分信号输入侧和输出侧分别被连接到回转器的第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

(10)如(1)至(9)中任一项所述的无线通信设备，其中所述回转器由多个单相反相器构成。

(11)如(10)所述的无线通信设备，其中每个单相反相器的跨导系数被配置为等于回转器的差分跨导系数的两倍。

标号列表

100RF前端

110回转器

120、120a、120b平衡不平衡转换器

130、130a、130b差分LNA

140、140a、140b差分PA

Claims (11)

1.一种无线通信设备，包括：

回转器，包括至少四个端子并且沿一个方向发送信号；

单相差分转换器，互相转换单相信号和差分信号；

低噪声放大器，放大回转器输出的接收信号；和

功率放大器，放大要被输出到回转器的发送信号，

其中所述回转器从第一端子和第二端子沿第三端子和第四端子的方向传送信号，并且

其中单相差分转换器、低噪声放大器和功率放大器中的任何一个分别被连接到回转器的第一端子和第二终端、第三端子和第四端子、第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

2.如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述单相差分转换器的差分信号输入侧和输出侧被连接到回转器的第一端子和第二端子，低噪声放大器的输入端子被连接到回转器的第三端子和第四端子，并且功率放大器的输出端子分别被连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

3.如权利要求2所述的无线通信设备，其中分别连接到所述回转器的第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子的功率放大器的输出电压在回转器处被同相求和。

4.如权利要求2所述的无线通信设备，其中所述回转器的第一端子和第二端子之间的终端阻抗以及第三端子和第四端子之间的终端阻抗被配置为等于回转器的差分跨导系数的倒数。

5.如权利要求2所述的无线通信设备，其中所述回转器的第一端子和第三端子之间的终端阻抗以及第二端子和第四端子之间的终端阻抗被配置为等于回转器的差分跨导系数的倒数的一半的值。

6.如权利要求2所述的无线通信设备，还包括：

电压计算部分，当接收信号被发送给回转器时计算作为回转器的第三端子和第四端子之间的电压值除以回转器的第一端子和第二端子之间的电压值的值；和

消除部分，使用由电压计算部分计算的所述值从接收信号中消除发送信号分量。

7.如权利要求6所述的无线通信设备，其中所述消除部分通过从回转器的第三端子和第四端子之间的电压去除功率放大器的开路输出电压分量来从接收信号中消除发送信号分量。

8.如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述功率放大器的输出端子被连接到回转器的第一端子和第二端子，单相差分转换器的差分信号输入侧和输出侧被连接到回转器的第三端子和第四端子，并且低噪声放大器的输入端子分别被连接到第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

9.如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述低噪声放大器的输入端子被连接到回转器的第一端子和第二端子，功率放大器的输出端子被连接到回转器的第三端子和第四端子，并且单相差分放大器的差分信号输入侧和输出侧分别被连接到回转器的第一端子和第三端子以及第二端子和第四端子。

10.如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述回转器由多个单相反相器构成。

11.如权利要求10所述的无线通信设备，其中每个单相反相器的跨导系数被配置为等于回转器的差分跨导系数的两倍的值。