CN105765871B

CN105765871B - 前馈抵消器

Info

Publication number: CN105765871B
Application number: CN201480064403.0A
Authority: CN
Inventors: 肯尼斯·M·韦伯; 查尔斯·A·哈尔; 蒂娜·P·斯里瓦斯塔瓦; 安托尼·T·麦克道尔
Original assignee: Raytheon Sarcos LLC
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2018-11-27
Anticipated expiration: 2034-11-25
Also published as: JP2017502566A; JP6314227B2; EP3042451B1; US9553712B2; US20150146589A1; KR102250942B1; WO2015077741A1; CN105765871A; KR20160091390A; EP3042451A1

Abstract

一种前馈抵消系统包括发射元件和接收元件。发射元件与发射线电连通。发射元件被配置成将发射信号输出至发射线。接收元件与接收线电连通。接收元件被配置成处理响应信号，该响应信号是响应于发射信号而生成的并且被传送至接收线。至少一个天线被配置成发射发射信号、接收基于发射信号而生成的响应信号以及将响应信号传送至接收线。前馈抵消系统还包括被配置成基于发射信号生成抵消信号的电子抵消单元。抵消信号从响应信号和接收线中的至少一个中消除饱和。

Description

前馈抵消器

背景技术

本公开内容涉及同时发射和接收系统。

能够同时发射和接收数据的传统系统将会经受泄漏和/或反射。泄漏和/或反射能够使接收路径中的第一增益级饱和。然而，饱和阻碍系统正常运行。

发明内容

根据一个实施方式，前馈抵消系统(feed-forward cancellation system)包括发射元件和接收元件。发射元件与发射线电连通并且被配置成将发射信号输出至发射线。接收元件与接收线电连通。接收元件被配置成处理响应信号，该响应信号是响应于发射信号而生成的并且被传送至接收线。至少一个天线被配置成发射发射信号、接收基于发射信号生成的响应信号、以及将响应信号传送至接收线。前馈抵消系统还包括电子抵消单元，该电子抵消单元被配置成基于发射信号生成抵消信号，该抵消信号从响应信号和接收线中的至少一个中消除饱和的。

根据另一实施方式，在同时发射和接收系统中消除饱和的方法包括将发射信号从同时发射和接收系统传送到至少一个天线。该方法还包括经由至少一个天线接收基于发射信号的响应信号，并且将响应信号传送至同时发射和接收系统的接收线。该方法还包括使用同时发射和接收系统基于发射信号生成抵消信号。抵消信号被配置成从响应信号和接收线中的至少一个中消除饱和。

通过本公开内容的技术实现了另外的特征。在本文中详细描述的其它示例性实施方式被认为是请求保护的发明的一部分。为了更好地理解各个示例性实施方式，提供了以下描述。

附图说明

为了更全面地理解本公开内容，现在结合附图以及详细描述做出了以下简要描述，其中，相似的附图标记表示相似的部件：

图1是总体地图示出根据本公开内容的示例性实施方式的前馈系统的示意图；

图2是图示出根据示例性实施方式的用于宽带信号的频域通道化主动RF抵消架构的示意图；

图3是图示出通过根据示例性实施方式的用于宽带信号的频域通道化主动RF抵消架构的信号流的示意图；

图4是图示出根据至少一个示例性实施方式的时域前馈抵消系统的示意图；

图5是图示出包括抵消单元的前馈抵消系统的示意图，其中抵消单元包括能够复制(replicate)泄漏和/或干扰信号的电子数字信号处理器；

图6是图示出包括抵消单元的前馈抵消系统的示意图，其中抵消单元包括电子数字信号处理器以及能够识别一种或多种饱和的信号检测器；

图7是总体地图示出根据示例性实施方式的双天线前馈抵消系统的示意图；

图8是更加详细地图示出根据示例性实施方式的双天线前馈抵消系统的示意图；

图9是图示出根据另一示例性实施方式的双天线前馈抵消系统的示意图；

图10是图示出根据又一示例性实施方式的双天线前馈抵消系统的示意图；

图11是图示出根据示例性实施方式在同时发射和接收系统中消除饱和的方法的流程图；

图12是图示出根据另一示例性实施方式在同时发射和接收系统中消除饱和的方法的流程图；

图13是图示出根据又一示例性实施方式在同时发射和接收系统中消除饱和的方法的流程图。

具体实施方式

本公开内容的至少一个实施方式提供了一种前馈抵消系统，该前馈抵消系统被配置成例如减轻同时发射和接收系统中的反射和/或泄露。该同一系统也能够减轻来自外部源的射频干扰(RFI)，其中外部源包括环境和干扰发射机(jammer)。前馈抵消系统包括频域中心系统、时域中心系统或者频域和时域中心系统的组合，以在干扰信号或泄漏信号进入系统的接收部分时将其消除。干扰信号包括但不限于：自我造成的(self-inflicted)宽带干扰信号和干扰信号。因此，防止了所有接收级的饱和，包括模数转换器(ADC)。如果从射频(RF)前端到经过数字化处理都保持线性，则系统的数字信号处理(DSP)端能够以高水平的准确度去除干扰残余。

参考图1，前馈抵消系统10将发射线12上的原始信号发送至天线14，并且减轻和/或抵消在接收线16上接收的一个或多个反射信号。在至少一个实施方式中，由于一个或多个信号反射和/或信号泄漏，出现在循环器(circulator)18的接收端口处的传入接收信号与从系统10发射的信号类似。各种反射和/或泄漏信号被前馈抵消系统10抵消。例如，前馈抵消系统10抵消泄漏信号20、天线反射信号22和干扰信号24。泄漏信号20包括例如原始发射信号的通过循环器18泄漏并且泄漏到接收线16上的部分。天线反射信号22包括从天线14反射回来的信号。干扰信号24包括由接收线16接收的从外部环境反射的反射信号26。外部环境包括但不限于山区地形、飞行器、海军舰船和陆地交通工具。

根据本公开内容的前馈抵消系统10的至少一个示例性实施方式包括抵消单元106，该抵消单元106被配置成将宽带发射信号分成多个子带信号。如图1中还示出的，抵消单元106被置于发射线12与接收线16之间。根据实施方式，所分的子带彼此相等。每个子带信号被传送至对信号抵消器的通道进行馈送的各个带通滤波器。每个通道使用由后抵消信号(post cancelled signal)进行馈送的反馈回路来优化信号抵消。每个通道包括例如可调RF延迟以及由数字控制器控制的振幅电路。

参考图2，例如，图示出了根据至少一个示例性实施方式的频域前馈抵消系统100。频域前馈抵消系统100包括发射元件102、接收元件104、抵消单元106、循环器108、抵消器微控制器110和信号检测器112。发射元件102包括功率放大器(PA)，该功率放大器(PA)将发射信号输出至发射线/辐射器，输出至发射路径114。接收元件104包括接收来自发射路径114的发射信号的低噪声放大器(LNA)。抵消单元106通信性地置于发射元件102与接收元件104之间。在这方面，抵消单元106在发射信号通过循环器108的泄漏被馈送至接收元件104之前将其抵消。因此，提供了排除了泄漏的、从自由空间接收的信号。抵消单元106也在发射信号被馈送至接收元件104之前抵消从自由空间接收的自由空间发射信号的反射。

根据至少一个示例性实施方式，抵消单元106被配置为通道化抵消器106。通道化抵消器106包括一个或多个滤波器元件116以及一个或多个各自的可调抵消元件(TCE)118，其被配置成在发射信号被接收元件104接收之前主动地抵消从发射路径114接收的发射信号中的反射。根据图2中图示的至少一个实施方式，通道抵消器106包括低通滤波器(LPF)116a、中通滤波器(MPF)116b和高通滤波器(HPF)116c。可以认识到，滤波器元件1116的组合不限于此。通道化抵消器106被配置成处理宽频率带宽和/或具有不匹配部件的系统。例如，在接收到来自自由空间的信号时立即执行用以减轻反射的主动抵消处理和子带(sub-banding)处理。通道化抵消器106首先将发射信号分成一个或多个频带以缓解抵消要求。这允许处理更宽的带宽而不经受频带边缘处的劣化。取决于缓解要求和系统特性，这个概念能够扩展成包括多于三个频带。

各个TCE 118被置于每个滤波器116与接收元件104之间。因此，前馈抵消系统(例如，主动抵消和子带)在从发射路径114接收的发射信号被馈送至接收元件104之前对该信号进行操作。根据至少一个实施方式，每个TCE 118相对于彼此具有不同的频率响应设置。例如，连接至LPF的第一TCE 118具有以下频率响应设置：该频率响应设置具有与信号的中频或高频部分不同的斜率或传递函数。连接至MPF的第二TCE 118具有以下频率响应：该频率响应具有不同特性。因此，每个TCE 118能够优化发射信号频率响应的匹配，以最有效地将它抵消。

循环器108经由发射路径114通信性地耦合至天线120(例如，刀形天线)。发射路径114具有长度(L)。循环器108接收由于发射线和接收线两者不匹配而从天线120返回的反射。抵消器微控制器110被配置成控制TCE 118中的一个或多个主动地调谐各自的通道。信号检测器112(在下文中称为检测器112)例如具有置于循环器108与接收元件104之间的输入，以及连接至抵消器微控制器110的输出。因此，在发射信号被馈送到接收元件104中之前，并且在发射信号被提供至抵消器微控制器110之前，检测在接收线上传播的发射信号的特性(例如，反射、泄漏、电压电平、频率等)。因此，例如，抵消器微控制器110动态地控制一个或多个TCE 118在不期望的信号被输入至LNA 104之前主动地去除该不期望的信号。虽然频域抵消系统100被图示为主动抵消系统100，但是可以认识到，可以省略抵消器微控制器110以提供被动频域抵消系统。

参考图3，图示出了根据至少一个实施方式的系统100的信号视图。在正常泄漏减轻期间，原始信号(S1)由系统100生成，并且由发射元件102放大。S1的一小部分被转移至通道化抵消器106，在该通道化抵消器106处由TCE处理S1的一小部分以抵消泄漏。S1的其余部分被发送至发射路径/辐射器114，在该发射路径/辐射器114处，S1的其余部分被发射在自由空间中。原始发射信号S1的一部分(S1泄漏)通过循环器108泄漏并且泄漏到接收线上。通过使用由通道化抵消器106处理的S1样本来抵消该不期望的泄漏。类似地，随着原始发射信号S1通过自由空间传播，S1的一部分(S1反射)也从天线120反射出来。也通过使用通道化抵消器106的输出来抵消反射信号。通过去除饱和(即S1泄漏和/或S1反射信号)或者将饱和减小至低的残余水平，抵消S1泄漏和/或S1反射信号使得系统100能够更好地检测所关注的接收信号(RSOI)。

频域方法也可以被应用于能够合成接收的宽带脉冲或先验频率响应(priorifrequency response)，并且能够使用主动通道化抵消器以减轻从外部源接收的宽带RF干扰的系统(诸如，数字RF存储器-DRFM系统)。

参考图4，图示出了根据另一实施方式的系统100’。图4中图示出的系统100’被配置为时域前馈抵消系统100’。时域前馈抵消系统100’包括发射元件102、分解器103、接收元件104、抵消单元106’、合并器107、循环器108、抵消器微控制器110以及检测器112。发射元件102包括例如功率放大器(PA)。发射元件102将发射信号输出至与天线120电连通的发射路径114。接收元件104包括例如低噪声放大器(LNA)。接收元件104接收经由发射路径114从天线120发射的发射信号。

抵消单元106’被置于分解器103与合并器107之间。在这方面，抵消单元106’在发射信号的通过循环器108的泄漏被馈送至接收元件104之前将该泄漏抵消。因此，在系统100’的接收机侧处理排除了泄漏的从自由空间接收的信号。抵消单元106’也能够在发射信号被馈送至接收元件104之前抵消自由空间发射信号的不期望反射。根据至少一个示例性实施方式，基于返回至接收机的主要反射路径，按延迟长度对从发射元件102输出的信号进行分解。主要由于循环器108与天线120之间的发射路径，具有不同时间延迟的多个减轻路径从时间上分离的干扰信号提供抵消。这些路径包括：直接通过循环器到接收机的泄漏；从天线返回至接收机的反射；来自天线的反射，该反射从循环器反射回去并且再次从天线反射回接收机；从飞行器结构返回至接收机的反射；从地面返回至接收机的反射。

如图4中还图示出的，至少一个实施方式将少量的发射信号耦合(couple off)(即转移)到分解器103。分解器103将所转移的信号分解成多个子信号。每个子信号被传送到抵消单元106’的各个抵消路径200。每个抵消路径200包括可变衰减器202、电子天线建模控制单元(即天线建模器)204、以及电子相位/振幅移位器206。抵消单元106’控制对应于各个路径200的时间延迟。根据至少一个实施方式，每个路径200具有与其相关联的不同的时间延迟。路径200中的每个路径的延迟对应于信号从如上所述的前馈抵消系统100’中的各种固定反射点反射所花费的时间。与来自天线120的反射相关联的每个路径200也包括具有与天线120的反射特性相匹配的前向传输特性的网络。相位/振幅移位器206将所转移的信号进行反转，以产生相对于泄漏信号和/或反射信号180度反相的抵消信号。相位/振幅移位器206也提供对抵消信号的衰减和相位的微调。合并器107合并全部路径200，并且将合并的信号从路径200中的每个路径传送回到前馈抵消系统100’的接收路径上。因此，在将在接收路径上传播的信号传送至接收元件104之前，抵消信号抵消了存在于接收路径上的泄漏信号和/或反射信号。因此，选择性地调谐每个路径200，使得当将从各个路径200输出的抵消信号与存在于接收线上的反射信号合并时，反射信号被抵消。

虽然未示出，但是能够认识到的是，上述前馈抵消系统100’能够与图1-3中示出的实施方式组合。例如，用图1-3中图示出的抵消单元106替换连接至分解器103的路径200中的一个或多个。在这方面，使用抵消系统106’去除在特定时间布置处发生的反射，而使用抵消单元106去除由宽带信号引起的反射。根据示例性实施方式，如果干扰是自我造成的反射和/或泄漏，则从发射元件102输出的原始信号确定应当执行频域抵消方法还是时域方法。根据另一示例性实施方式，如果干扰是外部的，则基于干扰信号的带宽执行射频干扰(RFI)抵消。

提供了前馈抵消系统的另一实施方式，在该另一实施方式中抵消单元包括能够复制预期出现在接收线上的泄漏和/或干扰信号的电子数字信号处理器。数字信号处理器除了生成系统自身的操作信号以外还生成复制信号，并且使用复制的信号抵消泄漏和/或干扰信号。根据至少一个示例性实施方式，能够在减轻RFI的同时保留系统自身的所关注的信号。

参考图5，例如，前馈抵消系统100”包括发射元件102、接收元件104、抵消单元106”和循环器108。发射元件102包括将发射信号109输出至发射线111的功率放大器(PA)。发射线111与发射路径114电连通。发射路径114例如经由自由空间与天线120电连通。接收元件104包括低噪声放大器(LNA)104。LNA 104被配置成接收由天线120提供的信号113，例如响应信号113，该信号113经由循环器108被传送至接收线115。

抵消单元106”包括电子数字信号处理器(DSP)300和信号合并器302。DSP 300包括与发射线111电连通的第一输出，以及经由信号合并器302与接收线115电连通的第二输出。DSP 300生成被传送至发射线111的发射信号109。发射信号109在被传送至发射线111之前被第一功率放大器102放大。然后，放大的发射信号109经由循环器108被发送至天线120。DSP 300也生成被传送至接收线115的抵消信号304。由于DSP 300知道要生成的发射信号109，所以以下述相位来生成抵消信号304：该相位相对于发射信号109移位180度。根据一个实施方式，与发射信号109同时地生成抵消信号304，或者甚至在生成发射信号109之前生成抵消信号304。在这方面，至少一个示例性实施方式提供了以下特征：其中，经相移的抵消信号304抵消了发射信号109的通过循环器108泄漏并且泄漏到接收线115上的部分。因为DSP300知道发射信号109的幅度，所以DSP 300可以生成具有以下幅度的抵消信号304：该幅度与发射信号109相匹配或类似。因此，消除了接收线115上的饱和和/或接收信号113的饱和。

此外，图5的实施方式中包括的DSP 300消除了对通道化抵消器的需要。由于DSP300知道发射信号109并且同时生成具有移位的相位的抵消信号304，所以不需要包括用于对发射信号109的一部分进行分解并且基于分解信号生成抵消信号的通道化抵消器。由于没有对发射信号109进行分解，所以输入线上的功率放大率保持在期望的功率水平，从而提高了前馈抵消系统100”的总体功率效率。

参考图6，根据另一示例性实施方式图示了前馈抵消系统100”’。该前馈抵消系统100”’与图5中所描述的前馈抵消系统100”相类似地进行操作。然而，DSP 300还包括与检测器112电连通的输入。检测器112具有与接收线115电连通以形成采样信号路径308的输入，以及被连接至DSP 300的输入的输出。经由通过采样信号路径308传送的采样信号，由检测器112来分析在接收线115上传播的接收信号113的特性(例如，反射、泄漏、噪声、电压电平、频率等)。检测器112确定接收线115是否饱和(即，确定一个或多个泄漏信号20、天线反射信号22和/或干扰信号24)，并且向DSP 300生成用于指示存在的饱和的类型的识别信号310。因此，DSP 300接收识别信号310并且生成被传送至接收线115的一个或多个抵消信号304。抵消信号304具有相对于所识别的饱和(即，泄漏信号20、天线反射信号22和/或干扰信号24)移位180度的相位，从而在接收信号113被传送至接收元件104之前将饱和抵消。前馈抵消系统100”’基于所检测的饱和来动态地生成一个或多个类型的抵消信号304，以主动地改进接收线115的质量。

仍然参考图6，DSP 300被配置成识别饱和信号(即，泄漏信号20、天线反射信号22和/或干扰信号24)。根据一个实施方式，DSP 300将饱和信号的一个或多个信号模型存储在存储器中，并且将采样信号与所存储的模型进行比较，以将饱和信号识别为例如泄漏信号20、天线反射信号22和/或干扰信号24。然后，DSP 300生成抵消信号304，该抵消信号304选择性地抵消泄漏信号20、天线反射信号22和/或干扰信号24中的一个或多个，同时保留其余饱和信号中的一个或多个。例如，DSP 300生成抵消信号，该抵消信号抵消泄漏信号20和天线反射信号22，同时保留接收线115上的信号24。在这方面，泄漏信号20、天线反射信号22和/或干扰信号24相对于彼此被独立地识别并且被独立地抵消。

虽然上述各个实施方式包括被配置成作为发射天线和接收天线两者操作的单个天线，但是一些电子系统根据非常高的功率条件进行操作。因此，单个天线不能实现充分隔离。因此，图7中图示出的前馈抵消系统100””的另一示例性实施方式被配置为双天线系统400，该双天线系统400包括连接至发射线111的第一天线120(例如，发射天线120)、连接至接收线115的分解的第二天线120’(例如，接收天线120’)以及在电气上置于第一发射线111与第二接收线115之间的抵消单元106””。第一天线120和第二天线120’位置彼此远离，相距例如大约3-6英尺(ft)。

前馈抵消系统100””被配置成耦合掉(couple off)发送至接收天线120’的发射信号的一部分。耦合信号402被馈送至接收路径上。根据至少一个实施方式，耦合信号402相对于发射信号被相移。在这种情况下，反射泄漏信号20和天线反射信号22不应用于前馈抵消系统100””。然而，来源于发射天线120与接收天线120’之间的互耦的一个或多个反射信号404出现。例如，接收天线120’仍然从位置很靠近的发射天线120接收非常大的信号。这里，未分类的功率水平假设例如是大约60功率分贝(dBm)至大约80dBm的发射信号。由于发射天线120与接收天线120’之间的物理隔离，信号被衰减-60dBm。该衰减例如导致0dBm至20dBm的信号，该信号沿着在发射天线120与接收天线120’之间形成的泄漏路径传播。在接收线115上接收到衰减信号，即反射/泄漏信号404，从而使接收线115和/或被传送至接收线115的响应信号饱和。然而，抵消单元106””被配置成消除或减小来自接收线115的反射/泄漏信号404。在这方面，响应于消除了饱和即反射/泄漏信号，提高了前馈抵消系统100””的性能。

现在转到图8，更详细地图示了根据示例性实施方式的包括双天线系统400的前馈抵消系统100””。前馈抵消系统100””’包括连接至发射线111的第一天线(即发射天线)120、连接至接收线115的第二天线(即接收天线)120’、以及抵消单元106。抵消单元106””包括DSP 300。发射天线120经由发射线111接收来自DSP 300的原始发射信号109。响应于原始信号109，如本领域普通技术人员所理解的，发射天线120将响应信号402传递至接收天线120’。然而，一部分(即天线泄漏信号)404在发射天线120与接收天线120’之间泄漏。在这方面，信号泄漏路径存在于发射天线120与接收天线120’之间。DSP 300对信号泄漏路径进行建模，并且然后利用模型来生成抵消信号304以便抵消饱和，例如天线泄漏信号404。

如在上文中详细描述的，DSP 300确定一种或多种饱和，诸如存在于接收线115上的天线泄漏信号404。基于天线泄漏信号404，DSP 300生成被添加到接收线115的抵消信号304。抵消信号304具有相对于天线泄漏信号404移位180度的相位。因此，抵消信号304抵消了天线泄漏信号404，使得接收元件104接收从发射天线发射的响应信号402而无需了解一种或多种饱和。

参考图9，根据示例性实施方式图示了包括双天线系统400的前馈抵消系统100””’。图9中图示出的前馈抵消系统100””’与图8中图示的前馈抵消系统100””相类似地进行操作，以执行从接收信号113抵消饱和。然而，采样信号路径308和合并器302位于接收元件104的下游，但是位于第二DSP 300’的上游，该第二DSP 300’在接收侧对接收信号113进行处理。

仍然参考图9，抵消单元106””将原始发射信号109与包括饱和(如泄漏信号404)的接收信号113进行比较。基于该比较，抵消单元106””确定存在的线性失真，并且根据一组系数来对线性失真进行建模。在这方面，抵消单元106””使用各种数据处理系统来处理系数，其中各种数据处理系统包括，但不限于有限冲激响应(FIR)滤波器系统。根据以下等式来建模有限冲激响应(FIR)滤波器(y)：

其中，‘b’表示滤波器系数(权重)，‘k’表示被迭代的项，x表示输入信号，并且n表示滤波器的阶。所得到的输出与调节线性失真的泄漏信号404相匹配，并且提供了用于生成抵消信号的准确参数。线性失真包括，但不限于振幅、时间延迟、频率相关衰减和滤波器效应、以及多径效应。

抵消单元106””还利用各种算法，各种算法包括，但不限于最小均方(LMS)算法和递归最小二乘法(RLS)，每种算法具有以下能力：忽略与被分析的一种或多种饱和(如泄漏信号404)不相关的一个或多个信号。因此，即使在存在其他外部信号的情况下抵消单元106””也可以从接收信号113有效地去除饱和。通过使用LMS算法，例如，确定了泄漏路径的失真，并且提供了实时自适应系统以合成用于抵消泄漏信号的复制信号。

现在参考图10，根据示例性实施方式图示了包括双天线前馈抵消系统400的前馈抵消系统100”””。图10中图示出的前馈抵消系统100”””与图9中图示的前馈抵消系统100””’相类似地进行操作，以从接收信号113中抵消饱和。然而，图10的前馈抵消系统100”””包括被配置为泄漏残余抵消单元的抵消单元106””’，其中该泄漏残余抵消单元抵消残余泄漏408，该残余泄漏408在最初从在接收线115上传播的接收信号113中抵消饱和之后存在。一个或多个上/下转换器被设置成分别对系统的电压进行上转换或下转换。

泄漏残余抵消单元106””’包括电子接收器数字信号处理器(RDSP)502和被配置成在RF信号沿延迟线传播时生成时间延迟的电子滤波器抵消单元504。前馈抵消系统100”””执行双抵消校正过程，该双抵消校正过程执行抵消接收线115上的原始饱和(即泄漏信号404)的第一操作以及抵消接收线上余留的残余泄漏408的第二操作。因此，生成了排除残余泄漏408的接收信号113’。

关于第一抵消操作，发射器DSP(TDSP)300在发射器天线120的整个带宽上发送低电平校正信号。低电平校正信号例如是阶梯式扫频正弦曲线，其中发射信号具有恒定幅度/相位。相位的范围在0度与360度之间。RDSP 502收集扫频泄漏数据，并且将接收信号113与发射信号109进行比较。扫频泄漏数据可以包括例如二维(2D)阵列，幅度和相位对(vs.)频率数据。基于该比较，RDSP 502确定系统100”””的冲激响应。根据各种算法来计算该冲激响应，该各种算法例如包括本领域普通技术人员所了解的傅里叶变换算法。

滤波器抵消单元504包括可编程滤波器系统，诸如例如可编程FIR滤波器系统。RDSP 502与滤波器抵消单元504通信，并且根据反转的(inverted)冲激响应对滤波器抵消单元504进行编程。因此，滤波器抵消单元504在接收元件104的输入处抵消泄漏404。在初始发射信号水平处抵消了泄漏404之后，TDSP 300将发射信号水平升高至RDSP 502所检测的泄漏残余超过预定水平的点，并且确定在升高的发射信号水平处的另一冲激响应。根据至少一个实施方式，RDSP 502将滤波器系数存储在滤波器系数对(vs.)RF水平的二维阵列中，并且持续地重复确定冲激响应的过程，直到确定系统功率的完整动态范围的特性。

对于第二操作，系统100”””的任何残余泄漏408被确定特性并且被抵消。更具体地，TDSP 300针对用于执行上述校正过程的RF水平和频率中的每一个确定在抵消了接收线115上的原始饱和(例如，原始泄漏信号404)之后余留的残余泄漏408。之后，RDSP 502确定扫频残余泄漏数据，以确定残余泄漏信号408。扫频残余泄漏数据包括例如二维(2D)阵列，幅度和相位对(vs.)频率数据。RDSP 502将残余泄漏信号408与原始发射信号109进行比较，并且确定傅里叶逆变换以产生对应于系统残余泄漏408的冲激响应。

然后，RDSP 502与滤波器抵消单元50通信，并且根据系统残余泄漏408的反转的冲激响应来对滤波器抵消单元504进行编程。因此，在任何基带信号处理/解调之前从RDSP502抵消残余泄漏408。在这方面，位于RDSP 502的下游的任何基带信号处理/解调部件接收到接收信号113’，该接收信号113’排除了原始饱和404(即原始泄漏信号404)和残余泄漏408二者。

现在转到图11，根据示例性实施方式图示了用于从在同时发射和接收系统的接收线上传播的接收信号中抵消饱和的方法。该方法从操作1000开始，并且进行至操作1002以生成原始发射(Tx)信号。原始Tx信号被传送至Tx路径以被发送至天线。在操作1004处，在原始Tx信号被发送至天线之前对其进行分解。在操作1006处，基于分解的发射信号生成抵消信号。根据至少一个示例性实施方式，分解的信号的相位被移位以生成抵消信号。在操作1008处，在接收线上接收到由天线生成的接收(Rx)信号。Rx信号也与存在于接收线上的一种或多种饱和耦合。饱和包括，但不限于泄漏信号、反射信号和干扰信号。在操作1010处，抵消信号与Rx信号合并以抵消饱和。因此，生成了不包括饱和的Rx信号，并且该方法在操作1012处结束。

现在参考图12，根据另一示例性实施方式图示了用于从在同时发射和接收系统的接收线上传播的接收信号中抵消饱和的方法。该方法从操作1100处开始，并且进行至操作1102以生成原始发射(Tx)信号。原始Tx信号被传送至Tx路径以被发送至天线。在操作1104处，在接收线上接收到由天线生成的接收(Rx)信号。Rx信号与存在于接收线上的一种或多种饱和耦合。在操作1106处，分解原始Rx信号，并且确定与原始Rx信号一起包括的饱和的类型(即，泄漏信号、反射信号和干扰信号)。在操作1108处，基于所确定的饱和生成抵消信号。根据至少一个示例性实施方式，抵消信号的相位相对于所确定的饱和移位180度。在操作110处，抵消信号与原始Rx信号合并，并且该方法在操作1112处结束。因此，生成了不包括所确定的饱和的Rx信号。

转到图13，根据示例性实施方式图示了用于从在同时发射和接收系统的接收线上传播的接收信号中抵消饱和的另一方法。该操作从操作1200处开始，并且在操作1202处确定要发送至天线的原始Tx信号。基于期望的原始Tx信号，在操作1204处确定抵消信号。在操作1206处，同时生成原始Tx信号和抵消信号。因此，原始Tx信号在被发送至天线之前被传送至Tx路径，并且抵消信号在接收到来自天线的Rx信号之前被传送至Rx路径。根据至少一个示例性实施方式，基于原始Tx信号和/或信号泄漏路径的模型来移位抵消信号的相位。在操作1208处，原始Rx信号被从天线接收并且被传送至Rx路径。在操作1210处，原始Rx信号与传送至Rx路径的先前生成的抵消信号合并，并且该方法在操作1212处结束。因此，耦合至Rx信号的任何饱和被立即抵消。

如能够根据在上文详细描述的各个示例性实施方式所认识到的，对原始发射信号进行采样以抵消一种或多种饱和，该一种或多种饱和泄漏到接收线上并且耦合至RF应用中的原始接收信号。通过基于对发射信号的采样来抵消饱和，提供了更准确的接收信号。

所附权利要求中的相应结构、材料、动作和所有装置或步骤加功能元素的等价物意在包括与具体限定的其它要求保护的元件相结合的任何结构、材料或者用于执行功能的动作。已经出于解释说明和描述的目的呈现了各个示例性实施方式的描述，但是各个示例性实施方式的描述不意图是穷举的或者限制于所公开形式的发明。在不偏离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员来说是明显的。选择示例性实施方式以使本领域的其它普通技术人员能够将具有各种修改的各种实施方式的发明理解为适合于所想到的特定用途。

虽然已经描述了各种示例性实施方式，但是将理解的是，无论是现在还是未来，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出落在所附权利要求的范围内的各种修改。这些权利要求应被理解成维持对于最初描述的发明的适当保护范围。

Claims

1.一种前馈抵消系统，包括：

构造为高功率放大器的发射元件，所述高功率放大器与发射线电连通，高功率的所述发射元件被配置成将高功率发射信号输出至所述发射线；

与接收线电连通的接收元件，所述接收元件被配置成处理高功率响应信号，所述高功率响应信号是响应于所述高功率发射信号而生成的，并且被传送至所述接收线；

至少一个天线，被配置成执行以下操作中的至少一个：发射所述高功率发射信号、接收基于所述高功率发射信号生成的所述高功率响应信号、以及将所述高功率响应信号传送至所述接收线，其中所述至少一个天线包括：

连接至所述发射线的第一天线；以及

位置远离所述第一天线并且连接至所述接收线的分立的第二天线，所述第一天线和所述第二天线的组合将所述高功率发射信号与所述高功率响应信号进行隔离；

置于所述第一天线和所述第二天线之间的电子抵消单元，所述电子抵消单元包括数字信号处理器，所述数字信号处理器被配置成基于所述高功率发射信号生成电抵消信号，并且所述电子抵消单元从所述接收元件向上游注入所述抵消信号，以从所述高功率响应信号和所述接收线中的至少一个中消除饱和，

其中，所述高功率发射信号与所述高功率响应信号具有从约60功率分贝至约80功率分贝的功率水平。

2.根据权利要求1所述的前馈抵消系统，其中，所述数字信号处理器被安装在所述前馈抵消系统的发射侧，所述数字信号处理器具有与所述发射线电连通的第一输出以及与所述接收线电连通的第二输出。

3.根据权利要求1所述的前馈抵消系统，其中，相对于所述高功率发射信号，所述抵消信号被相移。

4.根据权利要求1所述的前馈抵消系统，其中，所述抵消单元被配置成识别多个不同饱和类型中的一种饱和，并且被配置成响应于识别该种饱和而生成所述抵消信号。

5.根据权利要求4所述的前馈抵消系统，其中，所述抵消单元在输出所述高功率发射信号之前将所述抵消信号传送至接收线。

6.根据权利要求5所述的前馈抵消系统，其中，相对于所述高功率发射信号，所述抵消信号被相移180度。

7.根据权利要求1所述的前馈抵消系统，其中，

所述第一天线被配置成接收来自所述发射线的所述高功率发射信号；以及

所述第二天线被配置成接收所述高功率响应信号，并且将所述高功率响应信号传送至所述接收线。

8.根据权利要求7所述的前馈抵消系统，其中，所述电子抵消单元被配置成对存在于所述第一天线与所述第二天线之间的泄漏路径进行建模，并且被配置成基于所建模的泄漏路径生成数字抵消信号。

9.一种在同时发射和接收系统中消除饱和的方法，所述方法包括：

将高功率发射信号从所述同时发射和接收系统中所包括的高功率放大器传送到至少一个天线；

经由所述至少一个天线接收基于所述高功率发射信号的高功率响应信号，经由接收元件处理所述高功率响应信号，并且将所述高功率响应信号传送至所述同时发射和接收系统的接收线，其中所述至少一个天线包括：

连接至所述发射线的第一天线；以及

位置远离所述第一天线并且连接至所述接收线的分立的第二天线，所述第一天线和所述第二天线的组合将所述高功率发射信号与所述高功率响应信号进行隔离；以及

使用所述同时发射和接收系统基于所述高功率发射信号生成数字抵消信号，从所述接收元件向上游注入所述数字抵消信号，以从所述高功率响应信号和所述接收线中的至少一个中消除饱和，

10.根据权利要求9所述的方法，还包括相对于所述高功率发射信号对所述抵消信号进行相移。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括合并所述抵消信号与所述高功率响应信号，使得消除所述高功率响应信号的饱和。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括识别多个不同饱和类型中的一种饱和，并且响应于识别该种饱和而生成所述抵消信号。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括在输出所述发射信号之前将所述抵消信号传送至接收线。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括相对于所述发射信号，将所述抵消信号相移180度。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：

对存在于所述第一天线与所述第二天线之间的信号泄漏路径进行建模；以及

基于所建模的泄漏路径生成所述抵消信号。