CN107359897B - 一种宽带差分自干扰抵消器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带差分自干扰抵消器及其设置方法。所述宽带差分自干扰抵消器包括三个第一移相单元和三个第二移相单元,所述第一移相单元与所述第二移相单元相位差在宽带范围内保持恒定的90°;其中两个所述第一移相单元和其中一个所述第二移相单元构成第一T型结构,另外一个所述第一移相单元和另外两个所述第二移相单元构成第二T型结构,所述第一T型结构和所述第二T型结构构成三对差分端口,分别为一对发射差分端口、一对接收差分端口和一对天线差分端。该自干扰抵消器不仅具有宽频带自干扰抵消功能、共模干扰抑制功能,而且结构简单、成本低,具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及微波器件技术领域,具体涉及一种宽带差分自干扰抵消器。
背景技术
自干扰抵销器主要解决收发同频同时工作或收发频率相近且同时工作 时,发射信号影响接收信号的问题。主要功能:信号发射时,发射信号在接 收端实现抵销,而在天线端口实现信号叠加;接收信号时,天线接收信号在 接收端口实现信号叠加。
随着通信技术的发展,频谱资源日趋紧张,如何有效的解决频谱资源短 缺问题,越来越多人的开始关注全双工通信(收发同时且同频工作,可以减 少频谱资源的占用),例如RFID阅读器。针对窄带固定频段的全双工应用, 例如RFID阅读器,可以采用铁氧体环行器或耦合线等实现收发隔离;而针 对宽带覆盖的全双工应用,目前还鲜为报导,只有2017年IEEE Journal of Solid-State Circuit发表的论文《A wideband fully integratedsoftware-defined transceiver forFDD andTDD operation》提供了一种宽带自干扰抵销的方案, 但是该方案需要严格控制各支路的功率增益和相位移特性,实现的复杂度及 成本都极高,且功率容量受到深亚微米集成电路工艺及控制算法复杂度等限 制。
发明内容
本发明提供了一种宽带差分自干扰抵消器,以解决现有的宽带自干扰抵 消器复杂度高、成本高、功率容量受限等限制的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种宽带差分自干扰抵消器,所述宽带 差分自干扰抵消器包括三个第一移相单元和三个第二移相单元,所述第一移 相单元与所述第二移相单元相位差在宽带范围内保持恒定的90°;其中两个 所述第一移相单元和其中一个所述第二移相单元构成第一T型结构,另外一 个所述第一移相单元和另外两个所述第二移相单元构成第二T型结构,所述 第一T型结构和所述第二T型结构构成三对差分端口,分别为一对发射差分 端口、一对接收差分端口和一对天线差分端口。
优选地,三个所述第一移相单元具有相同结构尺寸;三个所述第二移相 单元具有相同结构尺寸。
优选地,所述第一移相单元由变阻抗传输线和耦合传输线构成;所述第 二移相单元由一段均匀传输线构成。
优选地,所述一对发射差分端口包括第一发射端口和第二发射端口,所 述一对接收差分端口包括第一接收端口和第二接收端口,所述一对天线差分 端口包括第一天线端口和第二天线端口;
所述第一T型结构包括所述第一发射端口、所述第一天线端口和所述第 一接收端口;
所述第二T型结构包括所述第二发射端口、所述第二天线端口和所述第 二接收端口。
优选地,所述第一发射端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述 第二移相单元连接所述第一天线端口;
所述第一发射端口通过两个所述第二移相单元连接所述第一接收端口;
所述第一天线端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相 单元连接所述第一接收端口;
所述第二发射端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相 单元连接所述第二天线端口;
所述第二发射端口通过两个所述第一移相单元连接所述第二接收端口;
所述第二天线端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相 单元连接所述第二接收端口。
本发明的有益效果是:本发明的技术方案基于相位差为宽带90°的两种 不同移相单元,提出一种宽带差分自干扰抵销器。发射端信号、接收端信号 和天线端口均采用差分信号形式。发射时,发射端差分信号通过不同的延时 在接收端口变成为等相位信号,然后很容易通过相减进行抵销;而在天线端 口由于经过相同的延时仍然为差分信号。接收时,天线端差分信号经过相同 的延时在接收口仍然保持为差分信号。即实现了发射信号不影响接收信号, 而且跟两种移相单元本身的相移没有关系,只跟两种移相单元间的相移差有关,因此通过采用宽带90°相移差的两种移相单元构建全差分结构,即可实 现宽带自干扰抵消功能以及共模干扰抑制功能。
附图说明
图1是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的原理性结构示 意图;
图2是本发明一个实施例的宽带90°移相器原理性示意图;
图3是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器示意图;
图4是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发射端到接收 端传输特性图;
图5是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发射端到接收 端相位特性图;
图6是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发射端到天线 端传输特性图;
图7是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发射端到天线 端相位特性图;
图8是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的天线端到接收 端传输特性图;
图9是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的天线端到接收 端相位特性图。
具体实施方式
本发明的设计构思是:为了使得宽带自干扰抵消器具有宽频带自干扰抵 消功能和共模干扰抑制功能,发明人想到,采用宽带相移差为90°的两种移 相单元构建T型全差分结构,使得发射信号不影响接收信号。
实施例一
图1是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的原理性结构示 意图;
参见图1,本发明实施例的宽带差分自干扰抵消器可以包括六个移相单 元,分别为第一移相单元1、第一移相单元2、第一移相单元3、第二移相单 元4、第二移相单元5和第二移相单元6。第一移相单元1、第一移相单元2 和第二移相单元6组成第一T型结构10,第二移相单元4、第二移相单元5 和第一移相单元3组成第二T型结构20。第一T型结构10和第二T型结构 20构成三对差分端口,分别为一对发射差分端口、一对接收差分端口和一对 天线差分端口。
其中,一对发射差分端口包括第一发射端口(例如,“发射0°”)和 第二发射端口(例如,发射“180°”),一对接收差分端口包括第一接收端 口(例如,“接收0°”)和第二接收端口(例如,“接收180°”),一对 天线差分端口包括第一天线端口(例如,“天线0°”)和第二天线端口(例 如,天线“180°”);第一T型结构10包括第一发射端口(例如,“发射 0°”)、第一天线端口(例如,“天线0°”)和第一接收端口(例如,“接 收0°”);
第二T型结构20包括第二发射端口(例如,发射“180°”)、第二天 线端口(例如,天线“180°”)和第二接收端口(例如,(例如,“接收 180°”)。
第一移相单元1、第一移相单元2和第一移相单元3具有相同的结构和 尺寸;第二移相单元4、第二移相单元5和第二移相单元6具有相同的结构 和尺寸。由此可见,本发明请求保护的宽带差分自干扰抵消器结构简单、成 本低,具有广阔的市场前景。
需要说明的是,第一移相单元和第二移相单元之间的相位差在宽带范围 内维持恒定的90°,假设第二移相单元在某一频率下相移为td,则第一移 相单元在同一频率下的移相为td+90°,如图2所示。
发射端差分信号“发射0°”经过第二移相单元4和第一移相位单元3 到达“天线0°”端,总共移相为2td+90°;发射端差分信号“发射180°” 经过第一移相单元1和第二移动单元6到达“天线180°”端,总共移相为 2td+90°。因此,发射端差分信号“发射0°”和“发射180°”都经过2td +90°相移到达“天线0°”和“天线180°”,此时发射端差分信号“发 射0°”和“发射180°”在“天线0°”端和“天线180°”端仍然维持差 分形式的信号。
发射端差分信号“发射0°”经过第二移相单元4和第二移相位单元5 到达“接收0°”端,总共移相为2td;发射端差分信号“发射180°”经过 第一移相单元1和第一移动单元2到达“接收180°”端,总共移相为2td+ 180°。因此,发射端差分信号“发射0°”和“发射180°”分别经过2td和 2td+180°相移到达“接收0°”和“接收180°”,此时发射差分信号“发 射0°”和“发射180°”在“接收0°”端和“接收180°”端变为同相位 的信号,很容易在接收端通过相减进行滤除发射信号,进而实现自干扰抵消 功能。
天线端差分信号“天线0°”经过第一移相单元3和第二移相位单元5 到达“接收0°”端,总共移相为2td+90°;天线端差分信号“天线180°” 经过第一移相单元6和第一移动单元2到达“接收180°”端,总共移相为 2td+90°。因此,天线差分信号“发射0°”和“发射180°”都经过2td+ 90°相移到达“接收0°”和“接收180°”,此时发射差分信号“发射0°” 和“发射180°”在“接收0°”端和“接收180°”端仍然维持差分形式的 信号。
因此,本发明实施例基于相位差为宽带90°的两种不同移相单元,提出 一种宽带差分自干扰抵销器。发射端信号、接收端信号和天线端口均采用差 分信号形式。发射时,发射端差分信号通过不同的延时在接收端口变成为等 相位信号,然后很容易通过相减进行抵销;而在天线端口由于经过相同的延 时仍然为差分信号。接收时,天线端差分信号经过相同的延时在接收口仍然 保持为差分信号。即实现了发射信号不影响接收信号,而且跟两种移相单元 本身的相移没有关系,只跟两种移相单元间的相移差有关,因此通过采用宽带90°相移差的两种移相单元构建全差分结构,即可实现宽带自干扰抵消功 能以及共模干扰抑制功能。
实施例二
图3为本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵消器的结构示意图, 如图3所示,该宽带差分自干扰抵消器包括移相单元11、移相单元22、移相 单元33、移相单元44、移相单元55和移相单元66。移相单元11和移相单 元22和移相单元33为相同结构尺寸的第一移相单元,该结构单元由变阻抗 传输线和耦合传输线构成;移相单元44、移相单元55和移相单元66为相同 结构尺寸的第二移相单元,该结构单元由一段均匀传输线构成。
第二移相单元44和第一移相单元33组成发射“发射0°”到“天线0°” 的传输路径;第二移相单元44和第二移相单元55组成发射“发射0°”到 “接收0°”的传输路径;第一移动相位单元33和第二移相单元55组成“天 线0°”到“接收0°”的传输路径。
第一移相单元11和第二移相单元66组成发射“发射180°”到“天线 180°”的传输路径;第一移相单元11和第一移相单元22组成“发射180°” 到“接收180°”的传输路径;第二移相单元66和第一移相单元22组成“天 线180°”到“接收180°”的传输路径。
图4是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发射端到接收 端传输特性图;图5是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发 射端到接收端相位特性图。从图4和图5可以看出,在0.75GHz到2.3GHz 频率范围内,发射信号“发射0°”和“发射180°”分别到达天线端“天线 0°”和天线端“接收180°”具有相同的相移特性,并且具有较好的频率一 致性。此时,如果发射信号“发射0°”和“发射180°”为差分信号,则在 天线端口“天线0°”和“天线180°”仍然为差分信号,使得发射信号在天 线端实现叠加。
需要说明的是,图4中的M3和M4分别代表一对发射差分信号到达天 线差分端口处的插损情况;M3+M4表示两路差分信号变成一路信号的情况 (因为实际通常是通过单天线进行发射的,故只存在一个端口,实现的方法 就是在天线差分端口处加入一个巴伦,这里采用了一个理想巴伦代替);图5表示两路差分信号的相位特性,可以看出两者的曲线非常一致,有些频点 数值有些差别,但是也不是很大。故认为在频段范围内具有较好的相位一致 性。
图6是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发射端到天线 端传输特性图;图7是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的发 射端到天线端相位特性图。从图6和图7可以看出,在0.75GHz到2.3GHz 频率范围内,发射信号“发射0°”和“发射180°”分别到达天线端“天线 0°”和天线端“接收180°”具180°的相位差,并且具有较好的频率一致 性。此时,如果发射信号“发射0°”和“发射180°”为差分信号,则在接 收端口“接收0°”和“接收180°”变为同相信号,通过相减即可使得发射 信号在接收端口实现抵消。
需要说明的是,图6和图7的分析类似图4和图5,差分发射信号在接 收端口变成同相位信号,例如1.4GHz,接收0和接收180的相位差为180, 而这两路信号本身就是差分信号即180相位差,故此时两路信号相位差为0° 即为等相位信号。M1+M2表示加入理想巴伦之后差分信号实现了抵消。
图8是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的天线端到接收 端传输特性图;图9是本发明一个实施例的一种宽带差分自干扰抵销器的天 线端到接收端相位特性图。从图8和图9可以看出,在0.75GHz到2.3GHz 频率范围内,天线信号“天线0°”和“天线180°”分别到达接收端“接收 0°”和天线端“接收180°”具有相同的相移特性,并且具有较好的频率一 致性。此时,如果天线信号“天线0°”和“天线180°”为差分信号,则在 接收端口“接收0°”和“接收180°”仍然差分信号,使得天线信号在接收 端口实现叠加。需要说明的是,图8和图9的分析类似图4和图5。图8中 的M5和M6分别代表一对天线差分信号到达接收差分端口处的插损情况; M3+M4表示两路差分信号变成一路信号的情况。
总之,本发明的作用就是通过相位差的变化进而实现干扰抵消功能。输 入信号为差分信号,通过相同的延时则仍为差分信号;通过不同的延时,使 其变成同相位信号,进而很容易通过后续加入巴伦实现发射、接收或者抑制。
综上所述,本发明的技术方案基于相位差为宽带90°的两种不同移相单 元,提出一种宽带差分自干扰抵销器。发射端信号、接收端信号和天线端口 均采用差分信号形式。发射时,发射端差分信号通过不同的延时在接收端口 变成为等相位信号,然后很容易通过相减进行抵销;而在天线端口由于经过 相同的延时仍然为差分信号。接收时,天线端差分信号经过相同的延时在接 收口仍然保持为差分信号。即实现了发射信号不影响接收信号,而且跟两种 移相单元本身的相移没有关系,只跟两种移相单元间的相移差有关,因此通过采用宽带90°相移差的两种移相单元构建差分结构,即可实现宽带自干扰 抵消功能以及共模干扰抑制功能,而且结构简单、成本低,具有广阔的市场 前景。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含 在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种宽带差分自干扰抵消器,其特征在于,所述宽带差分自干扰抵消器包括三个第一移相单元和三个第二移相单元,所述第一移相单元与所述第二移相单元相位差在宽带范围内保持恒定的90°;其中两个所述第一移相单元和其中一个所述第二移相单元构成第一T型结构,另外一个所述第一移相单元和另外两个所述第二移相单元构成第二T型结构,所述第一T型结构和所述第二T型结构构成三对差分端口,分别为一对发射差分端口、一对接收差分端口和一对天线差分端口;
所述一对发射差分端口包括第一发射端口和第二发射端口,所述一对接收差分端口包括第一接收端口和第二接收端口,所述一对天线差分端口包括第一天线端口和第二天线端口;所述第一T型结构包括所述第一发射端口、所述第一天线端口和所述第一接收端口;所述第二T型结构包括所述第二发射端口、所述第二天线端口和所述第二接收端口;
所述第一发射端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相单元连接所述第一天线端口;所述第一发射端口通过两个所述第二移相单元连接所述第一接收端口;所述第一天线端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相单元连接所述第一接收端口;所述第二发射端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相单元连接所述第二天线端口;所述第二发射端口通过两个所述第一移相单元连接所述第二接收端口;所述第二天线端口依次通过一个所述第一移相单元和一个所述第二移相单元连接所述第二接收端口。
2.如权利要求1所述的宽带差分自干扰抵消器,其特征在于,三个所述第一移相单元具有相同结构尺寸;三个所述第二移相单元具有相同结构尺寸。
3.如权利要求2所述的宽带差分自干扰抵消器,其特征在于,所述第一移相单元由变阻抗传输线和耦合传输线构成;所述第二移相单元由一段均匀传输线构成。
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115021885B (zh) * | 2022-05-19 | 2024-03-12 | 中国电子科技集团公司第三十六研究所 | 一种带内全双工系统及其干扰信号抵消方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102184431A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-09-14 | 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 | 无源射频识别读写器中自干扰的消除方法及装置 |
CN103716064A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-04-09 | 香港应用科技研究院有限公司 | 一种天线电路及其优化方法 |
CN105324942A (zh) * | 2013-11-07 | 2016-02-10 | 华为技术有限公司 | 一种自干扰抵消方法及装置 |
CN106778413A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 中国科学技术大学 | 一种应用于超高频rfid的集成模拟自干扰抵消电路 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6735264B2 (en) * | 2001-08-31 | 2004-05-11 | Rainmaker Technologies, Inc. | Compensation for non-linear distortion in a modem receiver |
-
2017
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102184431A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-09-14 | 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 | 无源射频识别读写器中自干扰的消除方法及装置 |
CN103716064A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-04-09 | 香港应用科技研究院有限公司 | 一种天线电路及其优化方法 |
CN105324942A (zh) * | 2013-11-07 | 2016-02-10 | 华为技术有限公司 | 一种自干扰抵消方法及装置 |
CN106778413A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 中国科学技术大学 | 一种应用于超高频rfid的集成模拟自干扰抵消电路 |
Also Published As
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