CN111817735B - 自干扰消除电路、射频通信系统以及消除噪声信号的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及自干扰消除电路、射频通信系统以及消除噪声信号的方法。提供有一种自干扰消除电路，用于处理其中耦合有与第一信号相关的噪声信号的第二信号并产生经补偿的第二信号，所述自干扰消除电路包括：矢量调制器，配置为接收通过感测第一信号而产生的第一感测信号，并基于该第一感测信号产生补偿信号以用于补偿第二信号中的噪声信号，所述矢量调制器包括：分离器，配置为将第一感测信号分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号；调整电路，配置为分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度；以及第一组合器，配置为组合经调整的I信号和经调整的Q信号以产生所述补偿信号。

Description

自干扰消除电路、射频通信系统以及消除噪声信号的方法

技术领域

本公开涉及射频识别领域(特别是超高频射频识别领域)，并且更具体地涉及用于射频识别领域的自干扰消除电路、射频通信系统以及消除噪声信号的方法。

背景技术

在射频识别应用(特别是超高频射频识别应用)中，射频识别装置(RadioFrequency Identification Devices，简称为RFID)标签通过将由RFID读取器发送的连续波信号背向散射，将信息发送回给RFID读取器，由此完成与RFID读取器的通信。RFID读取器通常包括发射器和接收器两者，在发射器持续发射连续波信号给RFID标签的同时，接收器接收来自RFID标签的返回信号。但是，由RFID读取器的发射器所发射的连续波信号及其相应的噪声会泄露到接收器及其接收路径中，使得接收器的灵敏度严重恶化，这种现象也称为自干扰。

因此，存在对于射频识别领域的新的技术的需求。

发明内容

本公开的一个目的是提供新颖的自干扰消除电路、射频通信系统以及消除噪声信号的方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种自干扰消除电路，用于处理其中耦合有与第一信号相关的噪声信号的第二信号并产生经补偿的第二信号，所述自干扰消除电路包括：矢量调制器，配置为接收通过感测第一信号而产生的第一感测信号，并基于该第一感测信号产生补偿信号以用于补偿第二信号中的噪声信号，所述矢量调制器包括：分离器，配置为将第一感测信号分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号；调整电路，配置为分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度；以及第一组合器，配置为组合经调整的I信号和经调整的Q信号以产生所述补偿信号。

根据本公开的第二方面，提供了一种射频通信系统，包括：如前所述的自干扰消除电路；发射器，用于产生第一信号；以及接收器，用于接收经补偿的第二信号。

根据本公开的第三方面，提供了一种消除噪声信号的方法，用于处理其中耦合有与第一信号相关的噪声信号的第二信号并产生经补偿的第二信号，所述方法包括：接收通过感测第一信号而产生的第一感测信号；以及通过矢量调制器基于该第一感测信号产生补偿信号以用于补偿第二信号中的噪声信号，其中，产生补偿信号包括：通过所述矢量调制器的分离器将第一感测信号分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号，通过所述矢量调制器的调整电路分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度，以及通过所述矢量调制器的第一组合器组合经调整的I信号和经调整的Q信号以产生所述补偿信号。

根据本公开的实施例的自干扰消除电路、射频通信系统和/或消除噪声信号的方法能够降低或消除在射频通信系统中由于自干扰现象所引起的噪声，从而提高射频通信系统的通信性能。例如，上述电路、系统或方法能够用于降低或消除RFID读取器中的从发射器泄露到接收器及其接收路径中的噪声，从而提高接收器的接收性能。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示意性地示出了射频通信系统的架构示意图。

图2A示意性地示出了根据本公开的实施例的射频通信系统的电路结构。

图2B更详细地示出了图2A中所示的调整电路的电路结构。

图2C示意性地示出了图2A所示的射频通信系统的一个具体实施方式的电路结构。

图3示意性地示出了根据本公开的实施例的用于消除噪声信号的方法的流程图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

图1示意性地示出了射频通信系统10的架构示意图。如图1所示，射频通信系统10包括RFID读取器11和无源的RFID标签12。在工作状态下，RFID读取器11产生连续波发射信号13(在图1中以实线示出)，并将该发射信号13发射到无源的RFID标签12。RFID标签12接收发射信号13并产生与发射信号13频率大致相同的反向散射信号14(在图1中以虚线示出)。RFID读取器11接收反向散射信号14并对其进行处理，从而读取存储在无源的RFID标签12中的信息。

RFID读取器11是全双工通信装置，其可以包括用于发射连续波发射信号13的发射器和用于接收反向散射信号14的接收器，并且发射器和接收器可以共用同一个天线。如果RFID读取器11内的发射器与接收器之间的隔离不够好，则发射器所产生的发射信号13会泄露到接收路径和/或接收器中，产生耦合在接收信号中的发射噪声，从而导致RFID读取器的接收性能恶化。由于发射噪声在RFID读取器11的内部产生并且对RFID读取器11自身的接收信号的功能造成干扰，因此该发射噪声也称为自干扰噪声。非常期望实现能够减弱甚至完全消除自干扰噪声的射频通信系统以及方法。

本发明公开了能够降低或消除射频通信系统中的自干扰噪声的自干扰消除电路、射频通信系统和消除噪声信号的方法。

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的半导体装置及其制造方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域的技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本发明的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

图2A示意性地示出了根据本公开的实施例的射频通信系统100的电路结构。

射频通信系统100包括自干扰消除电路，该自干扰消除电路可以用于处理其中耦合有与第一信号S1相关的噪声信号的第二信号S2并产生经补偿的第二信号S2’。第一信号S1和第二信号S2是在射频通信系统100中传输的信号，包括但不限于接收信号、发射信号等等。

如图2A所示，当将射频通信系统100用作例如RFID读取器时，射频通信系统100还可以包括发射器110和接收器112。发射器110可以用于产生第一信号S1作为发射信号。第二信号S2可以是通过天线114接收的接收信号，并且接收器112可以用于接收经补偿的第二信号S2’。在这种情况下，根据本公开的实施例的自干扰消除电路能够用于消除射频通信系统中的由于发射信号的泄露引起的耦合到接收信号中的自干扰噪声，从而提高该系统的信号接收质量。在一些实施例中，第一信号S1可以是连续波发射信号，第二信号S2可以是通过天线114接收到的背向散射信号。

如图2A所示，自干扰消除电路可以包括矢量调制器130。矢量调制器130接收通过感测第一信号S1而产生的第一感测信号S1’，并基于该第一感测信号S1’产生补偿信号Sc以用于补偿第二信号S2中的与第一信号S1相关的噪声信号。

矢量调制器130可以包括分离器140(也可以称为功率拆分器140)、调整电路150和第一组合器160(也可以称为第一功率组合器160或第一合路器160)。第一组合器160能够对两个信号进行矢量合成。其中，分离器140接收第一感测信号S1’，并且用于将第一感测信号S1’分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号。调整电路150接收I信号和Q信号，并且分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度。第一组合器160接收经调整的I信号和经调整的Q信号，并将经调整的I信号和经调整的Q信号组合从而产生补偿信号Sc。在一些实施例中，分离器140可以采用90度电桥。

继续参考图2A，自干扰消除电路还可以包括第二组合器190(也可以称为第二功率组合器190或第二合路器190)，其能够对两个信号进行矢量合成。第二组合器190可以用于组合第二信号S2与矢量调制器130所产生的补偿信号Sc，从而产生经补偿的第二信号S2’。补偿信号Sc可以具有与由第一信号S1的泄露所引起的噪声信号的幅度大致相等的幅度，并且具有与该噪声信号的相位大致相反的相位(或者说相差180度的相位)。因此，当通过第二组合器将该补偿信号Sc与第二信号S2组合时，补偿信号Sc能够抵消掉噪声信号，从而得到更为准确的接收信号，即经补偿的第二信号S2’。

图2B更详细地示出了图2A中所示的调整电路150的电路结构。如图2B所示，调整电路150可以包括I信号调整电路152和Q信号调整电路154。其中，I信号调整电路152用于调整I信号的相位和/或幅度，并且Q信号调整电路154用于调整Q信号的相位和/或幅度。I信号调整电路152与Q信号调整电路的电路结构可以相同也可以不同，只要能够分别实现对相应信号的相位和幅度调整即可。在优选的实施例中，I信号调整电路和Q信号调整电路的结构可以完全相同或者对称，以确保对相应信号进行调整的耗时是相同的，从而提高电路的整体性能和硬件利用率。

在一些实施例中，I信号调整电路152可以包括第一数字步进衰减器以用于调整I信号的幅度，还可以包括至少一个移相器和至少一个开关以用于为I信号选择90度或-90度的相移。Q信号调整电路154可以包括第二数字步进衰减器以用于调整Q信号的幅度，还可以包括至少一个移相器和至少一个开关以用于为Q信号选择90度或-90度的相移。

回到图2A，在一些实施例中，自干扰消除电路还可以包括控制器180。控制器180可以用于控制I信号调整电路152和Q信号调整电路154中的开关和/或数字步进衰减器中的至少一部分，从而控制矢量调制器130的操作。

控制器180可以通过如下中的一个或多个来实现：CPU(中央处理器)、MCU(微控制器)、ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)、门海、ASSP(专用标准产品)和集成电路等等。控制器180可以基于一种或多种硬件描述语言实现电路。

在根据本公开的实施例的自干扰消除电路中，由于控制器180可以通过控制开关和/或数字步进衰减器来控制矢量调制器130的操作，因此能够完全通过数字控制信号来实现对矢量调制器130的操作。使用数字信号的控制过程具有可控、准确且低成本等优点。

在一些实施例中，I信号调整电路152可以包括用于对I信号进行90度的相移的第一移相器以及用于对I信号进行-90度的相移的第二移相器。I信号调整电路152还可以包括第一开关和第三开关，第一开关用于将I信号选择性地提供到第一移相器和第二移相器之一，并且第三开关用于选择性地将第一移相器和第二移相器之一的输出提供到I信号调整电路中的第一数字步进衰减器。Q信号调整电路154可以包括用于对Q信号进行90度的相移的第三移相器以及用于对Q信号进行-90度的相移的第四移相器。Q信号调整电路还可以包括第二开关和第四开关，第二开关用于将Q信号选择性地提供到第三移相器和第四移相器之一，并且第四开关用于选择性地将第三移相器和第四移相器之一的输出提供到Q信号调整电路中的第二数字步进衰减器。

在这种情况下，控制器180可以用于控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一数字步进衰减器和第二数字步进衰减器中的部分或全部，从而控制矢量调制器130的操作。基于此，控制器180能够完全通过数字控制信号来实现对矢量调制器130的操作，使得控制过程具有可控、准确且低成本等优点。

在一些实施例中，I信号调整电路和/或Q信号调整电路中的移相器(例如第一移相器、第二移相器、第三移相器和第四移相器等)之中的一个或多个移相器可以包括电感器-电容器LC滤波器。

在根据本公开的实施例的自干扰消除电路中，通过上述将移相器和开关相结合的电路布置，在矢量调制器130的信号处理路径中可以仅使用一个分离器。这使得在根据第一感测信号S1’产生补偿信号Sc的过程中仅发生一次功率损耗(例如大约3dB量级的信号功率衰减)，从而有效降低了功率损耗。伴随着信号功率损耗的降低，补偿信号Sc对噪声信号的补偿能力得到提高，并且还能够避免在矢量调制器130中引入额外的用于放大信号的电路结构(例如运算放大器)，从而降低硬件消耗并且避免由于用于放大信号的电路结构引入的额外噪声。

继续参考图2A，射频通信系统100可以包括第一定向耦合器120和第二定向耦合器122。其中，第一信号S1经由第一定向耦合器120和第二定向耦合器122传输至天线114并经由天线114发射，第二信号S2经由第二定向耦合器122从天线114接收。射频通信系统100还可以包括第三定向耦合器124，并且经补偿的第二信号S2’经由第三定向耦合器124传输到接收器112。第一定向耦合器120、第二定向耦合器122和/或第三定向耦合器124可以是互易、无耗、匹配的四端口网络，并且可以设计为具有任意功率分配比。矢量调制器130可以耦接到第一定向耦合器120的耦合端以接收第一感测信号S1’。

由于第一信号S1和第二信号S2都经由第二定向耦合器122传输，因此第二定向耦合器122的隔离度会影响第一信号S1到第二信号S2的泄露程度。在现有技术中，通常仅使用一个定向耦合器来隔离接收信号和发射信号。但本申请的发明人发现，这会使得矢量调制器130的输入信号(即第一感测信号S1’)能够反过来对噪声信号造成影响，从而导致消噪声性能差或者难以找到最佳的消噪状态。因此在根据本公开的实施例中，提出了如图2A中所示的包括第一定向耦合器120和第二定向耦合器122的双定向耦合器的布置方式。这种双定向耦合器结构能够避免矢量调制器130对噪声信号造成的反向影响，从而实现更好的自干扰噪声消除效果。

如图2A所示，在一些实施例中，射频通信系统100还可以包括发射功率检测器170和接收功率检测器172。发射功率检测器170可以耦接到第二定向耦合器122并产生表示第一信号S1的功率的发射功率检测信号，接收功率检测器172可以耦接到第三定向耦合器124并产生表示经补偿的第二信号S2’的功率的接收功率检测信号。在这种情况下，自干扰消除电路的控制器180可以配置为基于发射功率检测信号和接收功率检测信号来控制矢量调制器130的操作。例如，控制器180可以基于接收功率检测信号判断经补偿的第二信号S2’中存在的残余噪声信号的量，并基于残余噪声信号的量控制矢量调制器130的操作。控制器180还可以基于发射功率检测信号来确定矢量调制器130的初始操作状态。在一些实施例中，控制器180的操作是迭代进行的，例如，首先基于发射功率检测信号来确定矢量调制器130的初始操作状态，接着基于接收功率检测信号判断经补偿的第二信号S2’中存在的残余噪声信号的量并由此调节对矢量调制器130的控制，然后基于更新的接收功率检测信号继续判断经补偿的第二信号S2’中存在的残余噪声信号的量，如此迭代往复，直到经补偿的第二信号S2’中的残余噪声信号的量低于期望的阈值。

在一些实施例中，发射功率检测器170和控制器180之间可以设置有模数转换器ADC，使得来自发射功率检测器170的发射功率检测信号能够从模拟信号转化成数字信号，从而使得控制器180基于数字信号形式的发射功率检测信号进行操作。在接收功率检测器172和控制器180之间也可以设置有模数转换器ADC，使得来自接收功率检测器172的接收功率检测信号能够从模拟信号转化成数字信号，从而使得控制器180基于数字信号形式的接收功率检测信号进行操作。通过上述配置，控制器180可以实现纯数字化的操作，即，基于数字信号形式的检测信号进行决策，再发出数字信号形式的控制信号来对矢量调制器130进行控制。数字化的操作过程能够使得控制器180的决策和控制过程更为可控、准确和低成本。

图2C示意性地示出了图2A所示的射频通信系统100的一个具体实施方式的电路结构。本领域技术人员应理解，图2A中所示的射频通信系统可以采用图2C中所示的射频通信系统的电路结构，但是也可以通过其他电路结构来实现。在图2A和图2C中，相同或相应的组件采用相同的附图标记来指示，并且图2A中对于相同或相应组件的描述均适用于图2C。图2A和图2C的区别主要在于，图2C中的调整电路250是图2A中的调整电路150的一种可能的实现方式，即，图2A中所示的调整电路150可以采用图2C中所示的调整电路250的电路结构，但是也可以通过其他电路结构来实现，并且图2A中对于调整电路150的描述也适用于图2C中的调整电路250。

如图2C所示，调整电路250可以包括I信号调整电路和Q信号调整电路，其中，I信号调整电路可以用于调整I信号的相位和/或幅度，并且Q信号调整电路可以用于调整Q信号的相位和/或幅度。

I信号调整电路可以包括用于对I信号进行90度的相移的90度移相器258a以及用于对I信号进行﹣90度的相移的﹣90度移相器258b。I信号调整电路还可以包括数字步进衰减器(DSA)257a、开关256a和开关256c。开关256a用于将I信号选择性地提供到90度移相器258a和﹣90度移相器258b之一，并且开关256c用于选择性地将90度移相器258a和﹣90度移相器258b之一的输出提供到数字步进衰减器257a。Q信号调整电路可以包括用于对Q信号进行90度的相移的90度移相器258c以及用于对Q信号进行-90度的相移的﹣90度移相器258d。Q信号调整电路还可以包括数字步进衰减器(DSA)257b、开关256b和开关256d。开关256b用于将Q信号选择性地提供到90度移相器258c和﹣90度移相器258d之一，并且开关256d用于选择性地将90度移相器258c和﹣90度移相器258d之一的输出提供到数字步进衰减器257b。在这种情况下，控制器180可以通过控制开关256a、开关256b、开关256c、开关256d、数字步进衰减器257a和/或数字步进衰减器257b来控制矢量调制器130的操作。90度移相器258a、﹣90度移相器258b、90度移相器258c和﹣90度移相器258d中的一个或多个可以包括电感器-电容器LC滤波器。开关256a、256b、256c和256d中的一个或多个可以是单刀双掷开关(SPDT)。

在一些实施例中，数字步进衰减器257a和257b可以采用可从Analog Devices公司购得的HMC1119，该型号的数字步进衰减器在整个衰减范围内具有31.75dB的动态范围、较低的插入损耗和小于6度的相位偏移，并且具有0.25dB的最小步进。开关256a、256b、256c和256d可以采用可从Analog Devices公司购得的低插入损耗开关HMC545A。通过上述配置，根据本公开的实施例的矢量调制器130可以具有小于9dB的插入损耗和360度相位调节能力，并且可以支持消除最大13dBm的自干扰信号。

继续参考图2C，在发射功率检测器170和控制器180之间可以设置有模数转换器174，使得来自发射功率检测器170的发射功率检测信号能够从模拟信号转化成数字信号，从而使得控制器180基于数字信号形式的发射功率检测信号进行操作。在接收功率检测器172和控制器180之间可以设置有模数转换器176，使得来自接收功率检测器172的接收功率检测信号能够从模拟信号转化成数字信号，从而使得控制器180基于数字信号形式的接收功率检测信号进行操作。

接下来结合图2C描述当将根据本公开的射频通信系统用作图1中所示的RFID读取器时的工作过程。以下工作工程仅用于辅助对根据本公开的实施例的射频通信系统的理解，而不意图构成任何限制。

RFID读取器的发射器110产生第一信号S1，第一信号S1传输通过第一定向耦合器120和第二定向耦合器122达到天线114并经由天114向外发送。RFID标签接收第一信号S1，并反向散射第二信号S2。第二信号S2传输经过天线114、第二定向耦合器122、第二组合器190和第三定向耦合器124到达接收器112。由于第二定向耦合器122的隔离度并不能达到理想状态，由第一信号S1的泄露引起的自干扰噪声也将到达第二组合器190的输入端口。

当第一信号S1传输通过第一定向耦合器120时，第一定向耦合器120将第一信号的一部分作为第一感测信号S1’馈入分离器140。分离器140将第一感测信号S1’信号分成同相位的I信号和正交相位的Q信号。

通过开关256a和开关256c的配置，同相位的I信号可以通过90度相移的上路径或者-90度相移的的下路径，这两条路径具有180度的相位差。同时，通过开关256b和开关256d的配置，正交相位的Q信号可以通过90度相移的上路径或-90度相移的下路径，这两条路径具有180度的相位差。

数字步进衰减器257a接收开关256c的输出信号从而产生经调整的I信号，数字步进衰减器257b接收开关256d的输出信号从而产生经调整的Q信号。经调整的I信号和经调整的Q信号具有90度或270度的相位差。第一组合器160对经调整的I信号和经调整的Q信号进行矢量合成从而得到补偿信号Sc。

补偿信号Sc和第二信号S2由第二组合器190进行矢量合成。控制器180基于发射功率检测信号和接收功率检测信号运行自干扰消除算法，该算法通过调整矢量调制器130的操作来调整补偿信号Sc，使得补偿信号Sc与第二信号S2中耦合的与第一信号S1相关的噪声信号幅度相等且相位相反，从而消除第二信号S2中的噪声信号。控制器180中的自干扰消除算法可以例如搜索开关256a、256b、256c和256d以及数字步进衰减器257a和257b的最佳配置，以使得数模转换器176的输出最小，并且该算法的收敛时间小于1ms。

根据本公开的实施例的如图2A、2B和/或2C所示的自干扰消除电路和射频通信系统具备诸多优点。首先，根据本发明的自干扰消除电路和射频通信系统能够产生高精度的补偿信号，使得补偿信号精确地抵消自干扰噪声信号，从而实现优越的消噪性能。进一步的，根据本公开的实施例的自干扰消除电路和射频通信系统还能够以低插入损耗和高动态范围实现消噪功能。例如，根据本公开的矢量调制器可以具有小于9dB的插入损耗和360度相位调节能力，并且可以支持消除最大13dBm的自干扰信号。此外，在根据本公开的实施例的自干扰消除电路的射频信号通路上，除了开关和数字步进衰减器以外都是无源器件，这种设计在抵消自干扰信号的同时，不会引入额外的噪声。还需要强调的是，根据本公开的实施例的射频通信系统采用双定向耦合器(第一定向耦合器120和第二定向耦合器122)结构实现，因此可以避免消噪过程对噪声信号的反向影响，使得控制器能够在迭代进行消噪算法的过程中更快找到最佳的消噪状态。通过将这样的定向耦合器布置与自干扰消除电路结合，能够实现优越的自干扰噪声消除效果。

图3示意性地示出了根据本公开的实施例的用于消除噪声信号的方法200的流程图。本领域技术人员将理解，图3所示的用于消除噪声信号的方法也可以理解为用于操作如图2A、2B和/或2C所示的自干扰消除电路和射频通信系统的方法，因此前文中对于图2A、2B和/或2C的相应描述也适用于此。

用于消除噪声信号的方法200可以用于处理其中耦合有与第一信号相关的噪声信号的第二信号并产生经补偿的第二信号。如图3所示，方法200可以包括：接收通过感测第一信号而产生的第一感测信号(步骤210)，以及，通过矢量调制器基于该第一感测信号产生补偿信号以用于补偿第二信号中的噪声信号(步骤220)。其中，产生补偿信号可以包括：通过矢量调制器的分离器将第一感测信号分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号(步骤222)，通过矢量调制器的调整电路分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度(步骤224)，以及通过矢量调制器的第一组合器组合经调整的I信号和经调整的Q信号以产生补偿信号(步骤226)。

在一些实施例中，分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度包括通过I信号调整电路调整I信号的相位和/或幅度以及通过Q信号调整电路调整Q信号的相位和/或幅度。

在一些实施例中，I信号调整电路可以包括第一数字步进衰减器以用于调整I信号的幅度，并且还可以包括至少一个移相器和至少一个开关，以用于为I信号选择90度或-90度的相移。Q信号调整电路包括第二数字步进衰减器以用于调整Q信号的幅度，并且还可以包括至少一个移相器和至少一个开关，以用于为Q信号选择90度或-90度的相移。

在一些实施例中，用于消除噪声信号的方法200还可以包括通过控制器来控制I信号调整电路和Q信号调整电路中的开关和数字步进衰减器中的部分或全部从而控制矢量调制器的操作。

在优选实施例中，I信号调整电路可以包括用于对I信号进行90度的相移的第一移相器以及用于对I信号进行-90度的相移的第二移相器。I信号调整电路还可以包括第一开关和第三开关，第一开关用于将I信号选择性地提供到第一移相器和第二移相器之一，并且第三开关用于选择性地将第一移相器和第二移相器之一的输出提供到I信号调整电路中国的第一数字步进衰减器。Q信号调整电路可以包括用于对Q信号进行90度的相移的第三移相器以及用于对Q信号进行-90度的相移的第四移相器。Q信号调整电路还可以包括第二开关和第四开关，第二开关用于将Q信号选择性地提供到第三移相器和第四移相器之一，并且第四开关用于选择性地将第三移相器和第四移相器之一的输出提供到Q信号调整电路中的第二数字步进衰减器。

在这种情况下，用于消除噪声信号的方法200还可以包括通过控制器来控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一数字步进衰减器和/或第二数字步进衰减器，从而控制矢量调制器的操作。基于此，可以仅通过数字控制信号来实现对矢量调制器的操作，这使得控制过程更为可控、准确和成本低。

在一些实施例中，第一信号可以经由第一定向耦合器和第二定向耦合器传输至天线并从天线发射，第二信号可以经由第二定向耦合器从天线接收，经补偿的第二信号可以经由第三定向耦合器传输到接收器，并且第一感测信号可以通过第一定向耦合器的耦合端接收。

在一些实施例中，用于消除噪声信号的方法200还可以包括：通过耦接到第二定向耦合器的发射功率检测器产生发射功率检测信号，该发射功率检测信号表示第一信号的功率；通过耦接到第三定向耦合器的接收功率检测器产生接收功率检测信号，该接收功率检测信号表示经补偿的第二信号的功率；以及通过控制器基于发射功率检测信号和接收功率检测信号来控制矢量调制器的操作。其中，通过控制器基于发射功率检测信号和接收功率检测信号来控制矢量调制器的操作包括：基于接收功率检测信号判断经补偿的第二信号中存在的残余噪声信号的量，并基于残余噪声信号的量控制矢量调制器的操作，以及基于发射功率检测信号来确定矢量调制器的初始操作状态。

本领域技术人员将理解，除了如图示出的处理和结构之外，本公开还包括形成半导体装置必需的其它任何处理和结构。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

在本公开中，术语“膜”和“层”可以具备相似的含义并且可以彼此替换使用。

在本公开中，词语“约”、“大约”或“基本上”(例如基本上相同)的使用旨在表示参数的值接近于规定值或位置但不必完全相同，即，在规定值或位置与实际值或位置之间可以存在本领域所允许的范围内的细微差异。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (28)

1.一种自干扰消除电路，用于处理其中耦合有与第一信号相关的噪声信号的第二信号并产生经补偿的第二信号，所述自干扰消除电路包括：

矢量调制器，配置为接收通过感测第一信号而产生的第一感测信号，并基于该第一感测信号产生补偿信号以用于补偿第二信号中的噪声信号，所述矢量调制器包括：

分离器，配置为将第一感测信号分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号；

调整电路，配置为分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度；以及

第一组合器，配置为组合经调整的I信号和经调整的Q信号以产生所述补偿信号；

第一定向耦合器和第二定向耦合器，其中，第一信号经由第一定向耦合器和第二定向耦合器传输至天线并从所述天线发射，并且第二信号经由第二定向耦合器从所述天线接收；

发射功率检测器，其耦接到第二定向耦合器并产生表示第一信号的功率的发射功率检测信号；以及

控制器，被配置为基于所述发射功率检测信号来控制所述矢量调制器的操作，包括基于所述发射功率检测信号来确定所述矢量调制器的初始操作状态。

2.根据权利要求1所述的自干扰消除电路，还包括：

第二组合器，用于组合第二信号和所述补偿信号，以产生经补偿的第二信号。

3.根据权利要求2所述的自干扰消除电路，其中，所述补偿信号与所述噪声信号幅度大致相等并且相位大致相反。

4.根据权利要求1所述的自干扰消除电路，其中，所述调整电路包括：

I信号调整电路，用于调整I信号的相位和/或幅度；以及

Q信号调整电路，用于调整Q信号的相位和/或幅度。

5.根据权利要求4所述的自干扰消除电路，

其中，所述I信号调整电路包括第一数字步进衰减器以用于调整I信号的幅度；并且

其中，所述Q信号调整电路包括第二数字步进衰减器以用于调整Q信号的幅度。

6.根据权利要求5所述的自干扰消除电路，

其中，所述I信号调整电路包括至少一个移相器和至少一个开关，以用于为I信号选择90度或-90度的相移；并且

其中，所述Q信号调整电路包括至少一个移相器和至少一个开关，以用于为Q信号选择90度或-90度的相移。

7.根据权利要求6所述的自干扰消除电路，其中所述控制器被配置为控制所述I信号调整电路和所述Q信号调整电路中的开关、第一数字步进衰减器和/或第二数字步进衰减器，从而控制所述矢量调制器的操作。

8.根据权利要求5所述的自干扰消除电路，

其中，所述I信号调整电路包括：

第一移相器，用于对I信号进行90度的相移，以及

第二移相器，用于对I信号进行-90度的相移；并且

其中，所述Q信号调整电路包括：

第三移相器，用于对Q信号进行90度的相移，以及

第四移相器，用于对Q信号进行-90度的相移。

9.根据权利要求8所述的自干扰消除电路，

其中，所述I信号调整电路包括第一开关和第三开关，第一开关用于将I信号选择性地提供到第一移相器和第二移相器之一，并且第三开关用于选择性地将第一移相器和第二移相器之一的输出提供到第一数字步进衰减器；并且

其中，所述Q信号调整电路包括第二开关和第四开关，第二开关用于将Q信号选择性地提供到第三移相器和第四移相器之一，并且第四开关用于选择性地将第三移相器和第四移相器之一的输出提供到第二数字步进衰减器。

10.根据权利要求9所述的自干扰消除电路，其中所述控制器被配置为控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一数字步进衰减器和/或第二数字步进衰减器，从而控制所述矢量调制器的操作。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的自干扰消除电路，其中，第一移相器、第二移相器、第三移相器和第四移相器中的一个或多个包括电感器-电容器LC滤波器。

12.一种射频通信系统，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的自干扰消除电路；

发射器，用于产生第一信号；以及

接收器，用于接收经补偿的第二信号。

13.根据权利要求12所述的射频通信系统，其中，所述矢量调制器耦接到第一定向耦合器的耦合端以接收第一感测信号。

14.根据权利要求12所述的射频通信系统，还包括：

第三定向耦合器，其中，所述经补偿的第二信号经由所述第三定向耦合器传输到所述接收器。

15.根据权利要求14所述的射频通信系统，还包括：

接收功率检测器，其耦接到第三定向耦合器并产生表示经补偿的第二信号的功率的接收功率检测信号。

16.根据权利要求15所述的射频通信系统，

其中，所述自干扰消除电路的所述控制器还被配置为基于所述接收功率检测信号来控制所述矢量调制器的操作。

17.根据权利要求16所述的射频通信系统，其中，所述控制器被配置为基于所述接收功率检测信号判断经补偿的第二信号中存在的残余噪声信号的量，并基于所述残余噪声信号的量控制所述矢量调制器的操作。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的射频通信系统，其中，所述射频通信系统在RFID读取器中实现。

19.一种消除噪声信号的方法，用于处理其中耦合有与第一信号相关的噪声信号的第二信号并产生经补偿的第二信号，所述方法包括：

接收通过感测第一信号而产生的第一感测信号；以及

通过矢量调制器基于该第一感测信号产生补偿信号以用于补偿第二信号中的噪声信号，其中，产生补偿信号包括：

通过所述矢量调制器的分离器将第一感测信号分离成同相位的I信号和正交相位的Q信号，

通过所述矢量调制器的调整电路分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度，以及

通过所述矢量调制器的第一组合器组合经调整的I信号和经调整的Q信号以产生所述补偿信号；

其中，第一信号经由第一定向耦合器和第二定向耦合器传输至天线并从所述天线发射；以及

其中，所述方法还包括：

通过耦接到第二定向耦合器的发射功率检测器产生发射功率检测信号，该发射功率检测信号表示第一信号的功率，以及

通过控制器基于所述发射功率检测信号来控制所述矢量调制器的操作，包括基于所述发射功率检测信号来确定所述矢量调制器的初始操作状态。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，分别调整I信号的相位和/或幅度以及Q信号的相位和/或幅度包括：

通过I信号调整电路调整I信号的相位和/或幅度；以及

通过Q信号调整电路调整Q信号的相位和/或幅度。

21.根据权利要求20所述的方法，

其中，所述I信号调整电路包括第一数字步进衰减器以用于调整I信号的幅度；并且

其中，所述Q信号调整电路包括第二数字步进衰减器以用于调整Q信号的幅度。

22.根据权利要求21所述的方法，

其中，所述I信号调整电路包括至少一个移相器和至少一个开关，以用于为I信号选择90度或-90度的相移；并且

其中，所述Q信号调整电路包括至少一个移相器和至少一个开关，以用于为Q信号选择90度或-90度的相移。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括：

通过所述控制器控制所述I信号调整电路和所述Q信号调整电路中的开关、第一数字步进衰减器和/或第二数字步进衰减器，从而控制所述矢量调制器的操作。

24.根据权利要求21所述的方法，

其中，所述I信号调整电路包括：

第一移相器，用于对I信号进行90度的相移，以及

第二移相器，用于对I信号进行-90度的相移；并且

其中，所述Q信号调整电路包括：

第三移相器，用于对所述Q信号进行90度的相移，以及

第四移相器，用于对所述Q信号进行-90度的相移。

25.根据权利要求24所述的方法，

其中，所述I信号调整电路包括第一开关和第三开关，第一开关用于将I信号选择性地提供到第一移相器和第二移相器之一，并且第三开关用于选择性地将第一移相器和第二移相器之一的输出提供到第一数字步进衰减器；并且

其中，所述Q信号调整电路包括第二开关和第四开关，第二开关用于将Q信号选择性地提供到第三移相器和第四移相器之一，并且第四开关用于选择性地将第三移相器和第四移相器之一的输出提供到第二数字步进衰减器。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括：

通过控制器控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一数字步进衰减器和/或第二数字步进衰减器，从而控制所述矢量调制器的操作。

27.根据权利要求19-26中任一项所述的方法，

其中，第二信号经由第二定向耦合器从所述天线接收；

其中，所述经补偿的第二信号经由第三定向耦合器传输到接收器；并且

其中，第一感测信号通过第一定向耦合器的耦合端接收。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括：

通过耦接到第三定向耦合器的接收功率检测器产生接收功率检测信号，该接收功率检测信号表示经补偿的第二信号的功率；以及

通过所述控制器基于所述接收功率检测信号来控制所述矢量调制器的操作，包括：

基于所述接收功率检测信号判断经补偿的第二信号中存在的残余噪声信号的量，并基于所述残余噪声信号的量控制所述矢量调制器的操作。

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