CN114024567B - 一种多抽头延时电路及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多抽头延时电路及其设计方法。其中多抽头延时电路包括具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N为大于1的自然数；还包括至少一个单向导通器件；N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端连接，和/或，N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端连接。本申请的技术方案避免多抽头之间互相耦合的不利影响，为射频自干扰抑制器实现更高精度的控制提供基础。

Description

一种多抽头延时电路及其设计方法

技术领域

本申请涉及微波电路技术领域，尤其涉及一种多抽头延时电路及其设计方法。

背景技术

移动互联网的快速发展加剧了急速增长的无线接入业务需求和有限频谱资源之间的矛盾。同时同频全双工理论上可以将频谱利用效率提升一倍，却要求进行自干扰抑制以避免接收机性能恶化。现有的自干扰抑制技术分为空域隔离、射频自干扰抑制和数字自干扰抑制，其中射频自干扰抑制作为自干扰抑制技术的关键环节得到了广泛关注。

现有的射频自干扰抑制普遍采用“重建+抑制”机制，具体过程为采用射频自干扰重建电路精确地重建自干扰信号，然后将自干扰重建信号从接收机前端的接收信号中减去，以实现射频自干扰抑制。根据自干扰重建模块实现的位置可将现有射频自干扰抑制划分为射频多抽头自干扰抑制和数字辅助射频自干扰抑制两类。与数字辅助射频自干扰抑制相比，射频多抽头自干扰抑制器有诸多好处，例如不仅可以抵消部分强的多径干扰，还可以抵消发射机引起的噪声、非线性等。

但是，现有射频多抽头自干扰抑制器在工程实现中显现出多方面的不足，例如多抽头之间的互耦，由于多抽头之间采用的分路器和合路器的隔离度有限，一般为20dB，各路之间存在严重的耦合效应，导致无法精确的控制每一路的权重。

发明内容

本申请实施例提供了一种多抽头延时电路及其设计方法，以解决现有方案中多抽头之间隔离度不足的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一方面，本申请实施例提供一种多抽头延时电路，包括具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N为大于1的自然数；还包括至少一个单向导通器件；

N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端连接，和/或，N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端连接。

另一方面，本申请实施例提供一种多抽头延时电路设计方法，多抽头延时电路包括具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N为大于1的自然数；该方法包括：

将N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端相连接，和/或，将N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端相连接。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请实施例通过在抽头端口设置单向导通器件，使得多抽头延时电路的各个通道之间具有高隔离度，避免多抽头之间互相耦合的不利影响，实现具有射频解耦功能的多抽头延时电路，为射频自干扰抑制器实现更高精度的控制提供基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为传统两抽头延时电路示意图；

图2为传统两抽头延时电路仿真结果与理论计算结果对比图；

图3本申请一个实施例中示出的一种多抽头延时电路示意图；

图4为本申请一个实施例中示出具有射频解耦功能的8抽头延时电路示意图；

图5为本申请一个实施例中示出的具有射频解耦功能的8抽头延时电路仿真结果、传统8抽头延时电路仿真结果与理论计算结果对比图；

图6为本申请一个实施例中示出的一种多抽头延时电路设计方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

传统多抽头延时电路中，各个抽头之间的隔离主要是通过功分器输出端口的隔离度来实现，对于宽带功分器一般只有20dB左右的隔离度。在发射机的各信号通道之间存在着强耦合的情况下，传统多抽头延时电路无法满足高精度控制下的隔离度要求。

如图1所示，为传统两抽头延时电路，当功分器隔离度为20dB时，在各抽头等幅同相条件下，传统两抽头延时电路中信号的叠加效果与理论计算的叠加效果的对比可以参考图2，可以看到，传统两抽头电路中信号的叠加与理论计算的结果存在较大差别，这个差别将会影响射频抵消效果。

针对上述问题，本申请实施例通过在抽头的端口增设单向导通器件来实现各个通道之间的高隔离度，进而达到多抽头之间的射频解耦效果。

本申请实施例提供了一种多抽头延时电路。

图3本申请一个实施例中示出的一种多抽头延时电路示意图，如图3所示，本实施例中的多抽头延时电路包括：具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N个抽头所在支路形成N个通路，其中N为大于1的自然数。

N个抽头均为衰减/延时均可重构抽头，示例性的，N个抽头均包括可重构延时器和可重构衰减器，每个抽头具有独立的可重构功能，以便于射频自干扰抑制器对抽头的衰减/延时进行控制。

在本实施例中，图3所示的多抽头延时电路还包括至少一个单向导通器件；

N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端连接，和/或，N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端连接。

举例来说，当多抽头延时电路包括一个单向导通器件时，对一些场景来说，若多抽头延时电路某一个通路对射频信号隔离度要求较高，可以根据需求在该通路的抽头的输入端或输出端设置一个单向导通器件；当多抽头延时电路包括两个单向导通器件时，对一些场景来说，这两个单向导通器件可以设置在同一个抽头的输入端和输出端，也可以在一个抽头的输入端或输出端设置一个单向导通器件，在另一个输入端或输出端设置一个单向导通器件。

可以理解的是，本申请实施例通过在多抽头延时电路的抽头端口设置单向导通器件来提升抽头所在通路的隔离度，实际应用中，本领域技术人员可以灵活设置单向导通器件的个数。

如图3所示，示例性示出包括2N个单向导通器件，N个抽头的N个输入端和N个输出端分别通过一个单向导通器件与分路电路相应的输出端和合路电路的输入端连接。图3所述的在每个抽头的输入端和输出端各设置一个单向导通器件可以最大的提升各抽头之间的隔离度。

可以理解的是，在实际应用中，根据系统对各抽头间的隔离需求，按需设置单向导通器件，例如仅在对隔离度需求较高的通路中增设单向导通器件。本领域技术人员可以参考本申请在抽头端口处增设单向导通器件来提升抽头间隔离度的方案，合理对单向导通器件进行部署。

在一些实施例中，为深化各抽头间的隔离度，多抽头延时电路包括2N个单向导通器件，N个抽头的N个输入端分别通过一个单向导通器与分路电路的相应输出端连接，N个抽头的N个抽头的N个输出端分别通过一个单向导通器与合路电路的相应输入端连接。

具体来说，在图3所示的电路中，分路电路将接收到的信号分成N路，这N路信号分别通过N个输出端发送给N个单向导通器件D₁,...,D_N，单向导通器件D₁,...,D_N的输出信号发送给相应的抽头，作为抽头的输入信号，N个抽头的输出信号发送给N个单向导通器件D_N+1,...,D_2N，单向导通器件D_N+1,...,D_2N的输出信号发送给合路电路相应的输入端，由合路电路将N路信号合称为一路后输出。

在本实施例中，连接在N个抽头与分路电路之间的第一类N个单向导通器件的类型相同，连接在N个抽头与合路电路之间的第二类N个单向导通器件的类型相同；第一类N个单向导通器件的类型与第二类N个单向导通器件的类型相同或不同。

这里，单向导通器件的类型为放大器和隔离器中的一种或多种。现有技术方案中，放大器通常是用于对信号进行放大，隔离器时连接在功放之后，避免功放信号反射，对功放造成损坏。本申请与现有技术不同的是，将放大器或隔离器作为单向导通器件设置在抽头和功分器(或合路器)之间，提高抽头间的隔离度。也就是说，本申请实施例提出了放大器和隔离器的不同用法，需通过放大器和/或隔离器来实现各个通道之间的高隔离度，达到多抽头之间的射频解耦。

在部署单向导通器件的过程中，优选将在各通路相同侧设置相同类型的单向导通器件，保证各个通路具有相同的电路结构，便于射频自干扰抑制器对各个通路进行权重控制。其中各通路相同侧是指与抽头的输入端所连接的第一侧和与抽头的输出端所连接的第二侧。

以图3所示电路为例，部署在第一侧和第二侧的单向导通器件均为放大器，即2N个单向导通器件可以均为放大器；或者部署在第一侧和第二侧的单向导通器件均为隔离器，即2N个单向导通器件可以均为隔离器；或者部署在第一侧的单向导通器件均为放大器，部署在第二侧的单向导通器件均为隔离器，即单向导通器件D₁,...,D_N为放大器，单向导通器件D_N+1,...,D_2N均为隔离器；或者部署在第一侧的单向导通器件均为隔离器，部署在第二侧的单向导通器件均为放大器，即单向导通器件D₁,...,D_N为隔离器，单向导通器件D_N+1,...,D_2N均为放大器。

在实际应用中，当电路需要对信号进行放大时，可以选择有源的放大器作为单向导通器件，当电路不需要对信号进行放大时，可以采用无缘的隔离器，例如选择模拟隔离器作为单向导通器件。

在一些实施例中，分路电路采用多个分路器构建，当分路器是将一路信号分为两路信号的分路器时，该分路器可以为功分器、电桥或巴伦中的一种或多种。当然，实际应用中，也可以选择将一路信号分为四路信号的分路器设计分路电路，或者采用将一路信号分为两路信号的分路器和将一路信号分为四路信号的分路器组合的方法设计分路电路。

类似的，合路电路采用多个合路器构建，当合路器是将两路信号合为一路信号的合路器时，合路器为功分器、电桥或巴伦中的一种或多种。当然，实际应用中，也可以选择将四路信号合为一路信号的合路器设计合路电路，或者采用将四路信号合为一路信号的合路器和将两路信号合为一路信号的合路器组合的方法设计合路电路。

在一些实施例中，多抽头延时电路的工作频率范围是指N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的共同工作频率范围，即根据N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的共同工作频率范围来设置多抽头延时电路的工作频率范围，保证多抽头延时电路各个器件都工作在安全的频率范围。

在一些实施例中，N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的输入和输出具有相同的阻抗特性，例如以50欧姆的输入合输出阻抗特性设计N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件，保证多抽头延时电路在集成到射频自干扰抑制器时，实现最佳的性能传输，避免能量反射。

为详细说明本申请实施例的射频解耦效果，以图4所示的8抽头延时电路为例，如图4所示，8个通路均两个隔离器和1个衰减/延时均可重构抽头组成，其中两个隔离器分别设置在衰减/延时均可重构抽头的输入端和输出端。具有8个输出端的分路电路由7个功分器组成；同样，具有8个输入端的合路电路也由7个合路器组成。

图5是示出了在2-4GHz频段范围内具有射频解耦功能的8抽头延时电路与传统8抽头延时电路及理论计算的对比曲线，从图5中可以看到，本申请实施例提供的具有射频解耦功能的8抽头延时电路的仿真结果基本与理论计算值重合，也就是说具有射频解耦功能的8抽头延时电路的仿真结果更贴近理论计算值，更加满足精确调节的要求。

综合上述，本申请实施例的多抽头延时电路实现各个通道之间的高隔离度，避免多抽头之间互相耦合的不利影响，使得射频自干扰抑制器能够实现更高精度的控制，进而带来更高的抵消或抑制效果。

本申请实施例还提供一种多抽头延时电路的设计方法，设计出上述实施例中的多抽头延时电路。

在本申请实施例中，多抽头延时电路包括：具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N为大于1的自然数。

图6为本申请一个实施例中示出的一种多抽头延时电路设计方法的流程图，如图6所示，本申请实施例的方法包括：

S610，将N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端相连接，和/或，将N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端相连接。

在需要提升多抽头延时电路多抽头之间的隔离度时，根据隔离需求，在多抽头延时电路增设至少一个单向导通电路。

在一些实施例中，将N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端相连接，和/或，将N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端相连接，包括：

将N个抽头的N个输入端分别通过一个单向导通器与分路电路的相应输出端相连接，以及将N个抽头的N个抽头的N个输出端分别通过一个单向导通器与合路电路的相应输入端相连接。

在一些实施例中，设置连接在N个抽头与分路电路之间的第一类N个单向导通器件的类型相同，以及设置连接在N个抽头与合路电路之间的第二类N个单向导通器件的类型相同。

在一些实施例中，设置第一类N个单向导通器件的类型与第二类N个单向导通器件的类型相同或不同。

在一些实施例中，设计方法还包括：根据N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的共同工作频率范围设置多抽头延时电路的工作频率范围。

在一些实施例中，设计方法还包括：设置N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的输入和输出具有相同的阻抗特性。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种多抽头延时电路，包括具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N为大于1的自然数；其特征在于，还包括至少一个单向导通器件；

N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端连接，和/或，N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端连接；

所述单向导通器件的类型为放大器和隔离器中的一种或多种；

所述放大器或所述隔离器作为单向导通器件设置在抽头的输入端和分路电路之间或者设置在抽头的输出端和合路电路之间，用于实现各个通道之间的高隔离度。

2.根据权利要求1所述的多抽头延时电路，其特征在于，包括2N个单向导通器件，N个抽头的N个输入端分别通过一个单向导通器与分路电路的相应输出端连接，N个抽头的N个抽头的N个输出端分别通过一个单向导通器与合路电路的相应输入端连接。

3.根据权利要求2所述的多抽头延时电路，其特征在于，连接在N个抽头与分路电路之间的第一类N个单向导通器件的类型相同，连接在N个抽头与合路电路之间的第二类N个单向导通器件的类型相同。

4.根据权利要求3所述的多抽头延时电路，其特征在于，第一类N个单向导通器件的类型与第二类N个单向导通器件的类型相同或不同。

5.根据权利要求1所述的多抽头延时电路，其特征在于，所述多抽头延时电路的工作频率范围是指N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的共同工作频率范围。

6.根据权利要求1所述的多抽头延时电路，其特征在于，N个抽头、合路电路、分路电路和单向导通器件的输入和输出具有相同的阻抗特性。

7.根据权利要求1所述的多抽头延时电路，其特征在于，所述分路电路采用多个分路器构建，所述分路器为功分器、电桥或巴伦中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的多抽头延时电路，其特征在于，所述合路电路采用多个合路器构建，所述合路器为功分器、电桥或巴伦中的一种或多种。

9.一种多抽头延时电路的设计方法，所述多抽头延时电路包括具有N个输出端的分路电路、具有N个输入端的合路电路和N个抽头，N个抽头的N个输入端分别与分路电路的N个输出端连接，N个抽头的N个输出端分别与合路电路的N个输入端连接，N为大于1的自然数；其特征在于，所述方法包括：

将N个抽头中的至少一个抽头的输入端通过单向导通器件与分路电路的相应输出端相连接，和/或，将N个抽头中至少一个抽头的输出端通过单向导通器件与合路电路的相应输入端相连接；

所述单向导通器件的类型为放大器和隔离器中的一种或多种；

所述放大器或所述隔离器作为单向导通器件设置在抽头的输入端和分路电路之间或者设置在抽头的输出端和合路电路之间，用于实现各个通道之间的高隔离度。

Images