CN117394798A - 消除带外阻塞的免校准宽带低噪声放大器结构和方法 - Google Patents

消除带外阻塞的免校准宽带低噪声放大器结构和方法 Download PDF

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Abstract

一种宽带低噪声放大器结构，其用于消除带外阻塞，所述宽带低噪声放大器结构包括：跨导前置放大器级，其配置成将电压信号转换为电流信号；滤波器级，其包括并联连接的主路径和辅助路径，所述主路径传递第一信号，所述第一信号包括所有的电流信号，以及所述辅助路径传递第二信号，所述第二信号仅包括所述电流信号的带外部分；以及组合级，其配置成输出对应于所述第一信号和所述第二信号之间的差的第三信号，所述第三信号仅包括所述电流信号的带内部分。

Description

消除带外阻塞的免校准宽带低噪声放大器结构和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2022年7月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2022-0085691的优先权，该专利申请的公开内容以引用的方式全文并入本文中。
背景技术
本发明构思涉及一种宽带低噪声放大器结构，并且更具体地，涉及一种免校准宽带低噪声放大器结构，其能够消除应用于各种无线通信系统中的接收器的带外阻塞。
在无线移动通信中，例如3G或4G，使用频分双工(FDD)方法，其中发送和接收是同时(或同步)进行的，由于所使用的双工器的有限隔离特性，发送器TX信号会泄漏到接收器RX。泄漏信号(例如，阻塞信号)不仅可能会增加接收器RX的非线性特性，还会恶化噪声性能。这可能最终恶化整个接收器RX的信噪比(SNR)和灵敏度性能。
为了减少由于带外阻塞引起的接收器性能恶化，通过在接收器RX的前端应用射频(RF)滤波器等来消除阻塞。这可以通过改善双工器的隔离特性，或者通过应用附加的带通滤波器(BPF)来得到根本改善。然而，当前可用的双工器的隔离特性为大约52dB，因此进一步的改善受到限制，并且由于插入损耗的增加，使用附加的滤波器导致噪声特性发生了恶化，并增加了部件的成本。此外，随着接收器RX所支持的频带数量的增加，在现有的双工器中，仅在固定的频率区域中可移除阻塞(例如，干扰和/或泄漏信号)，并且在现有的双工器中包括用于选择每个频带的附加开关。这导致了额外的成本，并增加了插入损耗。为了从接收器中消除发射器泄漏信号，除了现有的双工器之外，还实现了各种方法。
图1示出了用于通过前馈路径消除阻塞的系统。参考图1，系统包括：主路径，其通过LNA；和辅助路径，其接收带内(IB)接收信号fIB和带外阻塞信号fBLK，这两个信号都被放大。辅助路径包括混频器、高通滤波器(HPF)、可变增益放大器(VGA)和移相器(PS)，移相器仅传递带外阻塞，然后通过组合器消除阻塞。主路径和辅助路径之间的阻塞分量的幅度和相位匹配越精确，从输出端消除的阻塞就越多。然而，为了校准根据频率而不同的相位和幅度，图1的系统包括移相器和可变增益放大器，并且由于根据温度和环境的相位和幅度之间的失配，可能会降低阻塞消除效果。此外，由于每个频率的增益和相位属性不同，仅消除特定频率的阻塞存在限制。
图2示出了通过使用高线性手动混频器和低通滤波器来消除阻塞的系统，手动混合器采用了混频器优先结构。参考图2，系统采用了通过使用具有高选择性的低通滤波器(LPF)来消除阻塞的方法。代替LNA，系统包括高线性手动混频器，高线性手动混频器设置在接收器中的第一路径上，其对阻塞的抵抗性很强(例如，有效)，并且接收信号被下变频到基带(BB)。尽管方法可以有效地消除阻塞，但是由于未将LNA应用于第一端，所以整个接收器的噪声可能增加。
图3示出了通过使用电平衡双工器(EBD)来减少泄漏信号的系统。参考图3，系统通过使用EBD(其采用混合变压器而不是现有双工器)来减少接收器中的发射器泄漏信号。在EBD操作中，虽然发射信号在发射端口(TX端口)中的天线端口路径上直接发射，但是对于从TX端口到接收端口(RX端口)的情况，由于混合变压器，可能同时(或同步)感应出具有不同相位的两个信号。当天线端口阻抗和平衡网络阻抗相同(或相似)时，发送到接收器的两个泄漏信号相互抵消。尽管方法可以获得相对高的隔离(>60dB)，但是使用了相当复杂的平衡网络设计，并且由于平衡网络阻抗失配的挑战，可能会恶化阻塞消除性能。此外，因为难以将EBD扩展到宽带频率区域，并且仅消除特定频率的发送泄漏信号是可能的，所以在整个带外滤波器的应用上存在限制。
发明内容
本发明构思提供了一种宽带低噪声放大器结构，该结构在不使用附加移相器或可变增益放大器的情况下，消除了阻塞，同时相同地(或相似地)保持带外宽带区域中的增益和相位。根据实施例，通过首先位于接收路径上的低噪声放大器(LNA)中的电路RF滤波器的实现，提供了一种通过消除或减少发射器泄漏信号来改善线性度和噪声性能的结构。
根据本发明构思的方面，提供了一种用于消除带外阻塞的宽带低噪声放大器结构，其包括：跨导前置放大器级，其配置成将电压信号转换为电流信号；滤波器级，其包括并联连接的主路径和辅助路径，主路径传递第一信号，第一信号包括所有的电流信号，以及辅助路径传递第二信号，第二信号仅包括电流信号的带外部分；以及组合级，其配置成输出对应于第一信号和第二信号之间的差的第三信号，第三信号仅包括电流信号的带内部分。
主路径可以包括N个分支，N个分支中的每一个对应于N个相位中的不同相位，N个分支中的每一个包括串联连接的第一下变频混频器和第一上变频混频器。
辅助路径可以包括N相N路径滤波器，N相N路径滤波器包括串联连接的第二下变频混频器、高通滤波器和第二上变频混频器。
可以在带内频率下操作第一下变频混频器、第一上变频混频器、第二下变频混频器和第二上变频混频器中的每一个，带内频率是电流信号的带内部分的频率。
第一信号和第二信号可以具有相同的幅度和相位，辅助路径可以传递第二信号而不需要附加的增益和相位转换，并且第三信号可以表示消除了带外阻塞的第一信号。
辅助路径可以配置成调整要被滤波的带内接收信号的频率。
高通滤波器可以配置成过滤电流信号的带内部分。
第一下变频混频器、第一上变频混频器、第二下变频混频器和第二上变频混频器中的每一个可以包括相应开关，其根据带内频率的本地振荡器信号接通或断开。
辅助路径可以配置成通过改变本地振荡器信号的频率来调整带内接收信号的频率。
宽带低噪声放大器结构还可以包括配置成解调第三信号的解调器，或者配置成解码第三信号的解码器。
根据本发明构思的方面，提供了一种用于消除带外阻塞的宽带低噪声放大方法，其包括：将电压信号转换成电流信号的跨导前置放大操作；传递第一信号的主路径滤波操作，第一信号包括所有的电流信号：传递第二信号的辅助路径滤波操作，第二信号仅包括电流信号的带外部分；以及输出对应于第一信号和第二信号之间的差的第三信号的组合操作，第三信号仅包括电流信号的带内部分。
传递第一信号可以包括第一下变频电流信号，并且对第一下变频的结果进行第一上变频以获得第一信号。
传递第二信号可以包括对电流信号进行第二下转换，对第二下转换的输出进行滤波，以及对滤波的输出进行第二上转换以获得第二信号。
可以以带内频率执行第一下变频、第一上变频、第二下变频和第二上变频，带内频率是电流信号的带内部分的频率。
第一信号和第二信号可以具有相同的幅度和相位，传递第二信号可以传递第二信号而不需要附加的增益或相位转换，并且第三信号可以表示消除了带外阻塞的第一信号。
传递第二信号可以包括调整要被滤波的带内接收信号的频率。
滤波可以对第二下变频的输出的带内部分进行滤波。
第一下变频、第一上变频、第二下变频和第二上变频中的每一个可以包括根据带内频率的本地振荡器信号接通或断开相应的开关。
传递第二信号可以包括通过改变本地振荡器信号的频率来调整带内接收信号的频率。
宽带低噪声放大方法可以包括解调第三信号，或解码第三信号。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：
图1示出了用于通过前馈路径消除阻塞的系统；
图2示出了通过使用高线性手动混频器和低通滤波器来消除阻塞的系统，手动混合器采用了混频器优先结构；
图3示出了通过使用电平衡双工器(EBD)来减少泄漏信号的系统；
图4是根据实施例的宽带低噪声放大器的配置的框图；
图5是图4的宽带低噪声放大器的电路图；
图6A是采用N相N路径滤波器的辅助路径的电路图；图6B是图6A的辅助路径的RLC等效电路；
图7是根据实施例的施加到变频混频器的N相信号的波形图；
图8是根据实施例的采用4相N路径滤波器的宽带低噪声放大器的电路图；以及
图9是示出根据实施例的宽带低噪声放大器的电压增益的模拟结果的曲线图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本发明构思，其中在附图中示出了本发明构思的实施例。然而，可以以许多不同的形式体现本发明构思，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。附图中相同的附图标记表示执行基本相同功能的相同元件。
通过以下描述，可以清楚地理解或阐明本发明构思的目的和效果，但不仅限于以下描述。此外，在以下描述中，当关于相关的众所周知的功能或结构的详细描述被确定为使本公开的主旨不清楚时，本文将省略详细描述。
图4是根据实施例的宽带低噪声放大器结构10的配置的框图。参考图4，宽带低噪声放大器结构10可以包括跨导前置放大器级100、滤波器级300和/或组合级500。宽带低噪声放大器结构10可以消除带外信号(例如，对应于双工器泄漏信号的带外阻塞)，并且仅输出带内接收信号。
宽带低噪声放大器结构10可以减少性能恶化，而不需要单独的增益和相位校准，并且其不仅有效地消除了诸如发射器泄漏信号的带外特定频率阻塞，还消除了来自带外宽带频率区域的阻塞。宽带低噪声放大器结构10可以改善整个接收器的线性和噪声特性。
宽带低噪声放大器结构10可以使用滤波器级300有效地消除带外阻塞，在滤波器级中，其中带外增益和相位相同(或相似)的主路径310和包括N路径滤波器的辅助路径330彼此组合。宽带低噪声放大器结构10与现有技术的区别在于，在带外宽带区域中相同地(或相似地)保持增益和相位，而不使用附加的移相器或可变增益放大器来根据频率进行增益和相位校准。宽带低噪声放大器结构10可以用于各种无线通信系统的接收级(例如，接收器)，诸如频分双工(FDD)蜂窝通信系统(例如，3G、LTE、5G和物联网(IoT))和宽带通信系统等。根据实施例，宽带低噪声放大器结构10可以包括在用户设备的接收器(或收发器)中。用户设备可以是固定的或移动的，并且可以指可以与基站通信以发送和接收数据和/或控制信息的任何设备。例如，用户设备可以被称为终端、终端设备、移动站(MS)、移动终端(MT)、用户终端(UT)、用户站(SS)、无线设备或手持设备等。根据实施例，宽带低噪声放大器结构10可以包括在基站的接收器(或收发器)中。基站通常可以指与用户设备和/或其他基站通信的固定站，并且可以通过与用户设备和/或其他基站通信来交换数据和控制信息。例如，基站也可以被称为节点B、演进节点B(eNB)、下一代节点B(gNB)、扇区、站点、基站收发机系统(BTS)、接入点(AP)、中继节点、远程无线电头端(RRH)、无线电单元(RU)或小型小区等。
宽带低噪声放大器结构10可以通过特别是从实现FDD通信的无线通信中(诸如3G或4G移动通信等)有效地消除发射器(TX)泄漏信号来提供性能改善。在蜂窝FDD系统中，由于尽管使用了前端双工器，但仍未消除发送泄漏信号，所以采用各种校准方法来进行二次非线性改善，因此，由于测试时间的增加而导致成本增加。根据本发明构思的宽带低噪声放大器结构10可以通过整个接收级中的线性度和噪声特性的改善以及复杂的线性度校准过程的消除来获得附加的成本降低的效果，而无需在各种频带和频率区域中使用附加的前端RF滤波器。
已经证实，在通过互补金属氧化物半导体(CMOS)过程设计的实施例的模拟结果中，宽带低噪声放大器结构10具有在宽带带外频率区域中消除20dB或更大的发射泄漏频率阻塞和30dB或更大的阻塞的效果。
图5是图4的宽带低噪声放大器结构10的框图。参考图5，宽带低噪声放大器结构10可以通过使用具有频带可调带阻滤波器(BRF)特性的N路径滤波器，从宽带区域中消除带外阻塞。宽带低噪声放大器结构10可以用作根据多模式多频带(MMMB)收发器设计的适合于下一代通信的方法，其利用一个收发器支持各种频带和各种通信规范，这可以根据无线通信的最近发展来实现。
跨导前置放大器级100可以将施加到其输入端IN的电压信号转换成电流信号，并发射电流信号来作为滤波器级300的输入。根据实施例，电压信号可以对应于接收到的包括TX泄露信号的FDD信号。由于宽带匹配和增益特性，跨导前置放大器级100可以将施加到其输入端IN的电压信号转换成电流信号，并将电流信号作为滤波器级300的主路径310和辅助路径330的输入进行传输。跨导前置放大器级100可以包括跨导前置放大器(例如跨导放大器)，以保持宽带匹配和低噪声以及高线性度。
滤波器级300可以包括主路径310和辅助路径330。滤波器级300配置成基本上过滤带外频率。
主路径310可以传递带内和带外的所有频率信号(例如，第一信号)(例如，包括带内信号和带外信号的与频率无关的所有信号)。主路径310可以包括N个相位(例如，N个分支，每个分支对应于N个相位中的不同相位)，并且每个相位(例如，分支)可以配置成使得下变频混频器和上变频混频器串联连接。在下面的描述中，下变频混频器和上变频混频器可以统称为变频混频器。
辅助路径330可以传递所有带外信号(例如，仅包括电流信号的带外部分的第二信号)，同时仅消除带内接收信号。辅助路径330可以与主路径310并联连接，并且可以包括N相N路径滤波器，其中N路径滤波器可以配置成使得下变频混频器、高通滤波器和上变频混频器串联连接。
图6A是采用N相N路径滤波器的辅助路径330的电路图，以及图6B是图6A的辅助路径330的RLC等效电路。
参考图6A，辅助路径330可以包括N相N路径滤波器，并且N路径滤波器可以配置成使得下变频混频器、HPF和上变频混频器串联连接。辅助路径330总体上可以表现出频带抵消特性。变频混频器可以包括响应于本地振荡器(LO)的信号执行接通/断开操作的开关MSW。根据实施例，此种开关MSW可以与LO结合使用，以实现下变频混频器和上变频混频器。N路径滤波器可以包括响应于具有N个相位的本地振荡器LO的信号执行接通/断开操作的开关MSW。根据实施例，N个相位中的每一个可以对应于辅助路径的不同分支，不同分支中的每一个包括串联连接的相应的下变频混频器、HPF和上变频混频器。HPF可以包括具有高通特性的串联电容器CS。
考虑宽带低噪声放大器结构10的跨导前置放大器级100、滤波器级300和组合级500的总增益可以由下面的等式1表示。
[等式1]
在等式1中，“A1”表示跨导前置放大器级100的宽带前置放大器的跨导增益，以及“T(s)”表示辅助路径330的N路径滤波器传递函数。
参考图6B，N相N路径滤波器可以由并联RLC等效电路表示，并且每个分量值可以如下面的等式2所示来确定。
[等式2]
在等式2中，“N”表示N路径滤波器的阶数，并且示出了其中将具有N个相位的本地振荡器LO应用于每个开关的情况。“RS”表示N路径滤波器的源阻抗，以及“RL”表示下一级的输入阻抗。
图7是应用于图6的变频混频器的N相信号的波形图。参考图7，可以确认由具有N个相位的本地振荡器LO产生的周期(TS＝1/fLO)中的N相LO信号的波形。“fLO”表示所应用的本地振荡器LO的信号频率。根据实施例，频率fLO与N路径滤波器的带阻频率(例如，带内(IB)接收信号的频率)相同(或相似)(fLO＝fIB)。根据实施例，由控制器(与宽带低噪声放大器结构一起包括在用户设备、基站等中)控制本地振荡器LO以生成N相信号。
在并联RLC等效电路中，当fLO＝fIB时，LA和CA谐振，因此，从频率上只能看到值RA。为了简化等式，假设RSW＝0和N＝4(4相N路径滤波器)，在带内频率fIB中，N路径滤波器传递函数和宽带低噪声放大器结构10的增益AV(s)可以由下面的等式3和等式4表示。
[等式3]
[等式4
在等式4中，假设RIN>>RS，宽带低噪声放大器结构10的总增益可以简化成使得相反，在带外(OB)频率区域fOB，而非fIB频率区域，RLC等效电路具有电容或电感值。换句话说，当阻塞频率fOB与频率fIB相比足够分离时，在fOB频率区域中，LA或CA可能被视为短路(VA＝BC)。因此，宽带低噪声放大器结构10的总增益可以由下面的等式5表示。
[等式5]
从等式4和等式5可以看出，宽带低噪声放大器结构10可以具有轻微的增益降低，但是可以有效地消除所有带外频率阻塞，而无需单独的增益和相位校准。可以看出，它与仅消除一个带外频率分量的现有方法的区别在于，所有的带外频率阻塞都可从宽带区域消除。
辅助路径330可以配置成调整要消除(例如，滤波)的带内接收信号的频率。与现有的仅能够消除关于固定频率分量的阻塞的双工器相比，辅助路径330可以通过N路径滤波器的频率变化来调节阻塞消除频率区域。这意味着与现有的阻塞消除结构相比，在宽带区域中消除阻塞是可能的。辅助路径330可以通过N路径滤波器的本地振荡器LO信号频率的改变来使能用于消除带内接收信号的频率调节。这使得能够调节和选择其中存在待移除的阻塞的频率。根据实施例，由控制器(与宽带低噪声放大器结构一起包括在用户设备、基站等中)改变本地振荡器LO的频率以调节阻塞消除频率区域。
主路径310和辅助路径330的下变频混频器和上变频混频器可以相同地(或类似地)在带内频率fIB工作(例如，这些混频器的开关MSW可以响应带内频率fIB的LO信号执行接通/断开操作)。换句话说，通过将除HPF之外的在带内频率fIB工作的变频混频器相同地(或类似地)应用于主路径310和辅助路径330，根据频率的带外信号的幅度和相位可以保持相同(或类似)。因此，滤波器级300可以消除带外阻塞，而无需校准信号的幅度和相位。这意味着不需要用于校准增益和相位的可变增益放大器和移相器，这与现有的消除带外阻塞的方法不同。
主路径310和辅助路径330配置成具有相同的幅度和相位(或相似的幅度和相位)，因此，与主路径310相比，辅助路径330能够在带外传输具有相同增益和相位(或相似的增益和相位)的信号，而无需附加的增益和相位转换，从而消除组合级500中的带外阻塞。
组合级500连接到滤波器级300的后端，并且可以输出相当于主路径310的输出和辅助路径330的输出之间的差的信号(例如，对应于第一信号和第二信号之间的差的第三信号)。组合级500可以组合主路径310和辅助路径330的输出信号，并最终产生差信号，从而消除带外信号并从输出端OUT仅输出带内接收信号。根据实施例，差信号可以输出到解调器、解码器和/或至少一个处理器(例如，包括在用户设备、基站等中的宽带低噪声放大器结构中)，并由此被解调、解码和/或进一步处理(例如，根据相应的应用)。
在以下描述中，描述了本发明构思的模拟结果。
在本发明构思的实施例中，旨在使用65nm CMOS工艺设计采用N路径滤波器的宽带低噪声放大器结构10，并通过模拟证明其性能。在模拟中，假设作为蜂窝无线通信中的频分方法的长期演进(LTE)的频带8(RX频率fRX＝940MHz和TX频率fTX＝895MHz)、频带2(fRX＝1960MHz和fTX＝1880MHz)和频带7(fRX＝2660MHz和fTX＝2540MHz)。
图8是根据实施例的采用4相N路径滤波器的宽带低噪声放大器结构10的电路图。参考图8，示出了消除宽带低噪声放大器结构10的带外阻塞的电路图的示例。电路图可以包括使用电阻反馈RF的反相器类型的宽带跨导前置放大器(或放大器)、主路径的4相下/上混频器、辅助路径的4相N路径滤波器以及共源+源跟随器组合器。如上所述，4相N路径滤波器可以包括四对开关MSW和串联电容器CS(例如，4个串联电容器CS)。在这种状态下，为了在主路径310和辅助路径330中实现相同的增益和相位变化(或相似的增益和相位变化)，在下/上混频器中使用相同幅度(或相似幅度)的开关MSW。
图9是示出根据实施例的宽带低噪声放大器结构10的电压增益的模拟结果的曲线图。参考图9，针对LTE频带8、频带2和频带7示出了用于根据频率消除带外阻塞的宽带低噪声放大器结构10的电压增益的模拟结果。示出了基于发送泄漏信号频率fTX分别在频带8、频带2和频带7中20dB、23dB、25dB或更大的带外阻塞消除特性。此外，可以看出，在300MHz频率偏移foffset中稳定地确保了所有30dB或更大的带外阻塞消除效果。在根据实施例的用于消除带外阻塞的宽带低噪声放大器结构10中，从模拟结果可以看出，在没有对每个频率进行附加的增益和相位校准的情况下，在各种频带的带外宽带频率区域中显示出稳定的阻塞消除特性，这区别于其他现有的阻塞消除方法。
根据本发明构思的实施例的用于消除带外阻塞的宽带低噪声放大方法可以包括前置放大操作、主路径滤波操作、辅助路径滤波操作和/或组合操作。
在前置放大操作中，可以将施加到其输入端的电压信号转换成电流信号。前置放大操作可以指在上述跨导前置放大器级中执行的操作。
在主路径滤波操作中，接收已经在前置放大操作中转换的信号，并且可以传递带内和带外的所有频率信号(例如，包括所有电流信号的第一信号)。主路径过滤操作可以指在上述主路径中执行的操作。
在辅助路径滤波操作中，接收已经在前置放大操作中转换的信号，并且仅移除带内接收信号，并且可以传递所有带外信号(例如，仅包括电流信号的带外部分的第二信号)。辅助路径过滤操作可以指在上述辅助路径中执行的操作。
在组合操作中，可以输出主路径滤波操作和辅助路径滤波操作的输出信号之间的差(例如，可以输出对应于前述差的第三信号)。组合操作可以表示在上述组合级执行的操作。
根据实施例，传递第一信号可以包括第一下变频电流信号，并且对第一下变频的结果进行第一上变频以获得第一信号，这与上面主路径的讨论一致。
根据实施例，传递第二信号可以包括对电流信号进行第二下转换，对第二下转换的输出进行滤波，以及对滤波的输出进行第二上转换以获得第二信号，这与上面对辅助路径的讨论一致。根据实施例，滤波可以对第二下变频的输出的带内部分进行滤波。
根据实施例，可以以带内频率执行第一下变频、第一上变频、第二下变频和第二上变频，带内频率是电流信号的带内部分的频率。根据实施例，第一下变频、第一上变频、第二下变频和第二上变频中的每一个可以包括根据带内频率的本地振荡器信号接通或断开相应的开关。
根据实施例，第一信号和第二信号可以具有相同的幅度和相位(或相似的幅度和/或相位)，传递第二信号可以传递第二信号而不需要附加的增益或相位转换，并且第三信号可以表示消除了带外阻塞的第一信号。
根据实施例，第二信号的传递可以包括调整待滤波的带内接收信号的频率。
根据实施例，第二信号的传递可以包括通过改变本地振荡器信号的频率来调整带内接收信号的频率。
根据实施例，宽带低噪声放大方法可以包括解调第三信号，或解码第三信号。
用于过滤带外阻塞信号的传统设备和方法依赖于移相器和可变增益放大器来匹配主路径和辅助路径之间阻塞分量的相位和幅度。然而，由此种移相器和可变增益放大器分别产生的相位和幅度根据温度和环境条件而变化。因此，传统的设备和方法无法以足够的可靠性过滤带外阻塞信号。此外，传统设备和方法不能过滤特定频率和宽带频率两者的阻塞信号，而是专门过滤特定频率或宽带频率之一。因此，在动态阻塞信号的情况下，传统的设备和方法无法以足够的可靠性过滤带外阻塞信号。
然而，根据实施例，提供了用于过滤带外阻塞信号的改进的设备和方法。例如，改进的设备和方法以带内频率操作主路径和辅助路径。结果，带外信号的幅度和相位在主路径和辅助路径之间保持相同(或相似)。因此，在不使用传统设备和方法的移相器和可变增益放大器(以及与之相关的温度和环境可变性)的情况下，改进的设备和方法能够过滤带外阻塞。此外，改进的设备和方法能够例如通过N路径滤波器的频率改变来消除宽带区域上的带外阻塞和/或调整阻塞消除频率区域。因此，改进的设备和方法克服了传统设备和方法的缺陷，其至少以更高的可靠性过滤带外阻塞信号，包括在动态阻塞信号情况下。
根据实施例，本文描述的由用户设备、基站、控制器、解调器、解码器和/或至少一个处理器执行的操作可以由处理电路执行。本公开中使用的术语“处理电路”可以指例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，诸如执行软件的处理器；或它们的组合。例如，处理电路更具体地可以包括但不限于中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
上述方法的各种操作可以由能够执行这些操作的任何合适的设备(诸如上述处理电路)来执行。例如，如上所述，上述方法的操作可以由各种硬件和/或以某种形式的硬件(例如，处理器、ASIC等)实现的软件来执行。
软件可以包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表，并且可以包含在任何“处理器可读介质”中，以供指令执行系统、装置或设备(诸如单核或多核处理器或包含处理器的系统)使用或与其结合使用。
结合本文公开的实施例描述的方法或算法和功能的框或操作可以直接实施在硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中。如果在软件中实现，则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读介质上或在之上传输。软件模块可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD ROM，或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。
尽管已经参考其实施例具体示出并描述了本发明构思，但是应当理解，可以在其中做出形式和细节的各种改变而不脱离所附权利要求书的精神和范围。

Claims (20)

1.一种宽带低噪声放大器结构，其用于消除带外阻塞，所述宽带低噪声放大器结构包括：
跨导前置放大器级，其配置成将电压信号转换成电流信号；
滤波器级，其包括并联连接的主路径和辅助路径，所述主路径传递第一信号，所述第一信号包括所有的电流信号，以及所述辅助路径传递第二信号，所述第二信号仅包括所述电流信号的带外部分；以及
组合级，其配置成输出对应于所述第一信号和所述第二信号之间的差的第三信号，所述第三信号仅包括所述电流信号的带内部分。
2.根据权利要求1所述的宽带低噪声放大器结构，其中所述主路径包括N个分支，所述N个分支中的每个分支对应于N个相位中的不同相位，所述N个分支中的每个分支包括串联连接的第一下变频混频器和第一上变频混频器。
3.根据权利要求2所述的宽带低噪声放大器结构，其中所述辅助路径包括N相N路径滤波器，所述N相N路径滤波器包括串联连接的第二下变频混频器、高通滤波器和第二上变频混频器。
4.根据权利要求3所述的宽带低噪声放大器结构，其中所述第一下变频混频器、所述第一上变频混频器、所述第二下变频混频器和所述第二上变频混频器中的每一个都工作在带内频率，所述带内频率是所述电流信号的带内部分的频率。
5.根据权利要求4所述的宽带低噪声放大器结构，其中
所述第一信号和所述第二信号具有相同的幅度和相位；
所述辅助路径传递所述第二信号，而没有附加的增益和相位转换；以及
所述第三信号代表消除了带外阻塞的第一信号。
6.根据权利要求1所述的宽带低噪声放大器结构，其中所述辅助路径配置成调整待滤波的带内接收信号的频率。
7.根据权利要求3所述的宽带低噪声放大器结构，其中所述高通滤波器配置成对所述电流信号的所述带内部分进行滤波。
8.根据权利要求4所述的宽带低噪声放大器结构，其中所述第一下变频混频器、所述第一上变频混频器、所述第二下变频混频器和所述第二上变频混频器中的每一个包括相应的开关，所述开关根据所述带内频率的本地振荡器信号接通或断开。
9.根据权利要求8所述的宽带低噪声放大器结构，其中，
所述辅助路径配置成通过改变所述本地振荡器信号的频率来调整带内接收信号的频率。
10.根据权利要求1所述的宽带低噪声放大器结构，还包括：
解调器，其配置成解调所述第三信号；或者
解码器，其配置成解码所述第三信号。
11.一种用于消除带外阻塞的宽带低噪声放大方法，所述方法包括：
跨导前置放大操作，其将电压信号转换成电流信号；
传递第一信号的主路径滤波操作，所述第一信号包括所有的电流信号；
传递第二信号的辅助路径滤波操作，所述第二信号仅包括所述电流信号的带外部分；以及
组合操作，其输出对应于所述第一信号和所述第二信号之间的差的第三信号，所述第三信号仅包括所述电流信号的带内部分。
12.根据权利要求11所述的宽带低噪声放大方法，其中传递所述第一信号包括：
对所述电流信号进行第一下变频；以及
对所述第一下变频的结果进行第一上变频，以获得所述第一信号。
13.根据权利要求12所述的宽带低噪声放大方法，其中传递所述第二信号包括：
对所述电流信号进行第二下变频；
对所述第二下变频的输出进行滤波；以及
对所述滤波的输出进行第二上变频，以获得所述第二信号。
14.根据权利要求13所述的宽带低噪声放大方法，其中所述第一下变频、所述第一上变频、所述第二下变频和所述第二上变频在带内频率执行，所述带内频率是所述电流信号的带内部分的频率。
15.根据权利要求14所述的宽带低噪声放大方法，其中，
所述第一信号和所述第二信号具有相同的幅度和相位；
所述传递第二信号用于传递所述第二信号而没有附加的增益或相位转换；以及
所述第三信号代表消除了带外阻塞的第一信号。
16.根据权利要求11所述的宽带低噪声放大方法，其中所述传递第二信号包括调整待滤波的带内接收信号的频率。
17.根据权利要求13所述的宽带低噪声放大方法，其中所述滤波对所述第二下变频的输出的带内部分进行滤波。
18.根据权利要求14所述的宽带低噪声放大方法，其中所述第一下变频、所述第一上变频、所述第二下变频和所述第二上变频中的每一个包括根据所述带内频率的本地振荡器信号接通或断开相应的开关。
19.根据权利要求18所述的宽带低噪声放大方法，其中，
所述传递第二信号包括通过改变所述本地振荡器信号的频率来调整带内接收信号的频率。
20.根据权利要求11所述的宽带低噪声放大方法，还包括：
解调所述第三信号；或者
解码所述第三信号。
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