[发明专利]一种全双工接收机的宽带射频域自干扰消除电路

说明书

本发明属于射频微波集成电路技术领域，具体为一种全双工接收机的宽带射频域自干扰消除电路。本发明电路包括：正交信号产生器、正交选择器、C‑DAC以及输出跨导单元；正交信号产生器用于将从发射机输出端耦合的自干扰信号转换成两路差分正交信号；正交选择器用于切换两路差分正交信号合成后的象限；C‑DAC用于调整两路差分正交信号的幅度以及确定最后的具体相位；输出跨导单元用于将电压信号转换成电流信号注入接收机的输入端与自干扰完成相减对消。本发明采用内嵌调幅移相功能的高精度矢量自干扰消除器来重建自干扰信号，面积小，功耗低，工作频段为0.5‑3GHz，对接收机噪声系数恶化和输入匹配影响小。

技术领域

本发明属于射频微波集成电路技术领域，具体涉及一种全双工接收机的宽带射频域自干扰消除电路。

背景技术

全双工系统由于发射和接收在相同频率相同时间进行，因此接收机会被自身发射机产生的强的同频干扰信号(自干扰信号)所饱和，致使接收机无法正常工作，而且这种自干扰信号与期望信号同频，无法通过滤波器进行滤除。所以现有自干扰消除技术多以增加天线接口间的隔离或者设计主动自干扰消除电路来进行自干扰信号的抑制。为了尽早释放接收机对线性度的需求以免强自干扰信号饱和掉接收机，所以射频域自干扰消除尤为关键。

自干扰消除电路主要通过模拟信道的衰落特性在输出端重建自干扰信号，最终与自干扰信号完成相减抵消。而为了便于在芯片上集成自干扰消除电路，同时又能够适用多场景工作，自干扰消除电路应占用尽可能小的芯片面积、尽可能低的功耗、对接收机性能(输入匹配和噪声系数)影响尽可能小，同时还应具备尽可能高的线性度和宽带特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较宽的频率范围、用于全双工接收机的射频域自干扰消除电路，并且该发明对片上接收机性能影响较小。

本发明提出的全双工接收机的宽带射频域自干扰消除电路，其结构如附图1所示。由正交信号产生器、正交选择器、C-DAC(电容型结构DAC)以及输出跨导单元组成：其中：

(1)所述正交信号产生器，用于产生两路差分正交信号，其结构如附图2所示。为了保证正交信号的宽带特性，正交信号产生器采用两级PPF(Poly Phase Filter,多相滤波器)级联结构，同时为了减小两级多相滤波器的插入损耗，第一级多相滤波器采用缺省电阻电容结构，并且多相滤波器采用电阻逐渐增大的设计，以提高多相滤波器的带负载能力；

(2)所述正交选择器，用于选择正交信号极性，其结构如附图3所示。正交选择器主要是用来切换两路差分正交信号极性的，为了增大多相滤波器的负载阻抗，同时为了保证自干扰消除电路的线性度，正交选择器采用源极跟随结构，以避免前级增益，附图3中的M₇和M₈采用小栅宽管子以减小寄生电容，降低多相滤波器的插入损耗，M₃～M₆为切换开关，M₁和M₂为偏置管；

(3)所述C-DAC，用于调整两路差分正交信号幅度，其结构如附图4所示。该C-DAC采用C-2C电容型分压结构，由单刀双支开关来控制接入电路支路的个数，进而改变各支路信号幅度变化。采用C-DAC分压结构不仅不消耗直流功耗，而且在输出端没有热噪声贡献，减小了自干扰消除电路对接收机噪声系数的恶化程度，同时由于C-DAC总体上为衰减模块会降低前级多相滤波器和正交选择器在输出端的热噪声贡献。此外，无论C-DAC工作状态如何，其输出端看到的电容都为恒定容值，因此增加了整个消除电路结构在幅度调节上的稳定性；

(4)所述输出跨导单元，用于将调幅后的正交信号转换成电流信号，其结构如附图5所示。为了实现两路差分正交信号的矢量相加，输出跨导单元将调幅后的电压信号转换成电流信号并在电流域完成相加。为了减小自干扰消除电路对接收机噪声系数和输入匹配的影响，选用大栅长晶体管以增大跨导单元的输出阻抗。此外，跨导单元的热噪声作为恶化接收机噪声系数的主要来源，在设计时晶体管管的栅宽尺寸选择在自干扰消除电路衰减范围(依据天线接口隔离确定)和输出噪声间存在折中。