[发明专利]基于有源准环形器和自干扰抵消的全集成全双工收发机

权利要求书

1.基于有源准环形器和自干扰抵消的全集成全双工收发机，其特征在于，包括正交上变频混频器，基带信号经正交上变频混频器后分两路，一路经功率放大器和有源准环形器与天线连接，另一路通过正交压控跨导放大器进行自干扰射频抵消后进入接收机，有源准环形器仅在发射机输出到天线以及天线到接收机输入两个方向上导通，正交上变频混频器的两路正交合成信号I_s和Q_s作为抵消信号，并在接收机的输入端与接收到的泄漏信号相减实现干扰信号的抵消，正交合成信号I_s从发射机的上变频混频器输出端获取，正交合成信号Q_s由另一路上变频电路获得；控制器由片外的现场可编程门阵列实现，采用梯度下降算法计算所需的正交合成矢量的幅度I和Q，使合成后的矢量和自干扰信号具有相同的幅度和相位，实现自干扰抵消。

2.根据权利要求1所述的基于有源准环形器和自干扰抵消的全集成全双工收发机，其特征在于，控制器用于控制外部两路正交压控跨导放大器的控制电压，假设控制比较器的参考电压Vref的数模转换器数字输入信号C[8:0]的初值为A，控制外部正交的两路数模转换器的递减数字信号X[7:0]与Y[7:0]的初值为B，其控制过程为：

S1、若残余信号R的幅值小于参考电压Vref，比较器输出值Comp出现高电平的脉冲波数小于n，则C[8:0]连续递减，从A开始递减，直到Vref大于R；

S2、参考电压Vref大于R，Comp输出的高电平的脉冲波数大于n，X[7:0]递减，从B开始递减，如果R的幅值降低，重复步骤S1，若R幅值不变或增大，X[7:0]连续递减两步，判断Comp高电平的脉冲波数；

S3、如果Comp输出的高电平的脉冲波数大于n，则促使Y[7:0]递减，从B开始递减，如果R的幅值降低，重复步骤S1，若R幅值不变或增大，Y[7:0]连续递减两步，并判断Comp高电平的脉冲波数，如果波数大于n，则Y[7:0]停止递减并保存上一步递减值，X[7:0]继续递减；

S4、若Comp输出的高电平的脉冲波数大于n，X[7:0]继续递减，如果R降低，重复步骤S1，若R保持不变或增大，X[7:0]连续递减三步，判断Comp高电平的脉冲波数，如果波数大于n，返回到X[7:0]递减三步前的值，开始递增，并重复步骤S1，若X[7:0]连续递增三步，Comp输出大于n，返回并保存X[7:0]递增三步前的值为最终值，X[7:0]的最终值为B-3-i，Y[7:0]的最终值为B-2-j。

3.根据权利要求1所述的基于有源准环形器和自干扰抵消的全集成全双工收发机，其特征在于，差分有源准环形器的电路结构包括发射机至天线端的发射路径和天线端至接收机的接收路径，具体为：

发射机的发射信号经过差分发射端TX+/TX-端馈入由共源极晶体管M1/M2与电阻R1/R2构成的电阻负载共源放大器，并由正天线端和负负载端ANT+/ANTM-输出，发射信号经过差分发射端TX+/TX-端馈入由共源极晶体管M4/M3与电阻R4/R3构成的电阻负载共源放大器，并由负天线端和正负载端ANT-/ANTM+输出，由差分天线端ANT+/ANT-端输出的信号经过片外巴伦转换成单端信号后与天线相接，差分负载端ANTM+/ANTM-输出的信号经过片外巴伦转换成单端信号与负载连接；

接收信号经天线馈入巴伦转为差分信号，经由差分天线端ANT+/ANT-馈入由共源晶体管M5/M7与电阻R5/R6构成的共源放大器，并由差分接收端RX+/RX-输出。

4.根据权利要求3所述的基于有源准环形器和自干扰抵消的全集成全双工收发机，其特征在于，片外的巴伦的阻抗变换比为1:4。