CN101442330B

CN101442330B - 一种射频电路及cdma移动终端

Info

Publication number: CN101442330B
Application number: CN200810218281A
Authority: CN
Inventors: 潘雪明; 李远勇; 程守刚
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-12-09
Also published as: CN101442330A

Abstract

本发明涉及一种射频电路及CDMA移动终端，所述射频电路是在Cell射频电路上扩展了PCS和AWS频段的通信链路，三个链路中采用了多个射频开关，包括单刀双掷和单刀三掷开关；所述CDMA移动终端包括射频电路单元及微型控制单元。本发明利用射频开关的选通性来保证各个链路的信号从天线到微型控制单元之间传输畅通。采用本发明所述的射频电路的CDMA移动终端可以在Cell、PCS和AWS频段的任何网络下进行待机、通话，不仅可以在国内使用，也可以在其他国家进行漫游通讯。

Description

一种射频电路及CDMA移动终端

技术领域

本发明属于无线通讯领域，尤其涉及一种射频电路及CDMA移动终端。

背景技术

近两年，在移动通讯领域，移动终端尤其是手机终端发展日新月异，已经成为人们生活必不可少的通讯工具。随着移动终端的日益普及，作为三大通信制式之一的CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)手机以其频率利用率高、功率低、电磁辐射小等优点在国内已经广泛使用。但是，受到了频谱划分的限制，目前国内的CDMA手机使用的频段主要是Cellular(蜂窝，简称Cell)800MHz频段，频率范围是：824MHz-894MHz。而北美国家使用的不仅有Cell频段，而且还有PCS(Personal Communications Service，个人通讯服务)1900MHz频段，频率范围是：1850MHz-1990MHz。近年来，在这两个频段的基础上又开发了AWS(Advanced Wireless Services，先进无线服务)1700MHz/2100MHz频段，频段范围是：1710-1755MHz/2110-2155MHz。由于各个国家划分频谱的不统一，从而造成国内的CDMA手机只能在中国使用，无法到其他国家漫游，给出差旅行带来了很多麻烦，其应用也因此受到了一定的限制。

图1为传统单频段(Cell)CDMA移动终端的一般射频原理框图，射频电路包括射频前端部分、射频接收部分和射频发射部分，所述射频前端部分包括天线、双工器，所述射频接收部分包括低噪声放大器、平衡滤波器，所述射频发射部分包括滤波器、功放、耦合器以及功率检测器。这种单频段的射频电路中，发射和接收链路均只有一路，因而电路相对比较简单。而多频段的CDMA射频电路由于频段的增加，各个频段如何有效分离，以及链路如何高效连接和控制都成为多频段CDMA移动终端设计的难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种射频电路，并提供一种采用所述射频电路的CDMA移动终端，本发明所述射频电路可工作在Cell、PCS和AWS频段，采用本发明所述的射频电路的CDMA移动终端可以在Cell、PCS和AWS频段的任何网络下进行待机、通话，不仅可以在国内使用，也可以在其他国家进行漫游通讯。

一种射频电路，用于CDMA移动终端，包括射频前端部分、射频接收部分以及射频发射部分，所述射频前端部分包括：天线及Cell双工器；所述射频接收部分包括：Cell低噪声放大器和Cell平衡滤波器；所述射频发射部分包括：Cell带通滤波器、Cell功放、Cell耦合器以及功率检测器；

所述射频前端部分还包括：射频开关、AWS双工器以及PCS双工器，所述射频开关的输入端与所述天线连接，输出端分别与所述Cell双工器、AWS双工器、PCS双工器的输入端相连；

所述射频接收部分还包括：第一射频开关、PCS/AWS低噪声放大器、第二射频开关、PCS平衡滤波器、AWS平衡滤波器、第三射频开关及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端分别与所述PCS双工器及AWS双工器的接收(RX)端连接，输出端通过所述PCS/AWS低噪声放大器与所述第二射频开关的输入端连接；所述第二射频开关的输出端分别与所述PCS平衡滤波器及AWS平衡滤波器的输入端相连；所述PCS平衡滤波器和AWS平衡滤波器的输出端中的一端与所述第三射频开关及第四射频开关的一个输入端连接，另一端与所述第三射频开关及第四射频开关的另一个输入端连接；

所述射频发射部分还包括：射频开关、PCS带通滤波器、AWS带通滤波器、PCS功放、AWS功放、PCS耦合器以及AWS耦合器，所述射频开关的输出端分别与所述PCS带通滤波器及AWS带通滤波器的输入端连接；所述PCS功放的输入端与所述PCS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述PCS耦合器的输入端相连；所述PCS耦合器的输出端与所述PCS双工器的发射(TX)端相连，耦合端与所述Cell耦合器的隔离端相连；所述AWS功放的输入端与所述AWS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述AWS耦合器的输入端相连；所述AWS耦合器的输出端与所述AWS双工器的发射(TX)端相连，耦合端与所述PCS耦合器的隔离端相连，AWS耦合器的隔离端连接50欧姆电阻。

所述射频前端部分的射频开关为单刀三掷开关。

所述射频接收部分的第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关以及所述射频发射部分的射频开关均为单刀双掷开关。

一种CDMA移动终端，包括射频电路单元及微型控制单元，所述射频电路单元包括射频前端部分、射频接收部分以及射频发射部分，所述射频前端部分包括：天线及Cell双工器；所述射频接收部分包括：Cell低噪声放大器和Cell平衡滤波器；所述射频发射部分包括：Cell带通滤波器、Cell功放、Cell耦合器以及功率检测器；

所述射频接收部分还包括：第一射频开关、PCS/AWS低噪声放大器、第二射频开关、PCS平衡滤波器、AWS平衡滤波器、第三射频开关及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端分别与所述PCS双工器及AWS双工器的接收(RX)端连接，输出端通过所述PCS/AWS低噪声放大器与所述第二射频开关的输入端相连；所述第二射频开关的输出端分别与所述PCS平衡滤波器及AWS平衡滤波器的输入端相连；所述PCS平衡滤波器和AWS平衡滤波器的输出端中的一端与所述第三射频开关及第四射频开关的一个输入端连接，另一端与所述第三射频开关及第四射频开关的另一个输入端连接；所述第三、第四射频开关的输出端与所述微型控制单元相连；

所述射频发射部分还包括：射频开关、PCS带通滤波器、AWS带通滤波器、PCS功放、AWS功放、PCS耦合器以及AWS耦合器，所述射频开关的输入端与所述微型控制单元连接，输出端分别与所述PCS带通滤波器及AWS带通滤波器的输入端连接；所述PCS功放的输入端与所述PCS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述PCS耦合器的输入端相连；所述PCS耦合器的输出端与所述PCS双工器的发射(TX)端相连，耦合端与所述Cell耦合器的隔离端相连；所述AWS功放的输入端与所述AWS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述AWS耦合器的输入端相连；所述AWS耦合器的输出端与所述AWS双工器的发射(TX)端相连，耦合端与所述PCS耦合器的隔离端相连，AWS耦合器的隔离端连接50欧姆电阻。

所述射频前端部分的射频开关为单刀三掷开关；所述射频接收部分的第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关以及所述射频发射部分的射频开关均为单刀双掷开关；所述射频前端部分的射频开关、所述射频接收部分的第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关以及所述射频发射部分的射频开关的控制端均与所述微型控制单元连接。

本发明在Cell射频电路上扩展了PCS和AWS频段的通信链路，三个通信链路中采用了多个射频开关，包括单刀双掷和单刀三掷开关，利用射频开关的选通性来保证各个链路的信号从天线到MCU之间传输畅通。移动终端待机时可以根据内部的漫游列表(PRL)信息搜索外部信号，一旦搜索到基站发出的某个频段的CDMA信号时，MCU便控制这些射频开关选通到相应频段的射频链路，此时移动终端锁定该频段工作。

采用本发明所述的射频电路的CDMA移动终端可以在Cell、PCS和AWS频段的任何网络下进行待机、通话，不仅可以在国内使用，也可以在其他国家进行漫游通讯。

附图说明

图1为传统单频段CDMA移动终端的射频电路原理框图；

图2为本发明所述射频电路的原理框图；

图3为单刀三掷射频开关示意图；

图4为单刀双掷射频开关示意图；

图5为本发明所述射频电路中三个频段的耦合器之间的连接示意图；

图6为本发明所述CDMA移动终端原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图2所示，是本发明所述射频电路的优选实施例的原理框图；本发明中所述射频电路包括Cell、PCS、AWS三个频段的通信链路，下面按照射频前端部分、射频接收部分以及射频发射部分对本发明做详细描述：

(1)射频前端部分

射频前端是手机接收/发射信号的共用通道，包括天线01，单刀三掷开关02和三个频段的双工器：Cell双工器03、PCS双工器04、AWS双工器05；所述单刀三掷开关02输入端与所述天线01连接，三个输出端分别与所述Cell双工器03、PCS双工器04、AWS双工器05相连；所述天线01作为信号的接收和辐射器件，其工作频率范围包含Cell、PCS和AWS三个频段，所述单刀三掷开关02用于选通三个频段链路。单刀三掷开关的一般原理如图3所示，所述开关的信号端口1接天线，信号端口2、3、4分别和Cell、PCS、AWS频段双工器的输入端连接，而控制端口则与主芯片MCU连接，MCU调整控制端口的电平，所述开关即可选通至相应频段进行工作。

(2)射频接收部分

本部分包括：第一单刀双掷开关17、Cell低噪放18、PCS/AWS低噪放19、第二单刀双掷开关20、Cell平衡滤波器21、PCS平衡滤波器22、AWS平衡滤波器23、第三单刀双掷开关24以及第四单刀双掷开关25；所述Cell低噪放18的输入端与所述Cell双工器03的接收(RX)端相连，输出端与所述Cell平衡滤波器21的输入端相连；所述第一单刀双掷开关17的两个输入端分别与所述PCS双工器04及AWS双工器05的接收(RX)端连接，输出端与所述PCS/AWS低噪放19的输入端连接；所述第二单刀双掷开关20的输入端与所述PCS/AWS低噪放19的输出端连接，两个输出端分别与所述PCS平衡滤波器22及AWS平衡滤波器23的输入端相连，所述PCS平衡滤波器22的两个输出端分别与第三单刀双掷开关24及第四单刀双掷开关25的其中一个输入端连接，所述AWS平衡滤波器23的两个输出端也分别与第三单刀双掷开关24及第四单刀双掷开关25的另外一个输入端连接。

其中，Cell低噪放18与Cell平衡滤波器21构成Cell频段信号的接收链路，来自Cell双工器03接收(RX)端的信号经Cell低噪放18及Cell平衡滤波器21后被分成两路信号输出；第一单刀双掷开关17、PCS/AWS低噪放19、第二单刀双掷开关20、PCS平衡滤波器22及AWS平衡滤波器23、第三单刀双掷开关24及第四单刀双掷开关25构成PCS频段及AWS频段的接收链路，来自PCS双工器04或者AWS双工器05接收(RX)端的信号经PCS/AWS低噪放19放大后，由第二单刀双掷开关20选通到PCS平衡滤波器22或者AWS平衡滤波器23进行滤波，所述信号滤波后被分成两路，经所述第三单刀双掷开关24及第四单刀双掷开关25选通后输出。

本部分在Cell频段接收链路的基础上，利用射频开关的选通性，扩展了PCS、AWS两个频段的接收链路。Cell频段由于和PCS、AWS频段频率相差较大，有独立的低噪放和下变频电路，其接收链路和单频段射频电路一样单独设计成一路；PCS频段和AWS频段频率接近，可以共用低噪放和下变频电路，但为了提高滤波性能、降低干扰，必须具有各自独立的平衡滤波器，在低噪放19前后各插入一个单刀双掷开关17、20，单刀双掷开关的一般原理如图4所示，包括信号端口1、2、3和控制端口；PCS平衡滤波器22和AWS平衡滤波器23共有四路输出，需要在平衡滤波器和共用的下变频输入之间插入一对单刀双掷开关24、25，射频开关24和射频开关25的输出端分别连接PCS平衡滤波器22、AWS平衡滤波器23的P路输出和M路输出，第一单刀双掷开关17、第二单刀双掷开关20、第三单刀双掷开关24以及第四单刀双掷开关25均由MCU控制，根据需要可以切换到相应的频段工作。

(3)射频发射部分

本部分包括：单刀双掷开关15、Cell带通滤波器12、PCS带通滤波器13、AWS带通滤波器14、Cell功放09、PCS功放10、AWS功放11、Cell耦合器06、PCS耦合器07、AWS耦合器08以及功率检测器16；所述Cell功放09的输入端与所述Cell带通滤波器12的输出端相连，输出端与所述Cell耦合器06的输入端相连，所述Cell耦合器06的输出端与所述Cell双工器03的发射(TX)端相连，耦合端与所述功率检测器16连接；单刀双掷开关15的输出端分别与所述PCS带通滤波器13及AWS带通滤波器14的输入端连接；所述PCS功放10的输入端与所述PCS带通滤波器13的输出端相连，输出端与所述PCS耦合器07的输入端相连，所述PCS耦合器07的输出端与所述PCS双工器04的发射(TX)端相连，耦合端与所述Cell耦合器06的隔离端相连；所述AWS功放11的输入端与所述AWS带通滤波器14的输出端相连，输出端与所述AWS耦合器08的输入端相连，所述AWS耦合器08的输出端与所述AWS双工器05的发射(TX)端相连，耦合端与所述PCS耦合器04的隔离端相连，隔离端连接50欧姆电阻。

其中，Cell带通滤波器12、Cell功放09、Cell耦合器06及功率检测器16构成Cell频段的射链路，要发射的Cell信号经Cell带通滤波器12、Cell功放09、Cell耦合器06后一路输出到Cell双工器03的发射(TX)端，一路输出给功率检测器16；单刀双掷开关15、PCS带通滤波器13、PCS功放10、PCS耦合器07以及功率检测器16构成PCS频段的发射链路，需要发射的PCS信号经单刀双掷开关15、PCS带通滤波器13、PCS功放10、PCS耦合器07后一路输出到PCS双工器04的发射(TX)端，一路经Cell耦合器06输出给功率检测器16；单刀双掷开关15、AWS带通滤波器14、AWS功放11、AWS耦合器08以及功率检测器16构成AWS频段的发射链路，需要发射的AWS信号经单刀双掷开关15、AWS带通滤波器14、AWS功放11、AWS耦合器08后一路输出到AWS双工器05的TX端，一路经PCS耦合器07、Cell耦合器06输出给功率检测器16。

本部分在传统单频段CDMA射频发射电路的基础上，扩展了PCS和AWS的发射链路。PCS和AWS频段频率相差不大，需要发射的信号调制后输出可以合用一路，信号输出后接单刀双掷开关15，开关15的输入端连接调制后输出的信号，输出端分别连接PCS带通滤波器13和AWS带通滤波器14的输入端，开关15由MCU控制，可以选通到PCS与AWS中的一个发射链路。

如图5所示，本发明中，为了避免3个定向耦合器的耦合各有一路输出，再利用单刀三掷开关切换至功率检测器，然后输入至MCU从而带来电路的复杂，本发明采用定向耦合器的耦合和直通原理，将PCS定向耦合器的耦合端与Cell定向耦合器的隔离端相连，将AWS定向耦合器的耦合端与PCS定向耦合器的隔离端相连，而AWS定向耦合器的隔离端连接50欧姆电阻后接地，即将三个耦合器合成一路输出，每个定向耦合器的耦合端相对于输入端具有相同的衰减量，然后输入至功率检测器，既减少了电路器件，又优化了电路走线。

经过调制后的高频信号由带通滤波器滤波后输入到功放将信号放大，经过放大后的CDMA信号绝大部分能量通过定向耦合器的输出端输入到双工器的发射(TX)端滤，另外，定向耦合器的耦合端耦合出一小部分能量输入到功率检测器，转化成电平信号，MCU根据这个电平信号来控制功放增益的变化。

如图6所示，是本发明所述移动终端的原理框图，本发明所述移动终端包括射频电路单元及MCU，所述射频电路单元采用本发明所述的射频电路，射频电路中的射频开关的控制端口均与所述MCU连接，MCU控制各开关的选通；结合图2，所述Cell平衡滤波器21的两个输出端、所述Cell带通滤波器12的输入端、功率检测器16的输出端、所述第三、第四射频开关24、25的输出端、所述射频开关15的输入端分别与所述MCU连接。

本发明对射频天线的要求相对较高，要求天线同时覆盖Cell、PCS和AWS频段，即可以同时接收和发射三个频段的信号。另外，在射频链路中采用了多个射频开关，所述射频开关中输入信号端口与输出信号端口之间的插入损耗，各输出信号端之间的隔离度都是重要的射频指标，在设计中需要重点考虑。

另外，不同的射频开关具有不同的控制方式，这一点在设计中也是需要特别注意的。

Claims

1.一种射频电路，用于CDMA移动终端，包括射频前端部分、射频接收部分以及射频发射部分，所述射频前端部分包括：天线及Cell双工器；所述射频接收部分包括：Cell低噪声放大器和Cell平衡滤波器；所述射频发射部分包括：Cell带通滤波器、Cell功放、Cell耦合器以及功率检测器；其特征在于，

所述射频接收部分还包括：第一射频开关、PCS/AWS低噪声放大器、第二射频开关、PCS平衡滤波器、AWS平衡滤波器、第三射频开关及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端分别与所述PCS双工器及AWS双工器的接收端连接，输出端通过所述PCS/AWS低噪声放大器与所述第二射频开关的输入端连接；所述第二射频开关的输出端分别与所述PCS平衡滤波器及AWS平衡滤波器的输入端相连；所述PCS平衡滤波器和AWS平衡滤波器的输出端中的一端与所述第三射频开关及第四射频开关的一个输入端连接，另一端与所述第三射频开关及第四射频开关的另一个输入端连接；

所述射频发射部分还包括：射频开关、PCS带通滤波器、AWS带通滤波器、PCS功放、AWS功放、PCS耦合器以及AWS耦合器，所述射频开关的输出端分别与所述PCS带通滤波器及AWS带通滤波器的输入端连接；所述PCS功放的输入端与所述PCS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述PCS耦合器的输入端相连；所述PCS耦合器的输出端与所述PCS双工器的发射端相连，耦合端与所述Cell耦合器的隔离端相连；所述AWS功放的输入端与所述AWS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述AWS耦合器的输入端相连；所述AWS耦合器的输出端与所述AWS双工器的发射端相连，耦合端与所述PCS耦合器的隔离端相连，AWS耦合器的隔离端连接50欧姆电阻。

2.如权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述射频前端部分的射频开关为单刀三掷开关。

3.如权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述射频接收部分的第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关以及所述射频发射部分的射频开关均为单刀双掷开关。

4.一种CDMA移动终端，包括射频电路单元及微型控制单元，所述射频电路单元包括射频前端部分、射频接收部分以及射频发射部分，所述射频前端部分包括：天线及Cell双工器；所述射频接收部分包括：Cell低噪声放大器和Cell平衡滤波器；所述射频发射部分包括：Cell带通滤波器、Cell功放、Cell耦合器以及功率检测器；其特征在于，

所述射频接收部分还包括：第一射频开关、PCS/AWS低噪声放大器、第二射频开关、PCS平衡滤波器、AWS平衡滤波器、第三射频开关及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端分别与所述PCS双工器及AWS双工器的接收端连接，输出端通过所述PCS/AWS低噪声放大器与所述第二射频开关的输入端相连；所述第二射频开关的输出端分别与所述PCS平衡滤波器及AWS平衡滤波器的输入端相连；所述PCS平衡滤波器和AWS平衡滤波器的输出端中的一端与所述第三射频开关及第四射频开关的一个输入端连接，另一端与所述第三射频开关及第四射频开关的另一个输入端连接；所述第三、第四射频开关的输出端与所述微型控制单元相连；

所述射频发射部分还包括：射频开关、PCS带通滤波器、AWS带通滤波器、PCS功放、AWS功放、PCS耦合器以及AWS耦合器，所述射频开关的输入端与所述微型控制单元连接，输出端分别与所述PCS带通滤波器及AWS带通滤波器的输入端连接；所述PCS功放的输入端与所述PCS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述PCS耦合器的输入端相连；所述PCS耦合器的输出端与所述PCS双工器的发射端相连，耦合端与所述Cell耦合器的隔离端相连；所述AWS功放的输入端与所述AWS带通滤波器的输出端相连，输出端与所述AWS耦合器的输入端相连；所述AWS耦合器的输出端与所述AWS双工器的发射端相连，耦合端与所述PCS耦合器的隔离端相连，AWS耦合器的隔离端连接50欧姆电阻。

5.如权利要求4所述的CDMA移动终端，其特征在于，所述射频前端部分的射频开关为单刀三掷开关；所述射频接收部分的第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关以及所述射频发射部分的射频开关均为单刀双掷开关；所述射频前端部分的射频开关、所述射频接收部分的第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关以及所述射频发射部分的射频开关的控制端均与所述微型控制单元连接。