CN106100675A - 一种射频前端装置、天线装置及移动终端 - Google Patents

一种射频前端装置、天线装置及移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种射频前端装置、天线装置及移动终端。其中，功率耦合器的直通输入端与发送上行信号的上行接口相连，直通输出端与天线相连，隔离端与地线相连，耦合输出端通过衰减器与开关模块的第一端相连，耦合输出端还直接与开关模块的第二端相连；开关模块的第三端与射频收发器的功率检测引脚相连；若第一无线通信模块发送第一上行信号，则开关模块的第一端与第三端导通，且第二端与第三端断开；若第二无线通信模块发送第二上行信号，则开关模块的第二端与第三端导通，且第一端与第三端断开。该装置兼顾了对多种无线通信模块发送的多种上行信号的功率检测。

Description

一种射频前端装置、天线装置及移动终端
技术领域
本发明实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种射频前端装置、天线装置及移动终端。
背景技术
目前，在移动通信中，主要利用功率耦合器(Power Coupler)来实时检测射频发射功率的大小，进行功率控制和补偿。参考图1，为了使第二无线通信模块如3G/4G模块输出功率精准的第二上行信号，可以用功率耦合器01，检测第二无线通信模块发送的第二上行信号的输出功率，再将检测到的输出功率送到射频收发器的功率检测引脚，以使射频收发器获得第二无线通信模块的实际输出功率，然后调整从射频收发器输出到第二无线通信模块的射频信号频率，从而实现闭环的控制功率。
射频收发器的功率检测引脚的功率检测范围一般在0dBm-6dBm，为了使发送第二上行信号时功率耦合器01检测到的输出功率属于功率检测引脚的功率检测范围，功率耦合器01的耦合系数一般在20dBm左右。然而，第一无线通信模块发送的第一上行信号如GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)上行信号的最大功率是33dBm，若功率耦合器01的耦合系数一般在20dB左右，则发送第一上行信号时功率耦合器01检测到的输出功率为13dBm(33dBm-20dBm＝13dBm)，因而此时射频收发器无法进行第一上行信号的功率检测。
发明内容
本发明实施例提供一种射频前端装置、天线装置及移动终端，以兼顾对多种无线通信模块发送的多种上行信号的功率检测。
一方面，本发明实施例提供了一种射频前端装置，包括第一无线通信模块的功率放大器、功率耦合器、开关模块、衰减器和第二无线通信模块；
所述功率耦合器的直通输入端与所述第一无线通信模块的功率放大器中发送第一上行信号的上行接口以及所述第二无线通信模块中发送第二上行信号的上行接口相连，直通输出端与天线相连，隔离端与地线相连，耦合输出端通过所述衰减器与所述开关模块的第一端相连，所述耦合输出端还直接与所述开关模块的第二端相连；
所述开关模块的第三端与射频收发器的功率检测引脚相连；
若所述第一无线通信模块的功率放大器发送第一上行信号，则所述开关模块的第一端与第三端导通，且第二端与第三端断开；若所述第二无线通信模块发送第二上行信号，则所述开关模块的第二端与第三端导通，且第一端与第三端断开。
又一方面，本发明实施例提供了一种天线装置，包括上述任一实施例提供的载波聚合的射频前端装置和射频收发器。
另一方面，本发明实施例提供了一种移动终端，包括上述任一实施例提供的天线装置和控制模块，所述控制模块与所述开关模块的控制端相连，用于控制所述开关模块的导通状态。
本发明实施例提供的技术方案，通过在功率耦合器的耦合输出端与射频收发器的功率检测引脚之间增加衰减器和开关模块，若第二无线通信模块发送第二上行信号，则耦合输出端检测到的功率直接属于功率检测引脚的功率检测范围；若第一无线通信模块的功率放大器发送第一上行信号，则耦合器检测到的功率经衰减器的衰减处理后的衰减信号功率也属于功率检测引脚的功率检测范围，因而射频收发器不仅能够检测第二上行信号的功率还能够检测第一上行信号的功率，即该装置能够兼顾对多种无线通信模块发送的多种上行信号的功率检测。
附图说明
图1为现有技术中射频前端装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种射频前端装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的又一种射频前端装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中提供的又一种射频前端装置的结构示意图；
图5为本发明实施例中提供的又一种射频前端装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中提供的又一种射频前端装置的结构示意图；
图7为本发明实施例中提供的一种天线装置的结构示意图；
图8为本发明实施例中提供的一种移动终端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图2为本发明实施例中提供的一种射频前端装置的结构示意图，如图2所示，该射频前端装置包括第一无线通信模块的PA(Power Amplifier，功率放大器)20、功率耦合器30、开关模块40、衰减器50和第二无线通信模块70；
所述功率耦合器30的直通输入端301与所述第一无线通信模块的PA 20中发送第一上行信号的上行接口以及所述第二无线通信模块70中发送第二上行信号的上行接口相连，直通输出端302与天线相连，隔离端303与地线相连，耦合输出端304通过所述衰减器50与所述开关模块40的第一端401相连，所述耦合输出端304还直接与所述开关模块40的第二端402相连；
所述开关模块40的第三端403与射频收发器10的功率检测引脚相连；
若所述第一无线通信模块的PA20发送第一上行信号，则所述开关模块40的第一端401与第三端403导通，且第二端402与第三端403断开；若所述第二无线通信模块70发送第二上行信号，则所述开关模块40的第二端402与第三端403导通，且第一端401与第三端403断开。
本实施例提供的技术方案，通过在功率耦合器的耦合输出端与射频收发器的功率检测引脚之间增加衰减器和开关模块，若第二无线通信模块发送第二上行信号，则耦合输出端检测到的功率直接属于功率检测引脚的功率检测范围；若第一无线通信模块的功率放大器发送第一上行信号，则耦合器检测到的功率经衰减器的衰减处理后的衰减信号功率也属于功率检测引脚的功率检测范围，因而射频收发器不仅能够检测第二上行信号的功率还能够检测第一上行信号的功率，即该装置能够兼顾对多种无线通信模块发送的多种上行信号的功率检测。
以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细、清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在上述实施例的基础上，第一无线通信模块可以为2G模块，第二无线通信模块可以为3G/4G模块。需要说明的是，本实施例中对第一无线通信模块和第二无线通信模块并不作具体限定，只需第二无线通信模块发送的第二上行信号的输出功率属于功率检测引脚的功率检测范围，但是第一无线通信模块发送的第一上行信号的输出功率超过功率检测引脚的功率检测范围即可。为了便于描述，如下实施例中以第一无线通信模块为2G模块，第二无线通信模块为3G/4G模块为例进行说明。
图3为本发明实施例中提供的又一种射频前端装置的结构示意图，如图3所示，该射频前端装置包括2G PA(Power Amplifier，功率放大器)20、功率耦合器30、开关模块40、衰减器50和3G/4G模块70；
所述功率耦合器30的直通输入端301与所述2G PA20中发送2G上行信号的上行接口以及所述3G/4G模块70中发送3G/4G上行信号的上行接口相连，直通输出端302与天线相连，隔离端303与地线相连，耦合输出端304通过所述衰减器50与所述开关模块40的第一端401相连，所述耦合输出端304还直接与所述开关模块40的第二端402相连；
所述开关模块40的第三端403与射频收发器10的功率检测引脚相连；
若所述2G PA20发送2G上行信号，则所述开关模块40的第一端401与第三端403导通，且第二端402与第三端403断开；若所述3G/4G模块70发送3G/4G上行信号，则所述开关模块40的第二端402与第三端403导通，且第一端401与第三端403断开。
参考图3，本实施例提供的射频前端装置的工作原理如下：若2G PA20发送2G上行信号，则开关模块40使功率耦合器30的耦合输出端通过衰减器50与射频收发器10的功率检测引脚连接，此时功率耦合器30检测到的输出功率经衰减器50作衰减处理后传输到功率检测引脚；若3G/4G模块70发送3G/4G上行信号，则开关模块40使功率耦合器30的耦合输出端直接与射频收发器10的功率检测引脚连接，此时功率耦合器30检测到的输出功率无需作衰减处理直接传输到功率检测引脚。
参考图3，在本实施例中，所述功率耦合器30的耦合系数在15dB～25dB，所述衰减器50的衰减值为10dB。由于3G/4G上行信号的输出功率一般为23dBm，3G/4G模块70发送的3G/4G上行信号经功率耦合器30耦合后，耦合输出端304检测到的输出功率为-2dBm～8dBm，与射频收发器10的功率检测引脚的功率检测范围有重叠，因而射频收发器10能够进行3G/4G功率检测。由于2G上行信号的输出功率最大值为33dBm，2G模块发送的2G上行信号经功率耦合器30耦合后，耦合输出端304检测到的输出功率为8dBm～18dBm，经衰减器50的衰减处理后得到的衰减信号功率为-2dBm～8dBm，因而射频收发器10也能够进行2G功率检测。
需要说明的是，本实施例中还可以通过射频收发器的2G、3G和4G功率检测功能，检测射频收发装置的通路是否存在异常。具体的，在射频收发器发送2G、3G或4G上行信号的过程中，若射频收发器的功率检测引脚检测不到功率，或者检测到的功率不属于正常功率范围，例如检测到的功率较小则可以确定射频收发装置的通路异常；否则，确定射频收发装置的通路正常。并且，通过射频通路是否异常能够判断射频器件是否损坏。
参考图3，所述衰减器50可以为低通滤波器，所述功率耦合器30的隔离端303可以通过电阻90接地，所述电阻90的阻值可以为50Ω。
本发明实施例提供的技术方案，通过在功率耦合器的耦合输出端与射频收发器的功率检测引脚之间增加衰减器和开关模块，若3G/4G模块发送3G/4G上行信号，则耦合输出端检测到的功率直接属于功率检测引脚的功率检测范围；若2G功率放大器发送2G上行信号，则耦合器检测到的功率经衰减器的衰减处理后的衰减信号功率也属于功率检测引脚的功率检测范围，因而射频收发器不仅能够检测3G/4G功率还能够检测2G功率，即该装置能够兼顾2G、3G和4G的功率检测。并且，还可以通过2G、3G和4G的功率检测功能来判断2G、3G和4G射频器件是否异常，解决了目前射频器件异常检测成本较高的问题。
如图3所示，该射频前端装置还可以包括天线开关80；所述功率耦合器30的直通输入端301通过所述天线开关80与所述2G PA20中发送2G上行信号的上行接口以及3G/4G模块70中发送3G/4G上行信号的上行接口相连，且所述直通输出端302与天线相连，即功率耦合器30放置在天线开关80的输出端。
天线开关也可以放置在射频频功率放大器的输出端。具体的，如图4所示，所述功率耦合器30的直通输入端301与所述2G PA 20中发送2G上行信号的上行接口以及3G/4G模块70中发送3G/4G上行信号的上行接口相连，且所述直通输出端302通过所述天线开关80与天线相连。
如图5所示，开关模块40可以通过单刀双掷开关实现，所述单刀双掷开关的第一不动端作为所述开关模块40的第一端401，所述单刀双掷开关的第二不动端作为所述开关模块40的第二端402，所述单刀双掷开关的动端作为所述开关模块40的第三端403。
如图6所示，开关模块40可以包括第一单刀单掷开关41和第二单刀单掷开关42，所述第一单刀单掷开关41的不动端作为所述开关模块40的第一端401，所述第二单刀单掷开关42的不动端作为所述开关模块40的第二端402，所述第一单刀单掷开关41的动端与所述第二单刀单掷开关42的动端相连作为所述开关模块40的第三端403。
图7为本发明实施例提供的一种天线装置的结构示意图。如图7所示，本发明实施例中还提供了一种天线装置，该天线装置可以包括前文所述的射频前端装置01和射频收发器10，射频收发器10用于发送和接收射频信号。如图7所示，该天线装置还可以包括天线02，天线02与射频前端装置01中功率耦合器30的直通输出端302相连。
图8为本发明实施例提供的一种移动终端的结构示意图。如图8所示，本发明实施例还提供了一种移动终端，该移动终端可以包括前文所述的天线装置03和控制模块60，所述控制模块60与所述开关模块40的控制端404相连，以控制所述开关模块40的导通状态。其中，控制单元60可以为调制解调器。需要说明的是，若开关模块为单刀双掷开关，则单刀双掷开关的控制端作为所述开关模块的控制端；若开关模块包括第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关，则第一单刀双掷开关的控制端与第二单刀单掷开关的控制端相连作为开关模块的控制端。该移动终端可以为诸如智能手机和平板电脑之类的通信产品。
天线装置和移动终端包括射频前端装置的所有技术特征，对应具备前文所述的射频前端装置的所有有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种射频前端装置，其特征在于，包括第一无线通信模块的功率放大器、功率耦合器、开关模块、衰减器和第二无线通信模块；
所述功率耦合器的直通输入端与所述第一无线通信模块的功率放大器中发送第一上行信号的上行接口以及所述第二无线通信模块中发送第二上行信号的上行接口相连，直通输出端与天线相连，隔离端与地线相连，耦合输出端通过所述衰减器与所述开关模块的第一端相连，所述耦合输出端还直接与所述开关模块的第二端相连；
所述开关模块的第三端与射频收发器的功率检测引脚相连；
若所述第一无线通信模块的功率放大器发送第一上行信号，则所述开关模块的第一端与第三端导通，且第二端与第三端断开；若所述第二无线通信模块发送第二上行信号，则所述开关模块的第二端与第三端导通，且第一端与第三端断开。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括天线开关；
所述功率耦合器的直通输入端通过所述天线开关与所述2G功率放大器中发送2G上行信号的上行接口以及3G/4G模块中发送3G/4G上行信号的上行接口相连，且所述直通输出端与天线相连；或者，
所述功率耦合器的直通输入端与所述2G功率放大器中发送2G上行信号的上行接口以及3G/4G模块中发送3G/4G上行信号的上行接口相连，且所述直通输出端通过所述天线开关与天线相连。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关模块为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的第一不动端作为所述开关模块的第一端，所述单刀双掷开关的第二不动端作为所述开关模块的第二端，所述单刀双掷开关的动端作为所述开关模块的第三端。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关模块包括第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关的不动端作为所述开关模块的第一端，所述第二单刀单掷开关的不动端作为所述开关模块的第二端，所述第一单刀单掷开关的动端与所述第二单刀单掷开关的动端相连作为所述开关模块的第三端。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率耦合器的耦合系数在15dB～25dB。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衰减器的衰减值为10dB。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衰减器为低通滤波器。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率耦合器的隔离端通过电阻接地。
9.根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述第一无线通信模块为2G模块，所述第二无线通信模块为3G/4G模块。
10.一种天线装置，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的射频前端装置和射频收发器。
11.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求10所述的天线装置和控制模块，所述控制模块与所述开关模块的控制端相连，用于控制所述开关模块的导通状态。
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