CN107733450B - 射频前端电路和移动终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种射频前端电路和移动终端设备，其中，射频前端电路包括：WCN天线、分集接收天线、GPS射频通路、WCN收发器和切换开关；其中，WCN天线连接至切换开关的第一端，分集接收天线连接至切换开关的第二端，以及WCN收发器通过GPS射频通路连接至切换开关的第三端；以及移动终端设备的GPS定位打开时，当切换开关切换连接至WCN天线时，WCN天线用于接收GPS信号，以及当切换开关切换连接至分集接收天线时，分集接收天线用于接收GPS信号，其中，接收到的GPS信号通过GPS射频通路传输至WCN收发器。该技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。

Description

射频前端电路和移动终端设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及射频前端电路和移动终端设备。
背景技术
目前，随着手机等移动终端设备的大量普及以及定位信息日趋广泛的应用，在复杂场景下对卫星定位系统的定位速度与精度的要求也越来越高，同时也对移动终端设备的天线与前端射频通路所接收到的GPS(Global Position System，全球定位系统)信号的强度和质量提出了挑战。
GPS卫星信号的特点为强度弱、信噪比低以及存在多径效应，接收机对信号损耗与噪声比较敏感，而当天线方向性不好时，极易造成GPS信号的强度与信噪比动辄几dB的下降，从而对定位质量造成很大影响。
现有的移动终端设备通常情况下只有一根GPS天线，且多与2.4G&5G WiFi(Wireless Fidelity，无线局域网)天线共用，而当将这种设计方案应用于金属机身时，无法保证GPS天线很好的方向性，例如当用户变换一下手持移动终端设备的姿势，或周围环境的变化导致在天线较强的方向上GPS信号质量变差时，用户便只能接受这种情况，没有更多的选择。
但是，一般地移动终端设备通常有多根天线，方向性也各不相同，而只使用一根天线实现GPS信号的接收对资源造成很大浪费，因此，如何利用移动终端设备具有多根天线的优势改善GPS信号的方向性，从而提高GPS信号的接收质量。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。
有鉴于此，根据本发明第一方面的技术方案，提出了一种射频前端电路，用于移动终端设备，包括：WCN天线、分集接收天线、GPS射频通路、WCN收发器和切换开关；其中，WCN天线连接至切换开关的第一端，分集接收天线连接至切换开关的第二端，以及WCN收发器通过GPS射频通路连接至切换开关的第三端；以及移动终端设备的GPS定位打开时，当切换开关切换连接至WCN天线时，WCN天线用于接收GPS信号，以及当切换开关切换连接至分集接收天线时，分集接收天线用于接收GPS信号，其中，接收到的GPS信号通过GPS射频通路传输至WCN收发器。
在该射频前端电路中，当移动终端设备的GPS定位打开时，可以根据切换开关的选通情况确定通过WCN(Wireless Connectivity Network，无线连接网络)天线或分集接收天线接收GPS信号，进而通过唯一的GPS射频通路将WCN天线或分集接收天线接收到的GPS信号传输至WCN收发器，具体地，分集接收天线可以为移动终端设备的CellularDRX天线(即蜂窝网络分集接收天线)，如此通过在仅用于接收的分集接收天线上增加对GPS信号的接收，实现对分集接收天线的复用，有效地改善GPS信号的方向性，同时还可以避免由于GPS信号对干扰比较敏感使移动终端设备自身的发射信号对GPS信号造成比较大的灵敏度下降，即实现GPS信号接收与移动终端设备自身发射信号的有效隔离，从而有效地提高GPS信号的接收质量。
另外，本发明上述技术方案提供的射频前端电路还具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，GPS射频通路包括声表滤波器和外置低噪声放大器，以及切换开关的第三端依次通过声表滤波器和外置低噪声放大器连接至WCN收发器。
在该技术方案中，用于传输WCN天线或分集接收天线接收到的GPS信号的GPS射频通路主要包括用于对信号进行滤波处理和放大处理的声表滤波器和外置低噪声放大器以将经过处理提高信号质量的GPS信号传输至WCN收发器。
在上述任一技术方案中，优选地，射频前端电路还包括：选通开关、双信器和Cellular射频通路；其中，分集接收天线通过选通开关分别连接至双信器的第一端和Cellular射频通路，以及双信器的第二端和第三端分别连接至切换开关和Cellular射频通路。
在该技术方案中，为了实现对分集接收天线的复用，保留分集天线原有信号接收功能的同时实现对GPS信号的接收，具体地，当选通开关切换连接至Cellular射频通路时，分集接收天线仅用于接收Cellular信号，而当选通开关切换连接至双信器时，分集接收天线同时进行GPS信号和Cellular信号的接收，并通过在该射频前端电路中增加的双信器实现对两个信号的区分，以使GPS信号和Cellular信号分别通过GPS射频通路和Cellular射频通路进入WCN收发器和Cellular收发器，从而有效地将两个不同频段信号分开，实现对GPS信号和Cellular信号的分集接收。
在上述任一技术方案中，优选地，Cellular射频通路包括分集接收射频前端模组和Cellular收发器，以及分集接收射频前端模组的第一端、第二端和第三端分别连接至双信器的第三端、选通开关Cellular收发器。
在该技术方案中，用于传输分集接收天线接收到的并经双信器筛选出的Cellular信号的Cellular射频通路主要包括对Cellular信号进行滤波、频段选择等处理的分集接收射频前端模组以及对Cellular信号进行进一步处理的Cellular收发器，如此在复用分集接收天线接收GPS信号同时不影响对Cellular信号的接收。
在上述任一技术方案中，优选地，射频前端电路还包括：三工器和网络连接射频通路，以及WCN天线连接至三工器的第一端，三工器的第二端和第三端分别连接至切换开关的第一端和网络连接射频通路，分别实现对网络连接信号和GPS信号的接收。
在该技术方案中，该射频前端电路除了上述GPS射频通路和Cellular射频通路还包括用于实现对WCN天线接收到的网络连接信号进行传输的网络连接射频通路，如此可以同时实现对网络连接信号和GPS信号的接收，具体地GPS射频通路和网络连接射频通路通过三工器与WCN天线实现连通。
在上述任一技术方案中，优选地，网络连接射频通路包括WiFi射频前端模组，以及三工器的第三端通过WiFi射频前端模组连接至WCN收发器。
在该技术方案中，网络连接射频通路具体主要包括对WCN天线接收到的网络连接信号进行滤波、频段选择等处理的WiFi射频前端模组，以将网络连接信号转化为WCN收发器可以进一步处理的形式。
在上述任一技术方案中，优选地，当WCN天线接收到的GPS信号的第一信号质量低于设定阈值时，切换开关切换连接至分集接收天线；当分集接收天线接收到的GPS信号的第二信号质量低于设定阈值时，切换开关切换连接至WCN天线。
在该技术方案中，当移动终端设备的GPS定位打开时，根据切换开关的选通情况确定通过WCN天线或分集接收天线接收GPS信号时，具体地将该切换开关实时切换至GPS信号接收质量较好的天线进行GPS信号的接收，即分别通过WCN天线或分集接收天线单独接收GPS信号时，此时分集接收天线通过选通开关连接至双信器，将接收到GPS信号的信号质量分别与设定阈值进行比较，当低于设定阈值时，则说明书WCN天线或分集接收天线接收到的GPS信号的信号质量无法满足移动终端设备的定位需求，则可以切换至另一个天线进行GPS信号的接收，从而使GPS信号的信号质量始终处于能够满足移动终端设备的定位需求的水平，其中信号质量的设定阈值具体可以根据移动终端设备及其使用环境等实际情况确定。
在上述任一技术方案中，优选地，选通开关包括双刀双掷开关。
在该技术方案中，选通开关包括但不限于双刀双掷开关，可以根据实际使用需求更换为其他类型的开关，以满足不同的用户需求。
根据本发明第二方面的技术方案，提出了一种移动终端设备，包括如上技术方案中任一项所述的射频前端电路。因此，该移动终端设备具有上述技术方案中任一项所述的射频前端电路的所有有益效果，在此不再赘述。
在上述技术方案中，优选地，移动终端设备为智能手机或者掌上电脑。
本发明的上述技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。
附图说明
图1示出了本发明实施例的射频前端电路的示意框图；
图2示出了本发明实施例的射频前端电路的架构示意图；
图3示出了本发明实施例的射频前端电路的工作流程示意图。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图3对本发明的实施例的射频前端电路进行详细说明。
如图1所示，根据本发明实施例的射频前端电路，用于移动终端设备，该射频前端电路包括：WCN天线10、分集接收天线20、GPS射频通路40、WCN收发器50和切换开关30。
其中，WCN天线10连接至切换开关30的第一端，分集接收天线20连接至切换开关30的第二端，以及WCN收发器50通过GPS射频通路40连接至切换开关30的第三端；以及移动终端设备的GPS定位打开时，当切换开关30切换连接至WCN天线10时，WCN天线10用于接收GPS信号，以及当切换开关30切换连接至分集接收天线20时，分集接收天线20用于接收GPS信号，其中，接收到的GPS信号通过GPS射频通路40传输至WCN收发器50。
在该射频前端电路中，当移动终端设备的GPS定位打开时，可以根据切换开关30的选通情况确定通过WCN天线10(即WiFi&BT&GPS天线)或分集接收天线20接收GPS信号，进而通过唯一的GPS射频通路40将WCN天线10或分集接收天线20接收到的GPS信号传输至WCN收发器50，具体地，分集接收天线20可以为移动终端设备的Cellular DRX天线(即蜂窝网络分集接收天线)，如此通过在仅用于接收的分集接收天线20上增加对GPS信号的接收，实现对分集接收天线20的复用，有效地改善GPS信号的方向性，同时还可以避免由于GPS信号对干扰比较敏感使移动终端设备自身的发射信号对GPS信号造成比较大的灵敏度下降，即实现GPS信号接收与移动终端设备自身发射信号的有效隔离，从而有效地提高GPS信号的接收质量。
进一步地，如图2所示，上述实施例中所述的GPS射频通路40包括声表滤波器402和外置低噪声放大器404，以及切换开关30的第三端依次通过声表滤波器402和外置低噪声放大器404连接至WCN收发器50。
在该实施例中，用于传输WCN天线10或分集接收天线20接收到的GPS信号的GPS射频通路40主要包括用于对信号进行滤波处理和放大处理的声表滤波器402(即SAW Filter，声表面波滤波器)和外置低噪声放大器404(即eLNA)以将经过处理提高信号质量的GPS信号传输至WCN收发器50。
进一步地，如图2所示，在上述实施例中，射频前端电路还包括：选通开关60、双信器70和Cellular射频通路。
其中，分集接收天线20通过选通开关60分别连接至双信器70的第一端和Cellular射频通路，以及双信器70的第二端和第三端分别连接至切换开关30和Cellular射频通路。
在该实施例中，为了实现对分集接收天线20的复用，保留分集天线原有信号接收功能的同时实现对GPS信号的接收，具体地，当选通开关60切换连接至Cellular射频通路时，分集接收天线20仅用于接收Cellular信号，而当选通开关60切换连接至双信器70时，分集接收天线20同时进行GPS信号和Cellular信号的接收，并通过在该射频前端电路中增加的双信器70(即Diplexer)实现对两个信号的区分，以使GPS信号和Cellular信号分别通过GPS射频通路40和Cellular射频通路进入WCN收发器50和Cellular收发器804，从而有效地将两个不同频段信号分开，实现对GPS信号和Cellular信号的分集接收。
进一步地，如图2所示，在上述实施例中，Cellular射频通路包括分集接收射频前端模组802和Cellular收发器804，以及分集接收射频前端模组802的第一端、第二端和第三端分别连接至双信器70的第三端依次连接至、选通开关60和Cellular收发器804。
在该实施例中，用于传输分集接收天线20接收到的并经双信器70筛选出的Cellular信号的Cellular射频通路主要包括对Cellular信号进行滤波、频段选择等处理的分集接收射频前端模组802(即FEM，Front EndModule)以及对Cellular信号进行进一步处理的Cellular收发器804，如此在复用分集接收天线20接收GPS信号同时不影响对Cellular信号的接收。
进一步地，如图2所示，在上述实施例中，射频前端电路还包括：三工器90和网络连接射频通路，以及WCN天线10连接至三工器90的第一端，三工器90的第二端和第三端分别连接至切换开关30的第一端和网络连接射频通路，分别实现对网络连接信号和GPS信号的接收。
在该实例中，该射频前端电路除了上述GPS射频通路40和Cellular射频通路还包括用于实现对WCN天线10接收到的网络连接信号进行传输的网络连接射频通路，如此可以同时实现对网络连接信号和GPS信号的接收，具体地GPS射频通路40和网络连接射频通路通过三工器90(即Triplexer)与WCN天线10实现连通。
进一步地，如图2所示，在上述实施例中，网络连接射频通路包括WiFi射频前端模组1002，以及三工器90的第三端通过WiFi射频前端模组1002连接至WCN收发器50。
在该实施例中，网络连接射频通路具体主要包括对WCN天线10接收到的网络连接信号进行滤波、频段选择等处理的WiFi射频前端模组1002，以将网络连接信号转化为WCN收发器50可以进一步处理的形式。
进一步地，在上述实施例中，当WCN天线10接收到的GPS信号的第一信号质量低于设定阈值时，切换开关30切换连接至分集接收天线20；当分集接收天线20接收到的GPS信号的第二信号质量低于设定阈值时，切换开关30切换连接至WCN天线10。
在该实施例中，当移动终端设备的GPS定位打开时，根据切换开关30的选通情况确定通过WCN天线10或分集接收天线20接收GPS信号时，具体地将该切换开关30实时切换至GPS信号接收质量较好的天线进行GPS信号的接收，即分别通过WCN天线10或分集接收天线20单独接收GPS信号时，此时分集接收天线20通过选通开关60连接至双信器70，将接收到GPS信号的信号质量分别与设定阈值进行比较，当低于设定阈值时，则说明书WCN天线10或分集接收天线20接收到的GPS信号的信号质量无法满足移动终端设备的定位需求，则可以切换至另一个天线进行GPS信号的接收，从而使GPS信号的信号质量始终处于能够满足移动终端设备的定位需求的水平，其中信号质量的设定阈值具体可以根据移动终端设备及其使用环境等实际情况确定。
可以理解的是，具体可以依据GPS信号的信号强度和/或载噪比衡量其信号质量。
具体地，该射频前端电路的工作流程如图3所示，具体包括以下流程步骤：
步骤302，将切换开关30(即Switch)切到WCN天线10通路，以通过WCN天线10接收GPS信号；
步骤304，判断通过WCN天线10接收到的GPS信号的第一信号质量是否低于设定阈值，若是执行步骤306，否则继续通过WCN天线10接收GPS信号；
步骤306，将切换开关30切到分集接收天线20通路，以通过分集接收天线20接收GPS信号；
步骤308，判断通过分集接收天线20接收到的GPS信号的第二信号质量是否低于设定阈值，返回执行步骤302，即重新切到WCN天线10通路，以通过WCN天线10接收GPS信号，否则继续通过分集接收天线20接收GPS信号。
进一步地，在上述实施例中，选通开关60包括双刀双掷开关(即Double PoleDouble Throw，双刀双掷开关)。
在该实施例中，选通开关60包括但不限于双刀双掷开关，可以根据实际使用需求更换为其他类型的开关，以满足不同的用户需求。
作为本发明的一个实施例，还提出了一种移动终端设备，包括如上实施例所述的射频前端电路。因此，该移动终端设备具有上述实施例所述的射频前端电路的所有有益效果，通过在仅用于接收的分集接收天线上增加对GPS信号的接收，实现对分集接收天线的复用，有效地改善GPS信号的方向性，同时还可以避免由于GPS信号对干扰比较敏感使移动终端设备自身的发射信号对GPS信号造成比较大的灵敏度下降，即实现GPS信号接收与移动终端设备自身发射信号的有效隔离，从而有效地提高GPS信号的接收质量。
进一步地，在上述实施例中，移动终端设备为智能手机或者掌上电脑等。
以上结合附图详细说明了本发明的实施例的技术方案，通过复用移动终端设备的分集接收天线接收GPS信号，有效地改善了GPS信号的方向性，从而提高了GPS信号的接收质量。
在本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种射频前端电路，用于移动终端设备，其特征在于，包括：WCN天线、分集接收天线、GPS射频通路、WCN收发器和切换开关；
其中，所述WCN天线连接至所述切换开关的第一端，所述分集接收天线连接至所述切换开关的第二端，以及所述WCN收发器通过所述GPS射频通路连接至所述切换开关的第三端；以及
所述移动终端设备的GPS定位打开时，当所述切换开关切换连接至所述WCN天线时，所述WCN天线用于接收GPS信号，以及当所述切换开关切换连接至所述分集接收天线时，所述分集接收天线用于接收GPS信号，其中，接收到的GPS信号通过所述GPS射频通路传输至所述WCN收发器；
所述射频前端电路还包括：选通开关、双信器和Cellular射频通路；
其中，所述分集接收天线通过所述选通开关分别连接至所述双信器的第一端和所述Cellular射频通路，以及所述双信器的第二端和第三端分别连接至所述切换开关和所述Cellular射频通路。
2.根据权利要求1所述的射频前端电路，其特征在于，所述GPS射频通路包括声表滤波器和外置低噪声放大器，以及
所述切换开关的第三端依次通过所述声表滤波器和所述外置低噪声放大器连接至所述WCN收发器。
3.根据权利要求1所述的射频前端电路，其特征在于，所述Cellular射频通路包括分集接收射频前端模组和Cellular收发器，以及所述分集接收射频前端模组的第一端、第二端和第三端分别连接至所述双信器的第三端、所述选通开关所述Cellular收发器。
4.根据权利要求1所述的射频前端电路，其特征在于，还包括：三工器和网络连接射频通路，以及
所述WCN天线连接至所述三工器的第一端，所述三工器的第二端和第三端分别连接至所述切换开关的第一端和所述网络连接射频通路，分别实现对网络连接信号和GPS信号的接收。
5.根据权利要求4所述的射频前端电路，其特征在于，
所述网络连接射频通路包括WiFi射频前端模组，以及所述三工器的第三端通过所述WiFi射频前端模组连接至所述WCN收发器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的射频前端电路，其特征在于，
当所述WCN天线接收到的GPS信号的第一信号质量低于设定阈值时，所述切换开关切换连接至所述分集接收天线；
当所述分集接收天线接收到的GPS信号的第二信号质量低于所述设定阈值时，所述切换开关切换连接至所述WCN天线。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的射频前端电路，其特征在于，所述选通开关包括双刀双掷开关。
8.一种移动终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的射频前端电路。
9.根据权利要求8所述的移动终端设备，所述移动终端设备为智能手机或者掌上电脑。
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