CN108449093A - 一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路 - Google Patents

一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路，其中，所述射频前端电路包括：至少一个用于接收射频讯号的天线，至少一个用于对射频讯号分频的分频器；至少两个滤波模块；以及第一级多路复用模块。第一级多路复用模块在非载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至所述分频器。可见，采用本发明的射频架构，在非载波聚合模式时，射频讯号可不经过分频器，故插损小，优化了射频通路插损。

Description

一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路。
背景技术
现有实现载波聚合(CA)的方案为：天线接收射频讯号后，经由分频器将频率区分，再切到对应频段的滤波模块滤波，此做法使载波聚合与非载波聚合应用时，都会经过分频器，使插损增加，从而导致射频传导接收与发射讯号的恶化。
发明内容
本发明旨在提供一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路，以减小插损。
本发明第一方面提供一种可切换射频通路的射频前端电路,包括：
至少一个用于接收射频讯号的天线；
至少一个用于对所述射频讯号分频的分频器；
至少两个滤波模块；
第一级多路复用模块,用于在非载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至所述分频器。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，第一级多路复用模块通过非分频器通路连接下一级多路复用模块或者滤波模块；第一级多路复用模块通过分频器连接下一级多路复用模块或者滤波模块。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，还包括数量大于或等于滤波模块数量的射频模块；每个滤波模块的输出端均对应连接至少一个射频模块；所述射频模块用于对滤波模块滤波后的讯号进行处理。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，还包括第二级多路复用模块；所述第一级多路复用模块通过非分频器通路连接第二级多路复用模块；所述分频器对所述射频讯号分频后，将至少两路分频讯号输出给第二级多路复用模块；
第二级多路复用模块将所述分频讯号和非分频器通路传输的射频讯号输出到对应频段的滤波模块。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，所述第一级多路复用模块还用于在载波聚合模式时，将所述分频器无法分频的射频讯号切换至非分频器通路。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，所述分频器至少根据无线通讯频段中的一个频段进行分频。
本发明第二方面提供一种可切换射频通路的射频前端电路，包括：
至少三个滤波模块
第一天线，用于接收第一频段的射频讯号；
第二天线，用于接收第二频段的射频讯号；
第一级多路复用模块,用于在非载波聚合模式时，将第一天线和第二天线接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将第一天线接收的射频讯号切换至第一分频器，将第二天线接收的射频讯号切换至第二分频器；
第一分频器，用于按第一频段进行分频；
第二分频器，用于按第二频段进行分频；
第二级多路复用模块，用于将第一分频器、第二分频器输出的分频讯号以及非分频器通路传输的射频讯号输出到对应频段的滤波模块。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，还包括数量大于或等于滤波模块数量的射频模块；每个滤波模块的输出端均对应连接至少一个射频模块；所述射频模块用于对滤波模块滤波后的讯号进行处理。
所述的可切换射频通路的射频前端电路，其中，所述第一频段和第二频段为无线通讯频段中的两个不同的频段。
本发明第三方面提供一种终端设备，包括如上所述的射频前端电路。
本发明的有益效果：本发明提供了一种终端设备和可切换射频通路的射频前端电路，其中，所述射频前端电路包括：至少一个用于接收射频讯号的天线，至少一个用于对射频讯号分频的分频器；至少两个滤波模块；以及第一级多路复用模块。第一级多路复用模块在非载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至所述分频器。可见，采用本发明的射频架构，在非载波聚合模式时，射频讯号可不经过分频器，故插损小，优化了射频通路插损。
附图说明
图1为本发明提供的射频前端电路的实施例一的结构框图；
图2为本发明提供的射频前端电路的实施例二的结构框图；
图3为本发明提供的射频前端电路的实施例三的结构框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中出现的专业名词及其英文代号如下：
CA:Carrier Aggregation载波聚合；
MUX:Multiplexer多路复用器；
LB:low band低频，一般指操作频率在1GHz以下；
MB:mid band中频，一般指操作频率在2.3GHz以下至1.4GHz；
HB:high band高频，一般指操作频率在2.3GHz以上至2.7GHz；
UHB:Ultra high band，使用于3.5GHz频段；
LAA:Licensed Assisted Access，使用于5GHz频段；
LTE-U:LTE in Unlicensed band，使用于5GHz频段。
LTE(Long Term Evolution，长期演进)，是由3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal MobileTelecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进。
如图1所示，本发明提供的可切换射频通路的射频前端电路包括：至少一个用于接收射频讯号的天线ANT,至少一个用于对所述射频讯号分频的分频器20,至少两个滤波模块40，第一级多路复用模块10以及至少两个射频模块50。
所述分频器20至少根据无线通讯频段中的一个频段进行分频。对不同频段的射频讯号进行分频，可采用一个分频器20完成，也可采用多个分频器20共同完成，分频器20的数量具体根据频段需求、性能需求与天线数量而定。
所述第一级多路复用模块10,用于在射频前端电路工作在非载波聚合模式时，将所述天线ANT接收的射频讯号切换至非分频器通路；在射频前端电路工作在载波聚合模式时，将所述天线ANT接收的射频讯号切换至所述分频器20。
所述射频模块50的数量大于或等于滤波模块40的数量，即，每个滤波模块40的输出端均对应连接至少一个射频模块50；所述射频模块50用于对滤波模块40滤波后的讯号进行处理。
所述第一级多路复用模块10的输入端连接天线ANT，所述第一级多路复用模块10通过非分频器通路连接下一级多路复用模块或者滤波模块，还通过分频器20连接下一级多路复用模块或者滤波模块。可见，采用本发明的射频架构，在非载波聚合模式时，射频讯号可不经过分频器，故插损小，优化了射频通路插损。
所述射频前端电路，还包括第二级多路复用模块30，所述第一级多路复用模块10通过非分频器通路连接第二级多路复用模块30；所述分频器20对所述射频讯号分频后，将至少两路分频讯号输出给第二级多路复用模块30。第二级多路复用模块30的输出端连接多个滤波模块40。第二级多路复用模块30将所述分频讯号和非分频器通路传输的射频讯号输出到对应频段的滤波模块40。
本发明使用第一级多路复用模块10对载波聚合与非分频器通路进行切换。在CA操作(CA模式)下，将射频讯号经第一级多路复用模块10切换到分频器20通路，射频讯号经分频器20分频后，至第二级多路复用模块30，第二级多路复用模块30再将分频后的射频讯号分别切至对应频段的滤波模块40滤波。在非CA操作下，射频讯号经第一级多路复用模块10切至非分频器通路，并直通至第二级多路复用模块30，由第二级多路复用模块30切至对应频段的滤波模块40滤波，而不经分频器20，故可大幅降低非CA操作时的插损。
实施例一：
本实施例如图1所示，射频架构根据目前LTE常用的LB/MB/HB来做设计。所述分频器20至少按低频LB、中频MB和高频HB进行分频。本实施例中，所述第一级多路复用模块10和第二级多路复用模块30均采用多路复用器(MUX)。多路复用器有两种，一种是从多个模拟或数字输入信号中选择某个信号并将其转发，将不同的被选信号输出到同一个输出线路中；另一种是将接收的复合数据流，依照信道分离数据，并将它们送到对应的输出线上；本发明采用后一种多路复用器，也称解多路复用器。
所述射频前端电路可设置在一终端设备中，例如智能手机中。基站根据当前的网络状况，给所述终端设备发出信号，使其工作在CA模式或者非CA模式。所述终端设备工作在非CA模式时，经由天线ANT接收射频讯号，射频讯号通过MUX 10切至非CA通路，直通下一级MUX 30，由第二级MUX 30接通到对应频段的滤波模块40，经由滤波模块40滤波后传送到射频模块50进行讯号处理。终端设备工作在CA模式时，经由天线ANT接收射频讯号，射频讯号通过MUX 10接通到一个分频器20的公共端，经分频器20分频后的至少两路的分频讯号经第二级MUX 30接通到至少两个滤波模块40，分频讯号经至少两个滤波模块40滤波后，传送到至少两个射频模块50进行讯号处理。
进一步的，所述第一级多路复用模块10还用于在载波聚合模式时，将所述分频器20无法分频的射频讯号切换至非分频器通路。所述滤波模块40可采用滤波器或者多工器，本实施例采用后者。所述多工器中内置有多个滤波器，每个滤波器均对应对某一频段的讯号进行滤波，每个滤波器均对应连接一个射频模块。所述多工器用于对分频器20无法分频的射频讯号进行分频，分频后进行滤波。所述多工器可采用两工器，四工器等。
本实施例中，分频器20可对低频LB、中频MB和高频HB进行分频，但无法进一步分频，例如，无法对多个同处于低频LB的射频讯号进行分频。因此，在CA时，天线ANT接收的相近频段的射频讯号(频段相近到分频器20无法分频)，通过MUX 10切至非CA通路，直通下一级MUX 30，由第二级MUX 30接通到对应频段的多工器进行CA讯号的滤波处理，进而传送到多工器对应的多个射频模块50进行讯号处理。
故依照CA需求，可由第一级MUX 10接通到分频器20或非分频器通路。通过上述过程中可知，此射频架构，当CA操作时，第一级MUX 10可选择切换到相对应的分频器20，而在非CA或相近频段CA时，可不经过分频器20，故插损小，以达到优化射频通路插损的目的。
实施例二：
本实施例如图2所示，射频架构考虑了未来UHB(3.5GHz)与LAA/LTE-U(5GHz)的应用做设计，其中分频器20的分频数量可依实际需求做调整。UHB与LAA/LTE-U频段将于之后开放做使用，并可与即有LTE频段做载波聚合，以求进一步的提升上行/下行吞吐量。换而言之，本实施例中，所述分频器20至少按低频LB、中频MB、高频HB、特高频UHB和LAA频段进行分频。本实施例仅分频器20的分频数量与上一实施例不同，故不做赘述。
实施例三：
本实施例如图3所示，所述射频前端电路的天线ANT至少设置有两个：第一天线ANT1和第二天线ANT2。所述分频器20至少设置有两个：第一分频器210和第二分频器220。所述滤波模块40至少设置有三个，对应的，射频模块50也至少设置有三个。第一天线ANT1和第二天线ANT2均连接第一级多路复用模块10的输入端，第一级多路复用模块10的输出端分别通过非分频器通路、第一分频器210和第二分频器220连接第二级多路复用模块30的输入端，第二级多路复用模块30的输出端通过多个滤波模块40分别连接多个射频模块50。
所述第一天线ANT1，用于接收第一频段的射频讯号。
所述第二天线ANT2，用于接收第二频段的射频讯号。
所述第一级多路复用模块10,用于在非载波聚合模式时，将第一天线ANT1和第二天线ANT2接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将第一天线ANT1接收的射频讯号切换至第一分频器210，将第二天线ANT2接收的射频讯号切换至第二分频器220。
所述第一分频器210，用于按第一频段进行分频。
所述第二分频器220，用于按第二频段进行分频。
所述第二级多路复用模块30，用于将第一分频器210、第二分频器220输出的分频讯号以及非分频器通路传输的射频讯号输出到对应频段的滤波模块40。
所述第一频段和第二频段为无线通讯频段中的两个不同的频段。本实施例的方案，也可延伸到两个以上的天线、两个以上的分频器，来对两个以上的频段进行分频。具体到本实施例，第一频段包括低频LB和中频MB中的至少一个；所述第二频段包括高频HB、特高频UHB和LAA频段中的至少一个。本实施例中，所述第一频段包括低频LB和中频MB；所述第二频段包括高频HB、特高频UHB和LAA频段。
进一步的，所述第一级多路复用模块10还用于在载波聚合模式时，将所述分频器20无法分频的射频讯号切换至非分频器通路。所述滤波模块40可采用滤波器或者多工器，本实施例采用后者。所述多工器中内置有多个滤波器，每个滤波器均对应对某一频段的讯号进行滤波，每个滤波器均对应连接一个射频模块。所述多工器用于对分频器20无法分频的射频讯号进行分频，分频后进行滤波。所述多工器可采用两工器，四工器等。
本实施例的射频架构考虑了多天线与多分频器的应用做设计，其中分频器的数量与天线数量可依实际需求做调整。因单一分频器集成越多的频段则损耗将增加且端口间的隔离度也会下降，故此架构相较于上一实施例的单一分频器，会有较好的射频性能表现。当CA操作时，经由天线ANT1接收射频讯号，射频讯号通过MUX 10切至第一分频器210通路，可实现LB与MB的分频；经由ANT2天线接收射频讯号，射频讯号通过MUX 10切至第二分频器220通路，可实现HB、UHB与LAA的分频，再藉由MUX 30将射频讯号切至对应频段的滤波模块40，经由滤波模块40滤波后传送到射频模块50进行讯号处理。故此时即可实现LB、MB、HB、UHB与LAA的各种CA组合。当非CA操作或CA操作存在相近频段的讯号时，ANT1或ANT2可切至非CA通路，则射频讯号不经分频器直通至MUX 30，此时损耗最小。
本发明还提供一种终端设备，包括如上所述的射频前端电路。所述终端设备可以是智能手机、平板电脑、智能穿戴式设备等具备LTE通讯功能的电子设备。由于该终端设备对射频讯号进行CA、非CA的过程在上述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种可切换射频通路的射频前端电路,其特征在于，包括：
至少一个用于接收射频讯号的天线；
至少一个用于对所述射频讯号分频的分频器；
至少两个滤波模块；
第一级多路复用模块,用于在非载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将所述天线接收的射频讯号切换至所述分频器。
2.根据权利要求1所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，第一级多路复用模块通过非分频器通路连接下一级多路复用模块或者滤波模块；第一级多路复用模块通过分频器连接下一级多路复用模块或者滤波模块。
3.根据权利要求1所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，还包括数量大于或等于滤波模块数量的射频模块；每个滤波模块的输出端均对应连接至少一个射频模块；所述射频模块用于对滤波模块滤波后的讯号进行处理。
4.根据权利要求1所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，还包括第二级多路复用模块；所述第一级多路复用模块通过非分频器通路连接第二级多路复用模块；所述分频器对所述射频讯号分频后，将至少两路分频讯号输出给第二级多路复用模块；
第二级多路复用模块将所述分频讯号和非分频器通路传输的射频讯号输出到对应频段的滤波模块。
5.根据权利要求1所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，所述第一级多路复用模块还用于在载波聚合模式时，将所述分频器无法分频的射频讯号切换至非分频器通路。
6.根据权利要求1所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，所述分频器至少根据无线通讯频段中的一个频段进行分频。
7.一种可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，包括：
至少三个滤波模块
第一天线，用于接收第一频段的射频讯号；
第二天线，用于接收第二频段的射频讯号；
第一级多路复用模块,用于在非载波聚合模式时，将第一天线和第二天线接收的射频讯号切换至非分频器通路；在载波聚合模式时，将第一天线接收的射频讯号切换至第一分频器，将第二天线接收的射频讯号切换至第二分频器；
第一分频器，用于按第一频段进行分频；
第二分频器，用于按第二频段进行分频；
第二级多路复用模块，用于将第一分频器、第二分频器输出的分频讯号以及非分频器通路传输的射频讯号输出到对应频段的滤波模块。
8.根据权利要求7所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，还包括数量大于或等于滤波模块数量的射频模块；每个滤波模块的输出端均对应连接至少一个射频模块；所述射频模块用于对滤波模块滤波后的讯号进行处理。
9.根据权利要求7所述的可切换射频通路的射频前端电路，其特征在于，所述第一频段和第二频段为无线通讯频段中的两个不同的频段。
10.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的射频前端电路。
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