CN108540147A - 一种载波聚合的抗谐波干扰装置、天线装置和移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载波聚合的抗谐波干扰装置、天线装置和移动终端。该抗谐波干扰装置，包括功率放大器、切换单元、控制单元、第一双工器和第二双工器；第一双工器和第二双工器分别连接于第一频段和第二频段的通路，第一频段的下行信号的频率与第二频段的上行信号的二次谐波的频率有重叠；切换单元与控制单元相连；当第一频段作为辅小区频段，第二频段作为主小区频段时，切换单元将功率放大器中输出第一频段的接口切换到与用于消耗二次谐波的谐波消耗端相连；否则切换单元将功率放大器中输出第一频段的接口切换到与第一双工器相连。本方案在载波聚合中消除谐波干扰的同时实现了简单的结构和低成本。

Description

一种载波聚合的抗谐波干扰装置、天线装置和移动终端
本申请是2016年05月03日提交中国专利局、申请号为201610290728.1、发明名称为“一种载波聚合的抗谐波干扰装置、天线装置和移动终端”的分案申请，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种载波聚合的抗谐波干扰装置、天线装置和移动终端。
背景技术
为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，一种最直接的办法就是增加系统传输带宽。载波聚合(CA，Carrier Aggregation)能够有效增加系统传输带宽，载波聚合中有两个或者多个载波同时接收数据，一个TX发射(primary cell，pcell)，多个RX接收(primarycell&second cell，scell)，这样可以使吞吐量成倍提升，提升了用户的上网体验。
载波聚合中主要选择低频与中频的组合，特别是B3+B8的CA组合，在许多国家和运营商都实现了基于B3+B8的载波聚合的商业应用。但是从技术上分析B3+B8的载波聚合的直接应用会存在一定谐波干扰风险，B3的RX(1805MHz～1880MHz)与B8的TX(880MHz～915MHz)的二次谐波(1760MHz～1830MHz)有重叠，具体如图1所示，因为产品本身的结构和功率放大器10内部电路所限，各个频段接入的接口不能完全隔离，B8的TX的二次谐波会通过B3的双工器然后进入B3的RX路径，最终对B3造成谐波干扰，这样载波聚合的性能会因为干扰而大打折扣，影响载波聚合的下载速率。
现有技术中为消除B8的谐波干扰，如图2所示，为B8设置独立的B8功率放大器11，即通过为B8和B3设置在不同的功率放大器进行信号的发送，B8发射时产生的二次谐波不会耦合到发送B3的功率放大器10，从而避免B8的二次谐波对B3造成干扰。但是这一实现方式需要另外设置单独的功率放大器，而功率放大器的体积较大，成本较高。
发明内容
本发明提供了一种载波聚合的抗谐波干扰装置、天线装置和移动终端，以解决现有技术中载波聚合消除谐波干扰体积较大，成本较高的问题。
为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：
一方面采用一种载波聚合的抗谐波干扰装置，包括无线收发器、功率放大器、切换单元、控制单元、第一双工器和第二双工器；
所述第一双工器的发送端子、接收端子和天线端子分别与所述功率放大器中发送第一频段的上行信号的第一上行接口、所述无线收发器中接收第一频段的下行信号的第一下行接口和天线相连；
所述第二双工器的发送端子、接收端子和天线端子分别与所述功率放大器中发送第二频段的上行信号的第二上行接口、所述无线收发器中接收第二频段的下行信号的第二下行接口和天线相连；所述第一频段的下行信号的频率与所述第二频段的上行信号的二次谐波的频率有重叠；
所述切换单元，用于切换所述第一双工器的发送端子与所述第一上行接口的连接状态；
所述控制单元与所述切换单元相连；当所述第一频段作为辅小区频段，第二频段作为主小区频段时，所述控制单元控制所述切换单元将所述第一上行接口切换到与谐波消耗端相连，所述谐波消耗端用于消耗所述二次谐波；其中，所述切换单元和所述控制单元设置在受谐波干扰的频段的通道上。
另一方面采用一种天线装置，包括前述的抗谐波干扰装置。
最后采用一种移动终端，包括前述的天线装置。
本发明的有益效果为：在可能受谐波干扰的频段的通道上设置切换单元和控制单元，当出现可能谐波干扰时，控制单元控制切换单元将二次谐波的反馈路线切换到不受干扰的通道上，而切换单元的体积小于功率放大器的体积，成本低于功率放大器的成本，本方案在载波聚合中消除谐波干扰的同时实现了简单的结构和低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其它的附图。
图1是载波聚合中多个频段的通路的示意图。
图2是现有技术中解决谐波干扰的方案的示意图。
图3是本发明具体实施方式中提供的一种载波聚合的抗谐波干扰装置的第一实施例的结构示意图。
图4是本发明具体实施方式中提供的一种载波聚合的抗谐波干扰装置的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
请参考图3，其是本发明具体实施方式中提供的一种载波聚合的抗谐波干扰装置的第一实施例的结构示意图，如图所示，该抗谐波干扰装置包括：
无线收发器40、功率放大器10、切换单元60、控制单元70、第一双工器21和第二双工器22。
第一双工器21的发送端子211、接收端子212和天线端子213分别与功率放大器10中发送第一频段的上行信号的第一上行接口、无线收发器40中接收第一频段的下行信号的第一下行接口和天线相连。
第二双工器22的发送端子221、接收端子222和天线端子223分别与功率放大器10中发送第二频段的上行信号的第二上行接口、无线收发器40中接收第二频段的下行信号的第二下行接口和天线相连；第一频段的下行信号的频率与第二频段的上行信号的二次谐波的频率有重叠。
切换单元60，用于切换第一双工器21的发送端子221与第一上行接口的连接状态。
控制单元70与切换单元60相连；当第一频段作为辅小区频段，第二频段作为主小区频段时，控制单元70控制切换单元60将第一上行接口切换到与谐波消耗端相连，谐波消耗端用于消耗二次谐波。
本发明提供的抗谐波干扰装置在可能受谐波干扰的频段的通道上设置切换单元和控制单元，当出现可能谐波干扰时，控制单元控制切换单元将二次谐波的反馈路线切换到不受干扰的通道上，而切换单元的体积小于功率放大器的体积，成本低于功率放大器的成本，本方案在载波聚合中消除谐波干扰的同时实现了简单的结构和低成本。
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。
请参考图4，其是本发明具体实施方式中提供的载波聚合的抗谐波干扰装置的第二实施例的结构示意图，在本实施例中，切换单元具体通过单刀双掷开关61实现，控制器集成到调制解调器30中，谐波消耗通过第三频段的收发通道实现。具体如图4所示，该抗谐波干扰装置，包括：
无线收发器40、功率放大器10、单刀双掷开关61、调制解调器70、第一双工器21和第二双工器22。
第一双工器21的发送端子211、接收端子212和天线端子213分别与功率放大器10中发送第一频段的上行信号的第一上行接口、无线收发器40中接收第一频段的下行信号的第一下行接口和天线相连。
第二双工器22的发送端子221、接收端子222和天线端子223分别与功率放大器10中发送第二频段的上行信号的第二上行接口、无线收发器40中接收第二频段的下行信号的第二下行接口和天线相连；第一频段的下行信号的频率与第二频段的上行信号的二次谐波的频率有重叠。还包括第三双工器23，第三双工器23的发送端子231、接收端子232和天线端子233分别与功率放大器10中发送第三频段的上行信号的第三上行接口、无线收发器40中接收第三频段的下行信号的第三下行接口和天线相连；第三频段的下行信号的频率与二次谐波的频率没有重叠。
本实施例中，谐波消耗端的功能通过第三双工器23实现。
单刀双掷开关61的动端与第一上行接口相连；单刀双掷开关61的第一不动端与第一双工器21的发送端子211相连；单刀双掷开关61的第二不动端与第三双工器23的发送端子231相连。
单刀双掷开关61的控制端与调制解调器30相连，当第一频段作为辅小区频段，第二频段作为主小区频段时，调制解调器30控制单刀双掷开关61接通第二不动端；否则接通所述第一不动端。
在载波聚合实现的无线收发过程中，如图4所示，由无线收发器40控制多个频段的信号的收发，多个频段的信号先由功率放大器10放大然后通过双工器发送到无线开关50，无线开关50选择该频段对应的通道向外发送无线信号，在本方案中，因双工器与天线的连接公知，未详细阐述双工器、无线开关50以及天线之间的连接方式。双工器例如图4中所示的第一双工器21、第二双工器22和第三双工器23，用于实现无线信号发送(例如B4TX、B3TX和B8TX)和接收(例如B4RX、B3RX和B8RX)的隔离。在信号发送过程中，会产生二次谐波通过发送通道返回并最终反馈到功率放大器10，功率放大器10中会因为隔离度问题将二次谐波馈到其它频段的通道中，再经过双工器进入无线收发器40的接收端口，如果其它通道的下行信号的频率与二次谐波没有频率上的重叠，那么没有不利影响，如果其它通道的下行信号的频率与二次谐波有频率上的重叠，那么其它通道的下行信号会受到二次谐波的干扰；例如B8的二次谐波与B3的下行信号的频率有重叠，那么B8的二次谐波会影响B3的信号接收的质量。
在图4所示的方案中，如果载波聚合的频段组合方式和工作模式会导致谐波干扰，则通过单刀双掷开关61的动端(左侧的端子)、第一不动端(右侧下方的端子)和第二不动端(右侧上方的端子)进行通道的调整，从而避免谐波干扰的出现。具体过程描述如下：如果第一频段(B3)作为辅小区频段，第二频段(B8)作为主小区频段，此时第二频段发送信号产生的二次谐波会对第一频段的下行信号产生干扰，需要将二次谐波进行隔离，即将动端与第二不动端导通，二次谐波只能通过单刀双掷开关61引向第三频段(B4)的通路，因为二次谐波与第三频段的下行信号没有频率重叠，不会对其造成干扰。如果第一频段作为主小区频段，第二频段作为辅小区频段，第一频段的二次谐波与第二频段的下行信号没有频率重叠，无需将二次谐波引开，直接将动端与第一不动端导通即可，通过第一频段发送上行信号。
控制单元的控制过程实质上根据采用的频段实现，本实施例中直接由调制解调器30根据信号处理的具体情况进行控制，另外也可以设置独立的控制单元根据信号处理的具体情况进行控制，甚至可以通过硬件电路直接根据不同频段的工作状态生成高低电平信号控制单刀双掷开关61的工作状态。
本方案中的单刀双掷开关61更具体的可以选用二极管开关。同时单刀双掷开关61也不是本方案中的唯一选择，其它例如三极管也可以实现对通道的接通或断开从而实现切换，并且均具有较小的体积。一般而言，微电子技术制作的单刀双掷开关61的大小(1mm×1mm)只有图2中独立的B8功率放大器11的大小(3mm×3mm)的九分之一左右，成本只有其五分之一左右。
各个频段较为常见的组合方式为：第一频段、第二频段和第三频段分别为B3频段、B8频段和B4频段，这也是图4中进行描述的组合方式。
B3频段的下行信号的频率为1805MHz-1880MHz；B8频段的上行信号(880MHz-915MHz)的二次谐波为1760MHz-1830MHz，二者在1805MHz-1830MHz区间有重叠，如果B8的二次谐波反馈到B3的下行通道，会对B3的下行数据的传输造成干扰，降低下载速度。而B4的下行信号的频率为2110MHz-2155MHz，B8的二次谐波对其没有干扰，将二次谐波引向B4的通道不会影响B4的下载速度。
各个频段的另一种组合方式为：第一频段、第二频段和第三频段分别为B4频段、B17频段和B3频段。
这一组合方式的实现原理与前一组合的实现原理相同。
谐波消耗端的另一种实现方式为接入接地端。即将图4中的第二不动端接地；因接入接地端的方式只需对图4简单变化即可实现，二次谐波的消耗的过程与通过第三频段进行消耗的方式类似，不另行作图说明。
本发明具体实施方式中还提供了一种天线装置，包括前文所述的抗谐波干扰装置。
本发明具体实施方式最后还提供了一种移动终端，包括前文所述的天线装置。
天线装置和移动终端包括抗谐波干扰装置的所有技术特征，对应具备前文所述的抗谐波干扰装置的所有有益效果。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种载波聚合的抗谐波干扰装置，其特征在于，包括无线收发器、功率放大器、切换单元、控制单元、第一双工器和第二双工器；
所述第一双工器的发送端子、接收端子和天线端子分别与所述功率放大器中发送第一频段的上行信号的第一上行接口、所述无线收发器中接收第一频段的下行信号的第一下行接口和天线相连；
所述第二双工器的发送端子、接收端子和天线端子分别与所述功率放大器中发送第二频段的上行信号的第二上行接口、所述无线收发器中接收第二频段的下行信号的第二下行接口和天线相连；所述第一频段的下行信号的频率与所述第二频段的上行信号的二次谐波的频率有重叠；
所述切换单元，用于切换所述第一双工器的发送端子与所述第一上行接口的连接状态；
所述控制单元与所述切换单元相连；当所述第一频段作为辅小区频段，第二频段作为主小区频段时，所述控制单元控制所述切换单元将所述第一上行接口切换到与谐波消耗端相连，所述谐波消耗端用于消耗所述二次谐波；其中，所述切换单元和所述控制单元设置在受谐波干扰的频段的通道上。
2.根据权利要求1所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，所述切换单元为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的动端与所述第一上行接口相连；所述单刀双掷开关的第一不动端与所述第一双工器的发送端子相连；所述单刀双掷开关的第二不动端与所述谐波消耗端相连；
所述单刀双掷开关的控制端与所述控制单元相连，当所述第一频段作为辅小区频段，第二频段作为主小区频段时，所述控制单元控制所述单刀双掷开关接通第二不动端；否则接通所述第一不动端。
3.根据权利要求1所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，所述谐波消耗端为接地端。
4.根据权利要求1所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，还包括第三双工器，所述第三双工器的发送端子、接收端子和天线端子分别与所述功率放大器中发送第三频段的上行信号的第三上行接口、所述无线收发器中接收第三频段的下行信号的第三下行接口和天线相连；所述第三频段的下行信号的频率与所述二次谐波的频率没有重叠；
所述谐波消耗端为第三双工器。
5.根据权利要求4所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，所述第一频段、第二频段和第三频段分别为B3频段、B8频段和B4频段。
6.根据权利要求4所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，所述第一频段、第二频段和第三频段分别为B4频段、B17频段和B3频段。
7.根据权利要求1所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，所述控制单元为调制解调器。
8.根据权利要求1所述的抗谐波干扰装置，其特征在于，所述单刀双掷开关为二极管开关。
9.一种天线装置，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的抗谐波干扰装置。
10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求9所述的天线装置。
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