CN108923790B - 多路选择开关、射频系统和无线通信设备 - Google Patents

多路选择开关、射频系统和无线通信设备 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种多路选择开关、射频系统和无线通信设备,无线通信设备包括天线系统和射频电路,无线通信设备支持双频单发射通路模式,天线系统包括4根天线;多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,5个T端口中包括2个第一T端口和3个第二T端口;每个第一T端口全连接4个P端口,每个第二T端口连接4个P端口中的2个P端口;多路选择开关用于连接射频电路和天线系统以实现无线通信设备在FDD制式中的第一功能和第二功能,第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,第二功能为支持4根天线同时接收数据的功能。本申请实施例可以提高电子设备的射频的指标性能和功能性。

Description

多路选择开关、射频系统和无线通信设备
技术领域
本申请涉及移动终端技术领域,具体涉及一种多路选择开关、射频系统和无线通信设备。
背景技术
随着智能手机等电子设备的大量普及应用,智能手机能够支持的应用越来越多,功能越来越强大,智能手机向着多样化、个性化的方向发展,成为用户生活中不可缺少的电子用品。第四代(the 4th Generation,4G)移动通信系统中电子装置一般采用单天线或双天线射频系统架构,目前第五代(the 5th Generation,5G)移动通信系统新空口(NewRadio,NR)系统中提出支持4天线的射频系统架构的电子装置。
发明内容
本申请实施例提供了一种多路选择开关、射频系统和无线通信设备,以期提高电子设备的射频的指标性能和功能性。
第一方面,本申请实施例提供一种多路选择开关,应用于无线通信设备,
所述无线通信设备包括天线系统和射频电路,所述无线通信设备支持双频单发射模式,所述天线系统包括4根天线;
所述多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,所述5个T端口中包括2个第一T端口和3个第二T端口;每个第一T端口全连接所述4个P端口,每个第二T端口连接所述4个P端口中的2个P端口,支持相同频段的信号接收功能的多个第二T端口所连接的P端口覆盖所述4个P端口,且处于信号接收状态的4个T端口中每个T端口所连接的P端口互不相同;
所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备在频分复用FDD制式中的预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能。
第二方面,本申请实施例提供一种功能控制方法,该方法应用于无线通信设备,所述无线通信设备包括天线系统、射频电路以及多路选择开关,所述无线通信设备支持双频单发射模式,所述多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,所述5个T端口包括2个第一T端口和3个第二T端口,每个第一T端口全连接所述4个P端口,每个第二T端口连接所述4个P端口中的2个P端口,支持相同频段的信号接收功能的多个第二T端口所连接的P端口覆盖所述4个P端口,且处于信号接收状态的4个T端口中每个T端口所连接的P端口互不相同;所述方法包括:
所述无线通信设备确定执行预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能;
所述无线通信设备在启用所述第一功能的过程中,根据所述第一功能当前占用的P端口调整所述第二功能当前占用的3个T端口与所述4个P端口之间的匹配状态。
第三方面,本申请实施例提供一种射频系统,包括天线系统、射频电路以及如第一方面任一项所述的多路选择开关;
所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备在频分复用FDD制式中的预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能。
第四方面,本申请实施例提供一种无线通信设备,包括天线系统、射频电路以及如第一方面任一项所述的多路选择开关;
所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备在频分复用FDD制式中的预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能;
所述无线通信设备至少包括以下任意一种:电子设备、基站。
可以看出,本申请实施例中,无线通信设备包括天线系统、射频电路和多路选择开关,该无线通信设备支持双频单发射模式,该天线系统具体包括4根天线,多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,5个T端口中包括2个第一T端口和3个第二T端口;每个第一T端口全连接4个P端口,每个第二T端口连接4个P端口中的2个P端口,由于该多路选择开关的第二T端口仅需要连接2个P端口即可实现在FDD制式中的预设功能,相对于所有T端口全连接的开关来说,可以有效较低开关数量,从而降低射频链路开关插损,提高电子设备的射频的指标性能,且相对于第二T端口仅连接单个P端口来说,能够支持FDD制式下的预设功能,即拓展了电子设备的功能性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例公开的一种多路选择开关的结构示意图;
图2是本申请实施例公开的一种4P5T开关的结构示意图;
图3A是本申请实施例公开的一种所有T端口都全连接的4P5T的结构示意图;
图3B是本申请实施例公开的一种简化连接的4P5T的结构示意图;
图4是本申请实施例公开的一种射频电路的结构示意图;
图5是本申请实施例公开的一种第一收发信号处理电路的结构示意图;
图6是本申请实施例公开的一种第二收发信号处理电路的结构示意图;
图7是本申请实施例公开的一种接收信号处理电路的结构示意图;
图8是本申请实施例公开的一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图;
图9是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图;
图10是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图;
图11是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图;
图12是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图;
图13是本申请实施例公开的电子设备的一种天线系统的示例结构;
图14是本申请实施例公开的电子设备的另一种天线系统的示例结构;
图15是本申请实施例公开的一种功能控制方法的流程示意图;
图16是本申请实施例公开的一种射频系统的示例结构;
图17是本申请实施例公开的一种电子设备的示例结构;
图18是本申请实施例公开的一种复用无线通信设备的天线的无线充电接收器的示意图;
图19是本申请实施例公开的一种由4根天线构成的环形阵列天线的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例所涉及到的无线通信设备可以包括电子设备或网络设备,电子设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备,以及各种形式的用户设备(User Equipment,UE)(例如,手机),移动台(Mobile Station,MS),终端设备(terminal device)等等。为方便描述,上面提到的设备统称为电子设备。网络设备可以包括基站、接入点等。
下面的实施例中,无线通信设备以电子设备为例进行说明。
目前,手机的探测参考信号(Sounding Reference Signal,SRS)切换(switching)4天线发射功能是中国移动通信集团(China Mobile Communications Group Co.,Ltd,CMCC)在《中国移动5G规模试验技术白皮书_终端》中的必选项,在第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project,3GPP)中为可选,SRS的主要目的是为了基站通过测量手机4天线上行信号,进而确认4路信道质量及参数,根据信道互易性再针对4路信道做下行大规模(Massive)多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线阵列的波束赋形,最终使下行4x4MIMO获得最佳数据传输性能。其中,4x4MIMO指的是基站有4根天线发射数据而终端设备有4根天线接收数据。
为满足FDD NR系统和/或FDD LTE系统中4天线SRS切换switching发射和下行4X4MIMO功能的同时工作的要求,本申请实施例提出的以简化的4P5T天线开关为核心的射频架构,和3P3T/DPDT/多路小开关切换方案比较,可以减少各路径串联开关数量(将所有或部分开关集合到4P5T开关中),从而减少链路损耗,优化终端整体的发射接收性能。下面对本申请实施例进行详细介绍。
请参阅图1,图1是本申请实施例公开的一种多路选择开关的结构示意图,该多路选择开关10应用于电子设备100,所述电子设备100包括天线系统20和射频电路30,电子设备100支持双频单发射模式,天线系统20包括4根天线,多路选择开关10包括5个T端口和4个P端口,上述5个T端口中包括2个第一T端口和3个第二T端口;每个第一T端口全连接4个P端口,每个第二T端口连接4个P端口中的2个P端口,支持相同频段的信号接收功能的多个第二T端口所连接的P端口覆盖4个P端口,且处于信号接收状态的4个T端口中每个T端口所连接的P端口互不相同;
多路选择开关10用于连接射频电路30和天线系统20以实现电子设备100在频分复用FDD制式中的预设功能,该预设功能包括第一功能和第二功能,第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,第二功能为支持4根天线同时接收数据的功能。
其中,发射天线是指上述4根天线中支持发射功能的天线。本申请实施例中的4根天线均可支持发射功能。
其中,所述电子设备具体可以是5G NR手机终端或其他5G NR终端设备,例如客户签约设备(Customer Premise Equipment,CPE)或者便携式宽带无线装置(Mobile Wifi,MIFI)。
其中,本申请实施例中的P端口英文全称是Port(极化)端口,P端口是连接天线的端口的称谓,T端口英文全称是Throw(投、掷),T端口是用于连接射频电路的端口的称谓。本申请实施例中有4个P端口和5个T端口,为了便于直观的了解多路选择开关10的结构,故本申请实施例中的多路选择开关10也可以称为“4P5T开关”。
本申请实施例中,全连接是针对T端口进行定义的,指的是T端口与所有的P端口都分别连接。第一T端口为全连接端口,第一T端口与上述4个P端口都连接。
需要说明的是,本申请实施例中所提到的T端口与P端口的连接,均指的是T端口可以与P端口建立连接通路,但是连接通路并不一定导通。比如,第一T端口与上述4个P端口都连接,指的是第一T端口可以与上述4个P端口连通。具体来说,在同一时刻,多路选择开关10只能选择控制第一T端口与上述4个P端口中的1个连通,第一T端口可以与连通的P端口进行信号收发;在这一时刻,第一T端口虽然与另外的3个P端口连接,但是并未建立连接通路,也即并未连通,第一T端口无法与另外的3个P端口进行信号收发。
其中,支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能是指电子设备100通过轮询机制与基站交互确定4根天线中的每根天线对应的上行信道质量的过程。所述电子设备处于下行4*4多输入多输出MIMO工作模式时,同一频段的4个下行通路中T端口与P端口之间是一一对应的。从设计原理上来说,相同频段的四个支持接收功能的T端口必须分别连接4个P端口,从而确保能够实现下行四路接收功能。
本申请实施例提供的多路选择开关,由于5个T端口中的只有1个第一T端口全连接所述4个P端口,第二T端口中每个端口只连接2根天线做接收使用,相对于4个T端口中每个T端口均全连接4个P端口的方式,可减少4P5T开关内置场效应管数量/体积/成本,相对于第二T端口中每个端口仅连接单个P端口的最简化状态,在功能上拓展支持FDD制式下的SRS功能和下行4X4MIMO的功能的同步工作,从而提升适用性。
可选的,3个第二T端口为用于第一频段接收和第二频段接收的T端口,第一频段与第二频段没有重合;4个P端口与4根天线一一对应连接;2个第一T端口包括用于第一频段收发的第一T端口和用于第二频段收发的第一T端口。
第一频段和第二频段均为5G NR频段。为了便于说明,以“NR Band Nx”或Nx频段表示5G NR电子设备支持的第一频段,以“NR Band Ny”或Ny频段表示5G NR电子设备支持的第二频段。举例来说,第一频段范围为3.3GHz-3.8GHz,第二频段范围为4.4GHz-5GHz;或者,第一频段范围为4.4GHz-5GHz,第二频段范围为3.3GHz-3.8GHz。
本申请实施例中的5个T端口分为两类,第一类为第一T端口,第一T端口的数量为2个(1个为用于第一频段收发的第一T端口,另一个为用于第二频段收发的第一T端口),第一T端口为全连接端口,一个第一T端口为用于第一频段(NR Band Nx)发射和接收的端口,另一个第一T端口为用于第二频段(NR Band Ny)发射和接收的端口;第二类为第二T端口,第二T端口为用于NR Band Nx接收和NR Band Ny接收的端口,第二T端口的数量为3个。请参阅图2,图2是本申请实施例公开的一种4P5T开关的结构示意图。如图2所示,2个第一T端口分别为“NR Band Nx TRX1”端口和“NR Band Ny TRX1”端口,其中,“NR Band Nx TRX1”端口用于发射和接收NR Band Nx的射频信号,“NR Band Ny TRX1”端口用于发射和接收NR BandNy的射频信号;3个第二T端口分别为“NR Band Nx+Ny RX2”端口、“NR Band Nx+Ny RX3”端口和“NR Band Nx+Ny RX4”端口。4个P端口分别为P1端口、P2端口、P3端口和P4端口。其中,“NR Band Nx TRX1”端口与P1端口、P2端口、P3端口和P4端口都连接。“NR Band Ny TRX1”端口与P1端口、P2端口、P3端口和P4端口都连接。“NR Band Nx+Ny RX2”端口、“NR Band Nx+NyRX3”端口和“NR Band Nx+Ny RX4”端口都是用于NR Band Nx接收和NR Band Ny接收的端口。“NR Band Nx+Ny RX2”端口、“NR Band Nx+Ny RX3”端口和“NR Band Nx+Ny RX4”端口所连接的P端口的数量均为两个,并且3个第二T端口所连接的P端口覆盖4个P端口,图2中的“NR Band Nx+Ny RX2”端口与P1端口和P2端口连接,“NR Band Nx+Ny RX3”端口与P2端口和P3端口连接,“NR Band Nx+Ny RX4”端口与P3端口和P4端口连接。需要说明的是图2中的第二T端口与P端口的连接方式仅仅为一种可能的示例,满足上述“3个第二T端口所连接的P端口覆盖4个P端口”的条件即可。
3个第二T端口所连接的P端口覆盖4个P端口指的是:3个第二T端口所连接的所有P端口包含P1端口、P2端口、P3端口、P4端口这4个P端口。
其中,多路切换开关10包括42个第一开关管、5个第二开关管、4个第三开关管,第二开关管对应T端口,第三开关管对应P端口,每3个第一开关管串联构成T端口和P端口之间的开关子单元,开关子单元的两端的2个第一开关管分别连接1个T端口和1个P端口,开关子单元的中间的第一开关管接地,每个第一开关管、每个第二开关管、每个第三开关管的门极均连接开关控制芯片。
第一开关管、第二开关管和第三开关管均可以由场效应管组成。
其中,本申请实施例所描述的多路选择开关10中T端口与P端口之间的连接是指T端口通过第一开关管连接P端口的状态,该第一开关管用于控制T端口与P端口之间的导通(具体包括由T端口向P端口的单向导通和由P端口向T端口的单向导通),该开关子单元例如可以是由3个第一开关管(例如,金属氧化物半导体MOS管)组成的开关阵列(由于开关子单元断开时,若没有接地,寄生参数(例如,寄生电容、寄生电感等)对其他导通的端口性能影响太大,所以这里设置为3个MOS管,开关子单元断开时,两侧的2个MOS管都断开,中间的接地的MOS管导通)。在多路选择开关10中,除了包括用于T端口与P端口之间的第一开关管,还包括T端口侧的第二开关管与P端口侧的第三开关管,第二开关管和第三开关管也可称为接地开关管,每个T端口可以配置一个接地开关管,每个P端口也可以配置一个接地开关管,当T端口或者P端口不进行信号收发时,将其配置的接地开关管导通,当T端口或者P端口进行信号接收或者发送时,将其配置的接地开关管断开。该第二开关管用于使能对应的端口(T端口或P端口),比如,该第二开关管例和第三开关管可以是1个MOS管,该第一开关管、第二开关管和第三开关管的具体形态此处不做唯一限定。具体实现中,电子设备100通过该第一开关管可以控制T端口与P端口之间的通路导通,具体的,电子设备100可以设置专用控制器与该多路选择开关10中的开关管连接。
电子设备100可以通过开关控制芯片的端口连接第一第二第三开关管中每个MOS管的门极,开关控制芯片可以采用移动产业处理器接口MIPI接口,电子设备100控制该开关控制芯片的驱动端口的信号即可控制任意T端口与P端口之间的连接状态。
可见,本示例中,由于多路选择开关的开关子单元包括三个第二开关管,中间的第二开关管接地,从而可以在断路状态下避免当前开关管的寄生参数对其他导通端口性能的影响,提高开关控制稳定性。
其中,由于5个T端口中仅有2个T端口全连接上述4个P端口,且其他T端口仅需要连接2个P端口即可实现在FDD制式中的预设功能,相对于所有T端口全连接的开关来说,可减少4P5T开关内置场效应管数量/体积/成本,提升性能。下面对该部分做详细说明。
多路选择开关10由场效应管构成。举例来说,如果该5个T端口中每个T端口均全连接4个P端口,则如图3A所示的多路选择开关的示例结构图,该多路选择开关的场效应管的数量为5+5*4*3+4=69。本申请实施例中,该5个T端口中仅有2个T端口全连接4个P端口,另外3个T端口分别与4个P端口中的两个连接,则如图3B所示的多路选择开关的示例结构图,该多路选择开关的场效应管的数量为5+(2*4+(5-2)*2)*3+4=51。显然,采用本申请实施例,可减少4P5T开关内置场效应管数量/体积/成本,提升性能。
可选的,请参阅图4,图4是本申请实施例公开的一种射频电路的结构示意图。如图4所示,射频电路30包括射频收发器31、第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路;第一收发信号处理电路321由支持第一频段(NR Band Nx)发射的发射通路和支持第一频段(NR Band Nx)接收的接收通路耦合而成,具体请参见图5中关于第一收发信号处理电路的描述。第二收发信号处理电路322由支持第二频段(NR BandNy)发射的发射通路和支持第二频段(NR Band Ny)接收的接收通路耦合而成,具体请参见图6中关于第二收发信号处理电路的描述。接收信号处理电路由支持第一频段接收的接收通路和支持第二频段接收的接收通路耦合而成。具体请参见图7关于第一接收信号处理电路的描述。
如图4所示,3个接收信号处理电路分别为:第一接收信号处理电路331、第二接收信号处理电路332和第三接收信号处理电路333。其中,第一接收信号处理电路331、第二接收信号处理电路332、第三接收信号处理电路333均为支持NR Band Nx和NR Band Ny的信号处理的接收信号处理电路。
本申请实施例中,射频收发器31用于发射和接收射频信号。在上行链路,射频收发器31用于将基带信号调制成发射射频信号,该发射射频信号通过第一收发信号处理电路321或第二收发信号处理电路322进行放大、滤波等处理后通过天线转换为特定频段的电磁波发射出去;在下行链路,天线接收特定频段的电磁波信号,并将该电磁波信号转换为射频信号进行滤波放大等处理后发送给射频收发器31,射频收发器31用于将接收的射频信号进行解调转变为供基带芯片进行处理的基带信号。
本申请实施例中,第一收发信号处理电路321由支持第一频段(NR Band Nx)发射的发射通路和支持第一频段(NR Band Nx)接收的接收通路耦合而成。第二收发信号处理电路322由支持第二频段(NR Band Ny)发射的发射通路和支持第二频段(NR Band Ny)接收的接收通路耦合而成。第一收发信号处理电路321和第二收发信号处理电路322均包括1个接收端口、1个发射端口和1个收发端口。每个接收信号处理电路均包括1个接收端口和2个发射端口。
多路选择开关10包括2个第一T端口和3个第二T端口,如图4所示,2个第一T端口与分别与第一收发信号处理电路321的收发端口和第二收发信号处理电路322的收发端口连接,3个第二T端口分别与3个接收信号处理电路的接收端口对应连接。
由于射频收发器31需要与第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路适配,射频收发器31至少包括2个发射端口和8个接收端口。如图4所示,射频收发器31包括2个发射端口:“TX_Nx”端口和“TX_Ny”端口。8个接收端口:“RX1_Nx”端口、“RX1_Ny”端口、“RX2_Nx”端口、“RX2_Ny”端口、“RX3_Nx”端口、“RX3_Ny”端口、“RX4_Nx”端口、“RX4_Ny”端口。其中,“TX_Nx”端口连接第一收发信号处理电路321的接收端口,“TX_Ny”连接第二收发信号处理电路322的接收端口,“RX1_Nx”端口连接第一收发信号处理电路321的发射端口,“RX1_Ny”端口连接第二收发信号处理电路322的发射端口,“RX2_Nx”端口连接第一接收信号处理电路331的第一发射端口,“RX2_Ny”端口连接第一接收信号处理电路331的第二发射端口,“RX3_Nx”端口连接第二接收信号处理电路332的第一发射端口,“RX3_Ny”端口连接第二接收信号处理电路332的第二发射端口,“RX4_Nx”端口连接第三接收信号处理电路333的第一发射端口,“RX4_Ny”端口连接第三接收信号处理电路333的第二发射端口。
其中,收发信号处理电路的具体结构请参阅图5和图6,图5是本申请实施例公开的第一收发信号处理电路的结构示意图。如图5所示,第一收发信号处理电路321包括支持第一频段(NR Band Nx)的第一功率放大器3211、支持第一频段(NR Band Nx)的第一低噪声放大器3212、支持第一频段(NR Band Nx)通过的第一滤波器3213、第一耦合器3214和第一选择开关3215,第一功率放大器3211的输入端口连接射频收发器31中对应的发射端口,第一低噪声放大器3212的输出端口连接射频收发器31中对应的接收端口,第一功率放大器3211的输出端口连接第一选择开关3215的第一固定端口,第一低噪声放大器3212的输入端口连接第一选择开关3215的第二固定端口,第一选择开关3215的选择端口连接第一滤波器3213的第一端口,第一滤波器3213的第二端口连接第一耦合器3214的第一端口,第一耦合器3214的第二端口连接用于第一频段收发的第一T端口。
其中,第一功率放大器(Power amplifier,PA)3211为射频功率放大器,用于将射频收发器31发射的射频信号进行放大。其中,第一功率放大器3211可以对第一频段的射频信号进行放大。
第一滤波器(filter)3213可以将第一功率放大器3211放大后的射频信号进行滤波处理,也可以将从第一T端口接收的射频信号进行滤波处理,第一滤波器3213仅允许第一频段的射频信号通过。
第一耦合器3214可以将两路射频信号进行混合后输出。可选的,第一耦合器3214还可以具有功率分配的功能,用于将输入的信号的功率分为几路反馈到射频收发器31对应的接收端口,以便于射频收发器31调整其发射的射频信号的功率。
第一选择开关3215可以是单刀双掷开关,当第一选择开关3215的选择端口与第一选择开关3215的第一固定端口连接时,第一收发信号处理电路321的第一功率放大器3211、第一滤波器3213和第一耦合器3214组成发射通路,此时,第一收发信号处理电路321用于对上行信号进行处理。当第一选择开关3215的选择端口与第一选择开关3215的第二固定端口连接时,第一收发信号处理电路321的第一低噪声放大器3212、第一滤波器3213、和第一耦合器3214组成接收通路,此时,第一收发信号处理电路321用于对下行信号进行处理。
图6是本申请实施例公开的第二收发信号处理电路的结构示意图。如图6所示,第二收发信号处理电路322包括支持第二频段(NR Band Ny)的第二功率放大器3221、支持第二频段(NR Band Ny)的第二低噪声放大器3222、支持第二频段(NR Band Ny)通过的第二滤波器3223、第二耦合器3224和第二选择开关3225,第二功率放大器3221的输入端口连接射频收发器31中对应的发射端口,第二低噪声放大器3222的输出端口连接射频收发器31中对应的接收端口,第二功率放大器3221的输出端口连接第二选择开关3225的第一固定端口,第二低噪声放大器3222的输入端口连接第二选择开关3225的第二固定端口,第二选择开关3225的选择端口连接第二滤波器3223的第一端口,第二滤波器3223的第二端口连接第二耦合器3224的第一端口,第二耦合器3224的第二端口连接用于第二频段收发的第一T端口。
其中,第二功率放大器(Power amplifier,PA)3221为射频功率放大器,用于将射频收发器31发射的射频信号进行放大。其中,第二功率放大器3221可以对第二频段的射频信号进行放大。
第二滤波器(filter)3223可以将第一功率放大器3221放大后的射频信号进行滤波处理,也可以将从第一T端口接收的射频信号进行滤波处理,第二滤波器3223仅允许第二频段的射频信号通过。
第二耦合器3224可以将两路射频信号进行混合后输出。可选的,第二耦合器3224还可以具有功率分配的功能,用于将输入的信号的功率分为几路反馈到射频收发器31对应的接收端口,以便于射频收发器31调整其发射的射频信号的功率。
第二选择开关3225可以是单刀双掷开关,当第二选择开关3225的选择端口与第二选择开关3225的第一固定端口连接时,第二收发信号处理电路322的第二功率放大器3221、第二滤波器3223和第二耦合器3224组成发射通路,此时,第二收发信号处理电路322用于对上行信号进行处理。当第二选择开关3225的选择端口与第二选择开关3225的第二固定端口连接时,第二收发信号处理电路322的第二低噪声放大器3222、第二滤波器3223、和第二耦合器3224组成接收通路,此时,第二收发信号处理电路322用于对下行信号进行处理。
其中,图5或图6中的收发信号处理电路的具体结构仅为一种可能的示例,还可以根据实际需要减少或增加元器件。
其中,接收信号处理电路的具体结构请参阅图7,图7是本申请实施例公开的一种接收信号处理电路的结构示意图。如图7所示,第一接收信号处理电路331包括支持第一频段(NR Band Nx)的第一低噪声放大器3311、支持第二频段(NR Band Ny)的第二低噪声放大器3312、支持第一频段(NR Band Nx)通过的第一滤波器3313、支持第二频段(NR Band Ny)通过的第二滤波器3314和选择开关3315,选择开关3315的选择端口连接3个第二T端口中的一个,第一滤波器3313的输入端口连接选择开关3315的第一固定端口,第二滤波器3314的输入端口连接选择开关3315的第二固定端口;第一滤波器3313的输出端口连接第一低噪声放大器3311的输入端口,第一低噪声放大器3311的输出端口连接射频收发器31中对应的用于第一频段接收的接收端口;第二滤波器3314的输出端口连接第二低噪声放大器3312的输入端口,第二低噪声放大器3312的输出端口连接射频收发器31中对应的用于第二频段接收的接收端口。
本申请实施例中,第一滤波器(filter)3313、第二滤波器3314可以为带通滤波器,其中,第一滤波器3313可以将从用于第一频段接收的第二T端口处接收的射频信号进行滤波处理,第一滤波器3313仅允许第一频段的射频信号通过。第二滤波器3314可以将从用于第二频段接收的第二T端口处接收的射频信号进行滤波处理,第二滤波器3314仅允许第二频段的射频信号通过。
第一低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)3311用于将通过第一滤波器3313的射频信号进行放大,第二低噪声放大器3312用于将通过第二滤波器3314的射频信号进行放大。采用低噪声放大器可以提高输出的射频信号的信噪比。
选择开关3315可以是单刀双掷开关,当选择开关3315的选择端口与选择开关3315的第一固定端口连接时,第一低噪声放大器3311和第一滤波器3313组成第一接收通路,此时,第一接收信号处理电路331用于对第一频段的下行信号进行处理。当选择开关3315的选择端口与选择开关3315的第二固定端口连接时,第二低噪声放大器3312和第二滤波器3314组成第二接收通路,此时,第一接收信号处理电路331用于对第二频段的下行信号进行处理。
其中,图7中的第一接收信号处理电路331的具体结构仅为一种可能的示例,还可以根据实际需要增加元器件。
第一接收信号处理电路331与第二接收信号处理电路332、第三接收信号处理电路333可以为相同的接收信号处理电路。
为了提高射频电路的集成度,图4中的射频电路30中的第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路可以集成在1个独立电路模块中。具体请参阅图8。图8是本申请实施例公开的一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图。如图8所示,第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322第一接收信号处理电路331、第二接收信号处理电路332、第三接收信号处理电路333集成在1个独立电路模块41中。其中,独立电路模块41包括10个与射频收发器31连接的端口(如图8所示的420、421、422、423、424、425、426、427、428、429)、5个与多路选择开关10连接的端口(如图8所示的411、412、413、414、415)。其中,421、423为独立电路模块41的接收端口,422、423、424、425、426、427、428、429为独立电路模块41的发射端口,411、412为收发端口,411、412分别与多路选择开关10的2个第一T端口连接,413、414、415为独立电路模块41的接收端口,分别与多路选择开关10的3个第二T端口一一对应连接。从图8可以看出,独立电路模块41的端口总数与集成在独立电路模块41内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。比如,420连接第一收发信号处理电路321的发射端口,421连接第一收发信号处理电路321的接收端口,411连接第一收发信号处理电路321的收发端口,422连接第二收发信号处理电路322的发射端口,423连接第二收发信号处理电路322的接收端口,412连接第二收发信号处理电路322的收发端口。424、425分别连接第一接收信号处理电路331的两个接收端口,413连接第一接收信号处理电路331的收发端口。426、427分别连接第二接收信号处理电路332的两个接收端口,414连接第二接收信号处理电路332的收发端口。428、429分别连接第三接收信号处理电路333的两个接收端口,415连接第三接收信号处理电路333的收发端口。
本申请实施例中,将第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路集成在1个独立电路模块中,可以提高射频电路的集成度,减少独立电路模块的使用数量,提高电子设备的空间利用率,有利于提高适配灵活度、降低成本。
可选的,图4中的射频电路30中的第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路可以集成在2个独立电路模块中。2个独立电路模块分别为第一独立电路模块和第二独立电路模块;第一独立电路模块至少包括第一收发信号处理电路和所述第二收发信号处理电路;第二独立电路模块至少包括3个接收信号处理电路中的2个。
具体请参阅图9。图9是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图。如图9所示,第一收发信号处理电路321和第二收发信号处理电路322集成在第一独立电路模块51中,第一接收信号处理电路331、第二接收信号处理电路332、第三接收信号处理电路333集成在第二独立电路模块52中。其中,第一独立电路模块51包括2个接收端口(如图9所示的514、516)和2个发射端口(如图9所示的513、515)和2个收发端口(如图9所示的511、512),514和516与射频收发器31对应的发射端口连接,513、515与射频收发器31对应的接收端口连接,511与多路选择开关10的用于第一频段收发的第一T端口连接,512与多路选择开关10的用于第二频段收发的第一T端口连接。第二独立电路模块52包括3个接收端口(521、522、523)和6个发射端口(524、525、526、527、528、529),521、522、523分别与多路选择开关10的3个第二T端口一一对应连接,524、525、526、527、528、529分别与射频收发器31对应的接收端口连接。其中,所有独立模块的所有端口之间互不相连。
从图9可以看出,第一独立电路模块51的端口总数与集成在第一独立电路模块51内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第二独立电路模块52的端口总数与集成在第二独立电路模块52内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。
需要说明的是,图9中的集成方式仅是一种可能的实现方式,在第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路集成在2个独立电路模块的前提下,只要满足“第一独立电路模块至少包括第一收发信号处理电路和所述第二收发信号处理电路;第二独立电路模块至少包括3个接收信号处理电路中的2个”的条件即可。
本申请实施例中,将第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路集成在2个独立电路模块中,可以提高射频电路的集成度,减少独立电路模块的使用数量,提高电子设备的空间利用率,有利于提高适配灵活度、降低成本。
可选的,图4中的射频电路30中的第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路可以集成在3个独立电路模块中。
3个独立电路模块分别为第一独立电路模块、第二独立电路模块和第三独立电路模块;第一独立电路模块包括第一收发信号处理电路,第二独立模块包括第二收发信号处理电路;第三独立电路模块包括3个接收信号处理电路。
具体请参阅图10。图10是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图。如图10所示,第一收发信号处理电路321集成在第一独立电路模块61中,第二收发信号处理电路322集成在第二独立电路模块62中,第一接收信号处理电路331、第二接收信号处理电路332、第三接收信号处理电路333集成在第三独立电路模块63中。其中,第一独立电路模块61包括1个接收端口(如图10所示的613)和1个发射端口(如图10所示的612)和1个收发端口(如图10所示的611),613与射频收发器31对应的发射端口连接,612与射频收发器31对应的接收端口连接,611与多路选择开关10的用于第一频段收发的第一T端口连接。第二独立电路模块62包括1个接收端口(如图10所示的623)和1个发射端口(如图10所示的622)和1个收发端口(如图10所示的621),623与射频收发器31对应的发射端口连接,622与射频收发器31对应的接收端口连接,621与多路选择开关10的用于第二频段收发的第一T端口连接。第三独立电路模块63包括3个接收端口(631、632、633)和6个发射端口(634、635、636、637、638、639),631、632、633分别与多路选择开关10的3个第二T端口一一对应连接,634、635、636、637、638、639分别与射频收发器31对应的接收端口连接。其中,所有的独立模块的所有端口之间互不相连。
从图10可以看出,第一独立电路模块61的端口总数与集成在第一独立电路模块61内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第二独立电路模块62的端口总数与集成在第二独立电路模块62内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第三独立电路模块63的端口总数与集成在第三独立电路模块63内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。
本申请实施例中,将第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路集成在3个独立电路模块中,可以提高射频电路的集成度,减少独立电路模块的使用数量,提高电子设备的空间利用率,有利于提高适配灵活度、降低成本。
可选的,图4中的射频电路30中的第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路可以集成在4个独立电路模块中。
4个独立电路模块分别为第一独立电路模块、第二独立电路模块、第三独立电路模块和第四独立电路模块;第一独立电路模块包括第一收发信号处理电路和第二收发信号处理电路;第二独立电路模块、第三独立电路模块和第四独立电路模块各包括3个接收信号处理电路中的一个。
具体请参阅图11。图11是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图。如图11所示,第一收发信号处理电路321和第二收发信号处理电路322集成在第一独立电路模块71中;第一接收信号处理电路331集成在第二独立电路模块72中;第二接收信号处理电路332集成在第三独立电路模块73中;第三接收信号处理电路333集成在第四独立电路模块74中。其中,第一独立电路模块71包括2个接收端口(如图11所示的714、716)和2个发射端口(如图11所示的713、715)和2个收发端口(如图11所示的711、712),714和716与射频收发器31对应的发射端口连接,713、715与射频收发器31对应的接收端口连接,711与多路选择开关10的用于第一频段收发的第一T端口连接,712与多路选择开关10的用于第二频段收发的第一T端口连接。第二独立电路模块72包括2个发射端口(722、723)和1个接收端口(721),721与多路选择开关10的1个第二T端口连接,722、723分别与射频收发器31对应的接收端口连接。第三独立电路模块73包括2个发射端口(732、733)和1个接收端口(731),731与多路选择开关10的1个第二T端口连接,732、733分别与射频收发器31对应的接收端口连接。第四独立电路模块74包括2个发射端口(742、743)和1个接收端口(741),741与多路选择开关10的1个第二T端口连接,742、743分别与射频收发器31对应的接收端口连接。其中,图11中的所有独立模块的所有端口之间互不相连。
从图11可以看出,第一独立电路模块71的端口总数与集成在第一独立电路模块71内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第二独立电路模块72的端口总数与集成在第二独立电路模块72内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第三独立电路模块73的端口总数与集成在第三独立电路模块73内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第四独立电路模块74的端口总数与集成在第四独立电路模块74内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。
本申请实施例中,将第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路集成在4个独立电路模块中,4个独立电路模块中有3个独立电路模块(如图11所示的第二独立电路模块72、第三独立电路模块73和第四独立电路模块74)具有相同的电路结构,可以提高独立电路模块的复用性,便于独立电路模块的批量生产,有利于提高适配灵活度、降低成本。
可选的,图4中的射频电路30中的第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路可以集成在5个独立电路模块中。
5个独立电路模块分别为第一独立电路模块、第二独立电路模块、第三独立电路模块、第四独立电路模块和第五独立电路模块;第一独立电路模块包括第一收发信号处理电路;第二独立电路模块包括第二收发信号处理电路;第三独立电路模块、第四独立电路模块和第五独立电路模块各包括3个接收信号处理电路中的1个。具体请参阅图12。图12是本申请实施例公开的另一种射频电路集成在独立电路模块的结构示意图。如图12所示,第一收发信号处理电路321集成在第一独立电路模块81中;第二收发信号处理电路322集成在第二独立电路模块82中;第一接收信号处理电路331集成在第三独立电路模块83中;第二接收信号处理电路332集成在第四独立电路模块84中;第三接收信号处理电路333集成在第五独立电路模块85中。其中,第一独立电路模块81包括1个接收端口(如图12所示的813)和1个发射端口(如图12所示的812)和1个收发端口(如图12所示的811),813与射频收发器31对应的发射端口连接,812与射频收发器31对应的接收端口连接,811与多路选择开关10的用于第一频段收发的第一T端口连接。第二独立电路模块82包括1个接收端口(如图12所示的823)和1个发射端口(如图12所示的822)和1个收发端口(如图12所示的821),823与射频收发器31对应的发射端口连接,822与射频收发器31对应的接收端口连接,821与多路选择开关10的用于第二频段收发的第一T端口连接。
第三独立电路模块83包括2个发射端口(832、833)和1个接收端口(831),831与多路选择开关10的1个第二T端口连接,832、833分别与射频收发器31对应的接收端口连接。第四独立电路模块84包括2个发射端口(842、843)和1个接收端口(841),841与多路选择开关10的1个第二T端口连接,842、843分别与射频收发器31对应的接收端口连接。第五独立电路模块85包括2个发射端口(852、853)和1个接收端口(851),851与多路选择开关10的1个第二T端口连接,852、853分别与射频收发器31对应的接收端口连接。其中,所有独立模块的所有端口之间互不相连。
从图12可以看出,第一独立电路模块81的端口总数与集成在第一独立电路模块81内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第二独立电路模块82的端口总数与集成在第二独立电路模块82内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第三独立电路模块83的端口总数与集成在第三独立电路模块83内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第四独立电路模块84的端口总数与集成在第四独立电路模块84内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。第五独立电路模块85的端口总数与集成在第五独立电路模块85内的所有信号处理电路的端口总数相等,并具有对应的连接关系。
本申请实施例中,将第一收发信号处理电路321、第二收发信号处理电路322和3个接收信号处理电路集成在5个独立电路模块中,5个独立电路模块中有4个独立电路模块(如图12所示的第二独立电路模块82、第三独立电路模块83、第四独立电路模块84和第五独立电路模块85)具有相同的电路结构,可以提高独立电路模块的复用性,便于独立电路模块的批量生产,有利于提高适配灵活度、降低成本。
在一个可能的示例中,所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线,所述第一天线、第二天线、第三天线和所述第四天线均为支持5G NR频段的天线。
其中,所述5G NR频段例如可以包括3.3GHz-3.8GHz,4.4GHz-5GHz。
在一个可能的示例中,所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线,所述第一天线和所述第四天线为支持LTE频段和5G NR频段的天线,所述第二天线和所述第三天线为仅支持5G NR频段的天线。
其中,第一和第四天线是为了支持LTE终端上个别频段的DL 4x4MIMO。其2根接收天线与5G NR的天线共用。所述LTE频段例如可以包括1880-1920MHz、2496-2690MHz。
在一个可能的示例中,如图13所示,所述天线系统还包括第一合路器和第二合路器,其中,所述第一合路器的第一端口用于连接所述第一天线,所述第一合路器的第二端口用于连接所述电子设备的LTE4x4MIMO中的第一接收通路,所述第一合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口;所述第二合路器的第一端口用于连接所述第四天线,所述第二合路器的第二端口用于连接所述电子设备的LTE 4x4MIMO中的第二接收通路,所述第二合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。
其中,所述LTE 4*4MIMO是下行LTE接收电路,可以定义为第三接收通路。因为当前LTE已经有2路接收。在支持LTE 4x4MIMO时,会有增加第三和第四接收通道。
其中,电子设备会根据实际4根天线情况,将性能较好的1根天线留给电路中主集接收PRX做待机使用,且开关中第一T端口具备收发功能的,即其可以做TX和PRX功能,可任意切换天线,因此不需要对此处的共用天线做连接端口的限制。
在一个可能的示例中,如图14所示,所述天线系统还包括第一单刀双掷SPDT开关和第二SPDT开关,其中,所述第一SPDT开关的第一端口用于连接所述第一天线,所述第一SPDT开关的第二端口用于连接所述电子设备的LTE 4x4MIMO中的第一接收通路,所述第一SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口;所述第二SPDT开关的第一端口用于连接所述第四天线,所述第二SPDT开关的第二端口用于连接所述电子设备的所述LTE 4x4MIMO中的第二接收通路,所述第二SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。
请参阅图15,图15是本申请实施例公开的一种功能控制方法的流程示意图,应用于电子设备,电子设备包括天线系统、射频电路以及多路选择开关,多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,5个T端口包括2个第一T端口和3个第二T端口,电子设备支持双频单发射模式,每个第一T端口全连接4个P端口,每个第二T端口连接4个P端口中的2个P端口,支持相同频段的信号接收功能的多个第二T端口所连接的P端口覆盖4个P端口,且处于信号接收状态的4个T端口中每个T端口所连接的P端口互不相同;该方法包括如下步骤。
1501,电子设备确定执行预设功能,该预设功能包括第一功能和第二功能,第一功能为支持通过单频段的探测参考信号SRS在发射天线间通过单发射方式轮发,发送4端口SRS的功能,第二功能为支持4根天线同时接收数据的功能。
1502,电子设备在启用第一功能的过程中,根据第一功能所在的单频段当前占用的P端口调整第二功能所在的单频段当前占用的3个T端口与4个P端口之间的匹配状态。
其中,该3个T端口具体可以为4个T端口中除了第一T端口之外的3个第二T端口。
双频单发射模式,指的是电子设备可以支持两个频段的发射和接收,但在同一时段,只能允许一个频段的单路发射和4路接收。
具体的,上述步骤1502的实现方法具体可以为:
在实现第一功能时,确定支持所述第一功能的1个第一T端口占用的1个P端口,确定支持所述第二功能的3个第二T端口占用的3个P端口;若上述3个P端口包括上述1个P端口,则将占用上述1个P端口的第二T端口切换连接至另一个P端口。
其中,电子设备执行第一第二功能,能够满足5G NR FDD制式系统中功能要求。
可见,本申请实施例中,电子设备能够通过基于多路选择开关构建的射频系统实现5G NR FDD制式系统中的预设功能,且由于多路选择开关结构简化,控制高效,有利于提高电子设备完成预设功能的实时性和效率。
下面以如图2所示的多路切换开关为例,详细说明本申请实施例中的T端口和P端口之间的切换过程。由于5G NR协议目前限定4个P端口在同一时段只能工作在同一频段,因此本申请的电子设备虽然支持双频单发射模式,但是在同一时段的SRS过程仅仅只是检测一个频段,这里假设检测Nx频段,假设该多路切换开关初始状态Nx频段的4个T端口(T1端口、T3端口、T4端口和T5端口)顺序连接4个P端口,即4个T端口中的第一T端口T1连接P1、第三T端口T3连接P2,第四T端口T4连接P3,第五T端口T5连接P4,由于是一个探测周期仅仅只有一个天线能够发射,所以轮询完4根天线,需要有4个探测周期;4个P端口分别连接4根天线。当电子设备确定启用SRS的时,由于本申请的电子设备支持双频单发射模式,所以在一个探测周期内只有一个天线发送。
例如,在第一探测周期,电子设备在第一探测周期可以通过T1与P1通路(该通路预先导通作为收发通路使用)收发信号以进行Nx频段信号的接收和第一天线的信道质量探测,第一探测周期由于T3、T4、T5对应连接的P端口均未被占用,故而第一探测周期内多路切换开关不进行切换。
在第二探测周期,电子设备在第二探测周期可以控制T1从初始状态连接P1切换至连接P2,使得T1与P2导通收发Nx频段信号以进行信号接收和第二天线的信道质量探测,由于T3对应的P2被占用,则为了维持T3的信号接收功能,在第一探测周期结束之后,第二探测周期开始之前,多路切换开关将T3切换连接至P1,由于T4、T5对应的P端口并没有被T1占用,所以T4、T5不用切换对应连接的P端口。
在第三探测周期,电子设备在第三探测周期可以控制T1从P2切换至P3,使得T1与P3导通收发Nx频段的信号以进行信号接收和第三天线的信道质量探测,由于T4对应的P3被占用,则为了维持T4的信号接收功能,在第二探测周期结束之后,第三探测周期开始之前,多路切换开关将T4切换连接至P2,由于T3、T5对应的P端口并没有被T1占用,所以T3、T5不用切换对应连接的P端口。
在第四探测周期,电子设备在第四探测周期可以控制T1从P3切换至P4,使得T1与P4导通收发Nx频段的信号以进行信号接收和第四天线的信道质量探测,由于T5对应的P4被占用,则为了维持T5的信号接收功能,在第三探测周期结束之后,第四探测周期开始之前,多路切换开关将T5切换连接至P3,由于T3、T4对应的P端口并没有被T1占用,所以T3、T4不用切换对应连接的P端口。
至此,电子设备完成SRS探测过程,且T1连接P4进行信号接收,T3连接P1进行信号接收,T4连接P2进行信号接收,T5连接P3进行信号接收。
对Ny频段的信道质量探测与上述对Nx频段的信道质量探测类似,此处不再赘述。
请参阅图16,图16是本申请实施例公开的一种射频系统的结构示意图,该射频系统包括天线系统20、射频电路30以及上述任一实施例所述的多路选择开关10;
多路选择开关10用于连接射频电路30和天线系统20以实现电子设备100在频分复用FDD制式中的预设功能,该预设功能包括第一功能和第二功能,第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,第二功能为支持4根天线同时接收数据的功能。
请参阅图17,图17是本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图,该电子设备100包括天线系统20、射频电路30以及上述任一实施例的多路选择开关10;
多路选择开关10用于连接射频电路30和天线系统20以实现电子设备100的预设功能,该预设功能包括第一功能和第二功能,第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,第二功能为支持4根天线同时接收数据的功能。
此外,如图18所示,本申请实施例所描述的天线系统中的4根天线还可以被该电子设备的无线充电接收器所复用,具体的,该无线充电接收器包括接收天线、接收控制电路,该接收天线与无线充电发射器的发射天线匹配(频率相同或相近情况下谐振,以辐射性谐振磁耦合的方式,将能量通过无线传送的方式传输),接收控制电路通过环形阵列天线将能量转变为直流电DC输出给电池充电,接收控制电路能够动态调整该环形阵列天线的频率,并使之与无线充电发射器的发射天线的频率匹配,以实现配对充电,或者,实时与无线充电发射器进行频率变化范围交互,以实现“专属加密”无线充电模式。
其中,所述接收天线可以是由4根天线中的至少1根天线所组成的天线(多支情况下天线与天线之间通过开关选通)。
例如:如图19所示,该接收天线为由上述4根天线构成的环形阵列天线,4根天线具体包括天线1、天线2、天线3、天线4,其中天线1和天线4根持LTE和5G NR频段,天线2和天线3仅支持5G NR频段,天线1的端口和天线4的端口作为该环形阵列天线的端口,其中相邻天线之间通过具有隔离功能的选通电路170连接,该选通电路170包括隔离片171和开关172,隔离片171为导体,开关172还连接控制器,电子设备在无线充电模式下可以连通每个选通电路170的开关172,以形成环形阵列天线接收能量。通过在天线间加入隔离片171,该选通电路170一方面降低了电子设备在正常通信模式下的多天线间的互耦性,提升了多天线间的隔离度,优化了天线性能,另一方面通过开关171能够将多天线串联形成环形阵列天线,以便于更好的匹配发射天线以传输能量,此外,由于天线1和天线4能力强于天线2和天线3,如此设置的环形阵列天线可以尽可能减少能量传输损耗。
以上是本申请实施例的实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请实施例原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (20)

1.一种多路选择开关,其特征在于,应用于无线通信设备,所述无线通信设备包括天线系统和射频电路,所述无线通信设备支持双频单发射模式,所述天线系统包括4根天线;
所述多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,所述5个T端口中包括2个第一T端口和3个第二T端口;每个第一T端口全连接所述4个P端口,每个第二T端口连接所述4个P端口中的2个P端口,支持相同频段的信号接收功能的多个第二T端口所连接的P端口覆盖所述4个P端口,且处于信号接收状态的4个T端口中每个T端口所连接的P端口互不相同;
所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备在频分复用FDD制式中的预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能;
其中,在启用所述第一功能的过程中,所述第二功能所在的单频段当前占用的3个T端口与4个P端口之间的匹配状态根据所述第一功能所在的单频段当前占用的P端口进行调整,所述3个T端口为3个第二T端口。
2.根据权利要求1所述的多路选择开关,其特征在于,所述3个第二T端口为用于第一频段接收和第二频段接收的T端口,所述第一频段与所述第二频段没有重合;所述4个P端口与所述4根天线一一对应连接;所述2个第一T端口包括用于所述第一频段收发的第一T端口和用于所述第二频段收发的第一T端口。
3.根据权利要求2所述的多路选择开关,其特征在于,所述多路选择开关包括42个第一开关管、5个第二开关管、4个第三开关管,所述第二开关管对应所述T端口,所述第三开关管对应所述P端口,每3个所述第一开关管串联构成所述T端口和所述P端口之间的开关子单元,所述开关子单元的两端的2个第一开关管分别连接1个T端口和1个P端口,所述开关子单元的中间的第一开关管接地,每个所述第一开关管、每个所述第二开关管、所述每个第三开关管的门极均连接开关控制芯片。
4.根据权利要求3所述的多路选择开关,其特征在于,所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管均包括场效应管。
5.根据权利要求2所述的多路选择开关,其特征在于,所述射频电路包括射频收发器、第一收发信号处理电路、第二收发信号处理电路和3个接收信号处理电路;所述第一收发信号处理电路由支持所述第一频段发射的发射通路和支持所述第一频段接收的接收通路耦合而成;所述第二收发信号处理电路由支持所述第二频段发射的发射通路和支持所述第二频段接收的接收通路耦合而成;所述接收信号处理电路由支持所述第一频段接收的接收通路和支持所述第二频段接收的接收通路耦合而成。
6.根据权利要求5所述的多路选择开关,其特征在于,所述第一收发信号处理电路、所述第二收发信号处理电路和所述3个接收信号处理电路集成在1个独立电路模块中。
7.根据权利要求5所述的多路选择开关,其特征在于,所述第一收发信号处理电路、所述第二收发信号处理电路和所述3个接收信号处理电路集成在2个独立电路模块中;
所述2个独立电路模块分别为第一独立电路模块和第二独立电路模块;所述第一独立电路模块至少包括所述第一收发信号处理电路和所述第二收发信号处理电路;所述第二独立电路模块至少包括所述3个接收信号处理电路中的2个。
8.根据权利要求5所述的多路选择开关,其特征在于,所述第一收发信号处理电路、所述第二收发信号处理电路和所述3个接收信号处理电路集成在3个独立电路模块中;
所述3个独立电路模块分别为第一独立电路模块、第二独立电路模块和第三独立电路模块;所述第一独立电路模块包括所述第一收发信号处理电路,所述第二独立电路模块包括所述第二收发信号处理电路;所述第三独立电路模块包括所述3个接收信号处理电路。
9.根据权利要求5所述的多路选择开关,其特征在于,所述第一收发信号处理电路、所述第二收发信号处理电路和所述3个接收信号处理电路集成在4个独立电路模块中;
所述4个独立电路模块分别为第一独立电路模块、第二独立电路模块、第三独立电路模块和第四独立电路模块;所述第一独立电路模块包括所述第一收发信号处理电路和所述第二收发信号处理电路;所述第二独立电路模块、所述第三独立电路模块和所述第四独立电路模块各包括所述3个接收信号处理电路中的一个。
10.根据权利要求5所述的多路选择开关,其特征在于,所述第一收发信号处理电路、所述第二收发信号处理电路和所述3个接收信号处理电路集成在5个独立电路模块中;
所述5个独立电路模块分别为第一独立电路模块、第二独立电路模块、第三独立电路模块、第四独立电路模块和第五独立电路模块;所述第一独立电路模块包括所述第一收发信号处理电路;所述第二独立电路模块包括所述第二收发信号处理电路;所述第三独立电路模块、所述第四独立电路模块和所述第五独立电路模块各包括所述3个接收信号处理电路中的1个。
11.根据权利要求5-10任一项所述的多路选择开关,其特征在于,
所述第一收发信号处理电路包括支持所述第一频段的第一功率放大器、支持所述第一频段的第一低噪声放大器、支持所述第一频段通过的第一滤波器、第一耦合器和第一选择开关,所述第一功率放大器的输入端口连接所述射频收发器中对应的发射端口,所述第一低噪声放大器的输出端口连接所述射频收发器中对应的接收端口,所述第一功率放大器的输出端口连接所述第一选择开关的第一固定端口,所述第一低噪声放大器的输入端口连接所述第一选择开关的第二固定端口,所述第一选择开关的选择端口连接所述第一滤波器的第一端口,所述第一滤波器的第二端口连接所述第一耦合器的第一端口,所述第一耦合器的第二端口连接所述用于所述第一频段收发的第一T端口。
12.根据权利要求5-10任一项所述的多路选择开关,其特征在于,
所述第二收发信号处理电路包括支持所述第二频段的第二功率放大器、支持所述第二频段的第二低噪声放大器、支持所述第二频段通过的第二滤波器、第二耦合器和第二选择开关,所述第二功率放大器的输入端口连接所述射频收发器中对应的发射端口,所述第二低噪声放大器的输出端口连接所述射频收发器中对应的接收端口,所述第二功率放大器的输出端口连接所述第二选择开关的第一固定端口,所述第二低噪声放大器的输入端口连接所述第二选择开关的第二固定端口,所述第二选择开关的选择端口连接所述第二滤波器的第一端口,所述第二滤波器的第二端口连接所述第二耦合器的第一端口,所述第二耦合器的第二端口连接所述用于所述第二频段收发的第一T端口。
13.根据权利要求5-10任一项所述的多路选择开关,其特征在于,
所述接收信号处理电路包括支持所述第一频段的第一低噪声放大器、支持所述第二频段的第二低噪声放大器、支持所述第一频段通过的第一滤波器、支持所述第二频段通过的第二滤波器和选择开关,所述选择开关的选择端口连接所述3个第二T端口中的一个,所述第一滤波器的输入端口连接所述选择开关的第一固定端口,所述第二滤波器的输入端口连接所述选择开关的第二固定端口;所述第一滤波器的输出端口连接所述第一低噪声放大器的输入端口,所述第一低噪声放大器的输出端口连接所述射频收发器中对应的用于所述第一频段接收的接收端口;所述第二滤波器的输出端口连接所述第二低噪声放大器的输入端口,所述第二低噪声放大器的输出端口连接所述射频收发器中对应的用于所述第二频段接收的接收端口。
14.根据权利要求1-10任一项所述的多路选择开关,其特征在于,所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线,所述第一天线、第二天线、第三天线和所述第四天线均为支持第五代新空口5G NR频段的天线。
15.根据权利要求1-10任一项所述的多路选择开关,其特征在于,所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线,所述第一天线和所述第四天线为支持长期演进LTE频段和第五代新空口5G NR频段的天线,所述第二天线和所述第三天线为仅支持第五代新空口5G NR频段的天线。
16.根据权利要求15所述的多路选择开关,其特征在于,所述天线系统还包括第一合路器和第二合路器,其中,所述第一合路器的第一端口用于连接所述第一天线,所述第一合路器的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第一接收通路,所述第一合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口;所述第二合路器的第一端口用于连接所述第四天线,所述第二合路器的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE4x4 MIMO中的第二接收通路,所述第二合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。
17.根据权利要求15所述的多路选择开关,其特征在于,所述天线系统还包括第一单刀双掷SPDT开关和第二SPDT开关,其中,所述第一SPDT开关的第一端口用于连接所述第一天线,所述第一SPDT开关的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第一接收通路,所述第一SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口;所述第二SPDT开关的第一端口用于连接所述第四天线,所述第二SPDT开关的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第二接收通路,所述第二SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。
18.一种功能控制方法,其特征在于,应用于无线通信设备,所述无线通信设备包括天线系统、射频电路以及多路选择开关,所述天线系统包括4根天线,所述无线通信设备支持双频单发射模式,所述多路选择开关包括5个T端口和4个P端口,所述5个T端口包括2个第一T端口和3个第二T端口,每个第一T端口全连接所述4个P端口,每个第二T端口连接所述4个P端口中的2个P端口,支持相同频段的信号接收功能的多个第二T端口所连接的P端口覆盖所述4个P端口,且处于信号接收状态的4个T端口中每个T端口所连接的P端口互不相同;所述方法包括:
所述无线通信设备确定执行预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能;
所述无线通信设备在启用所述第一功能的过程中,根据所述第一功能当前占用的P端口调整所述第二功能当前占用的3个T端口与所述4个P端口之间的匹配状态。
19.一种射频系统,其特征在于,包括天线系统、射频电路以及如权利要求1-17任一项所述的多路选择开关;
所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备在频分复用FDD制式中的预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能。
20.一种无线通信设备,其特征在于,包括天线系统、射频电路以及如权利要求1-17任一项所述的多路选择开关;
所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备在频分复用FDD制式中的预设功能,所述预设功能包括第一功能和第二功能,所述第一功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发,发送4端口SRS的功能,所述第二功能为支持所述4根天线同时接收数据的功能;
所述无线通信设备至少包括以下任意一种:电子设备、基站。
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