CN111030716B - 一种5g移动通信系统及其射频耦合电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种5G移动通信系统及其射频耦合电路，该射频耦合电路包括：双通道射频耦合芯片、第一通道电路、第二通道电路；第一通道电路的第一接收模块中，第一耦合电位器和第一匹配电阻的连接端作为第一通道电路的射频输入端，用于接收第一射频输入信号；第一匹配电阻的另一端接地；第二通道电路的第二接收模块中，第二耦合电位器和第三耦合电位器的连接端作为第二通道电路的射频输入端，用于接收第二射频输入信号；第三耦合电位器的另一端接地；第二耦合电位器和第三耦合电位器用于与第一耦合电位器进行阻值匹配调节，以使第一通道电路与第二通道电路的信号相位差小于预设阈值。本申请简化了对两通道信号相位差的调节，提高了调节效率。

Description

一种5G移动通信系统及其射频耦合电路

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种5G移动通信系统及其射频耦合电路。

背景技术

耦合器是一种功率分配器件，可从主传输系统的正向波中按一定比例分出功率，并基本上不从反向波中分出功率，用于信号的隔离、分离和混合，进行功率信号取样，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等，在5G通信系统中具有重要应用。

一般地，在5G通信系统的常规电路设计过程中，会出现基于多路耦合器通道对多路输入信号进行处理的需要。理论上，每个通道须设计成完全一样的电路，包括所用元器件参数和PCB微带走线的物理长度，以保证两个通道的信号相位保持一致，即令信号相位差为0°。

但在实际应用中，由于电路上使用的每个元器件的精度不一样以及每块PCB微带线的加工均有差异，因此往往会令相位差有0-8°的波动；并且，信号频率越高，波动越明显。虽然对于四通道耦合电路，信号相位差的要求一般在15°～20°范围内；但是，对于两通道耦合电路，其信号相位差一般要求在5°以下，由此，在实际批量生产中通常无法保证满足要求，导致个别相位差异大，个别产品甚至需要临时动烙铁更换元器件，费时费力。

鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种5G移动通信系统及其射频耦合电路，以便有效改善和简化对两通道信号相位差的调节，提高调节效率。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种射频耦合电路，包括双通道射频耦合芯片、与所述双通道射频耦合芯片的第一射频输入端连接的第一通道电路、与所述双通道射频耦合芯片的第二射频输入端连接的第二通道电路；

所述第一通道电路的第一接收模块包括连接的第一耦合电位器和第一匹配电阻；所述第一耦合电位器和所述第一匹配电阻的连接端作为所述第一通道电路的射频输入端，用于接收第一射频输入信号；所述第一匹配电阻的另一端接地；

所述第二通道电路的第二接收模块包括连接的第二耦合电位器和第三耦合电位器；所述第二耦合电位器和所述第三耦合电位器的连接端作为所述第二通道电路的射频输入端，用于接收第二射频输入信号；所述第三耦合电位器的另一端接地；

所述第二耦合电位器和所述第三耦合电位器用于与所述第一耦合电位器进行阻值匹配调节，以使所述第一通道电路与所述第二通道电路的信号相位差小于预设阈值。

可选地，所述预设阈值为5°。

可选地，所述第二接收模块还包括：

连接在所述第二通道电路的射频输入端与所述第三耦合电位器之间的第二匹配电阻。

可选地，所述第二接收模块还包括：

连接在所述第三耦合电位器与地线之间的第二匹配电阻。

可选地，所述第二匹配电阻的阻值小于所述第一匹配电阻的阻值。

可选地，所述第二匹配电阻的阻值为所述第一匹配电阻的阻值的三分之一。

可选地，所述第一通道电路还包括连接在所述第一接收模块与所述双通道射频耦合芯片之间、用于调理信号的第一调理模块；所述第二通道电路还包括连接在所述第二接收模块与所述双通道射频耦合芯片之间、用于调理信号的第二调理模块；所述第一调理模块与所述第二调理模块的电路结构及参数均相同。

可选地，所述第一调理模块包括连接在所述双通道射频耦合芯片与所述第一耦合电位器之间的第一串接电阻，以及与所述第一串接电阻相连的第一接地电阻；

所述第二调理模块包括连接在所述双通道射频耦合芯片与所述第二耦合电位器之间的第二串接电阻，以及与所述第二串接电阻相连的第二接地电阻。

可选地，所述第一串接电阻的两端均连接有所述第一接地电阻；所述第二串接电阻的两端均连接有所述第二接地电阻。

第二方面，本申请还公开了一种5G移动通信系统，包括如上所述的任一种射频耦合电路。

本申请所提供的射频耦合电路包括双通道射频耦合芯片、与所述双通道射频耦合芯片的第一射频输入端连接的第一通道电路、与所述双通道射频耦合芯片的第二射频输入端连接的第二通道电路；所述第一通道电路的第一接收模块包括连接的第一耦合电位器和第一匹配电阻；所述第一耦合电位器和所述第一匹配电阻的连接端作为所述第一通道电路的射频输入端，用于接收第一射频输入信号；所述第一匹配电阻的另一端接地；所述第二通道电路的第二接收模块包括连接的第二耦合电位器和第三耦合电位器；所述第二耦合电位器和所述第三耦合电位器的连接端作为所述第二通道电路的射频输入端，用于接收第二射频输入信号；所述第三耦合电位器的另一端接地；所述第二耦合电位器和所述第三耦合电位器用于与所述第一耦合电位器进行阻值匹配调节，以使所述第一通道电路与所述第二通道电路的信号相位差小于预设阈值。

可见，本申请所提供的射频耦合电路，在其中一个通道电路的射频输端设置了接地的第三耦合电位器，可用于对两个通道电路的信号相位差进行粗调，配合该通道电路中串接的、用于对信号相位差进行细调的第二耦合电位器，有效改善和简化了对两通道信号相位差的调节，避免了费时费力的元器件更换，极大地提高了调节效率。本申请所提供的5G移动通信系统同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例公开的一种射频耦合电路的电路结构图；

图2为本申请实施例公开的又一种射频耦合电路的电路结构图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种5G移动通信系统及其射频耦合电路，以便有效改善和简化对两通道信号相位差的调节，提高调节效率。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，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介绍。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做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。

当前，耦合器作为一种功率分配器件，可用于信号的隔离、分离和混合，进行功率信号取样等，在5G通信系统中具有重要应用。

一般地，在5G通信系统的常规电路设计过程中，会出现基于多路耦合器通道对多路输入信号进行处理的需要。理论上，每个通道须设计成完全一样的电路，包括所用元器件参数和PCB微带走线的物理长度，以保证两个通道的信号相位保持一致，即令信号相位差为0°。

但在实际应用中，由于电路上使用的每个元器件的精度不一样以及每块PCB微带线的加工均有差异，因此往往会令相位差有0-8°的波动；并且，信号频率越高，波动越明显。虽然对于四通道耦合电路，信号相位差的要求一般在15°～20°范围内；但是，对于两通道耦合电路，其信号相位差一般要求在5°以下，由此，在实际批量生产中通常无法保证满足要求，导致个别相位差异大，个别产品甚至需要临时动烙铁更换元器件，费时费力。鉴于此，本申请提供了一种技术方案，可有效解决上述问题。

参见图1所示，本申请实施例公开了一种射频耦合电路，主要包括双通道射频耦合芯片100、与双通道射频耦合芯片100的第一射频输入端连接的第一通道电路200、与双通道射频耦合芯片100的第二射频输入端连接的第二通道电路300；

第一通道电路200的第一接收模块201包括连接的第一耦合电位器Rv1和第一匹配电阻R1；第一耦合电位器Rv1和第一匹配电阻R1的连接端作为第一通道电路200的射频输入端IN1，用于接收第一射频输入信号；第一匹配电阻R1的另一端接地；

第二通道电路300的第二接收模块301包括连接的第二耦合电位器Rv2和第三耦合电位器Rv3；第二耦合电位器Rv2和第三耦合电位器Rv3的连接端作为第二通道电路300的射频输入端IN2，用于接收第二射频输入信号；第三耦合电位器Rv3的另一端接地；

第二耦合电位器Rv2和第三耦合电位器Rv3用于与第一耦合电位器Rv1进行阻值匹配调节，以使第一通道电路200与第二通道电路300的信号相位差小于预设阈值。

具体地，本申请实施例所提供的射频耦合电路中包括有双通道射频耦合芯片100，由此，可从两个通道中进行选择，对通道中输入的信号进行信号分离和耦合输出。

双通道射频耦合芯片100为RF开关IC，即射频开关集成芯片，其具有两个射频输入端，分别与两个通道电路连接，以接收不同的输入信号。双通道射频耦合芯片100具有开关选择功能，可从两路通道中选择一路启动，以便进行信号分离与耦合输出。其型号可具体选择F2932。

第一通道电路200用于将输入的第一射频输入信号传输至双通道射频耦合芯片100的第一射频输入端。第一通道电路200包括第一接收模块201，第一射频输入信号具体由第一接收模块201的输入端输入至第一通道电路200。

类似地，第二通道电路300用于将输入的第二射频输入信号传输至双通道射频耦合芯片100的第二射频输入端。第二通道电路300包括第二接收模块301，第二射频输入信号具体由第二接收模块301的输入端输入至第二通道电路300。

具体地，在本申请实施例中，第一接收模块201与第二接收模块301并非是完全一样的电路结构。其中，第一接收模块201基于第一耦合电位器Rv1和第一匹配电阻R1而实现，而第二接收模块301则是基于两个耦合电位器(第二耦合电位器Rv2与第三耦合电位器Rv3)而实现。

两个通道电路的信号相位差取决于二者的等效阻抗。为了减小两个通道电路的信号相位差，需要将两个通道电路的等效阻抗调节一致。在本申请实施例中，因第一匹配电阻R1的阻值固定，因此第一通道电路200的等效阻抗可基于第一耦合电位器Rv1而调整；而第二通道电路300的等效阻抗不仅可基于第二耦合电位器Rv2而调整，还可基于第三耦合电位器Rv3而调整。

在第二通道电路300中，相比于第二耦合电位器Rv2，第三耦合电位器Rv3的连接位置使其对本通道电路中的信号相位的影响效果更为显著，对第三耦合电位器Rv3进行阻值调节可令信号相位产生相对较大范围的变化，进而可实现对两通道电路间信号相位差的粗调。而第二耦合电位器Rv2则对本通道电路中的信号相位的影响相对较小，对第二耦合电位器Rv2进行阻值调节时本通道电路中的信号相位基本不变或者仅产生相对较小范围的变化，进而可实现对两通道电路间信号相位差的细调。

由此，在实际调节过程中，当第一通道电路200中第一耦合电位器Rv1的阻值定好之后，可先通过调节第三耦合电位器Rv3的阻值，将第二通道电路300的信号相位调节至第一通道电路200的信号相位附近；然后再通过调节第二耦合电位器Rv2的阻值，将两个通道电路的信号相位差调节至满足指标，即降低至预设阈值以下。

还需说明的是，上述射频耦合电路可具体应用于对信号有多路耦合需求的射频发射端设备。并且，作为一个具体实施例，信号相位差的预设阈值可具体设置为5°。

本申请实施例所提供的射频耦合电路包括双通道射频耦合芯片100、与双通道射频耦合芯片100的第一射频输入端连接的第一通道电路200、与双通道射频耦合芯片100的第二射频输入端连接的第二通道电路300；第一通道电路200的第一接收模块201包括连接的第一耦合电位器Rv1和第一匹配电阻R1；第一耦合电位器Rv1和第一匹配电阻R1的连接端作为第一通道电路200的射频输入端，用于接收第一射频输入信号；第一匹配电阻R1的另一端接地；第二通道电路300的第二接收模块301包括连接的第二耦合电位器Rv2和第三耦合电位器Rv3；第二耦合电位器Rv2和第三耦合电位器Rv3的连接端作为第二通道电路300的射频输入端，用于接收第二射频输入信号；第三耦合电位器Rv3的另一端接地；第二耦合电位器Rv2和第三耦合电位器Rv3用于与第一耦合电位器Rv1进行阻值匹配调节，以使第一通道电路200与第二通道电路300的信号相位差小于预设阈值。

可见，本申请所提供的射频耦合电路，在其中一个通道电路的射频输端设置了接地的第三耦合电位器Rv3，可用于对两个通道电路的信号相位差进行粗调，配合该通道电路中串接的、用于对信号相位差进行细调的第二耦合电位器Rv2，有效改善和简化了对两通道信号相位差的调节，避免了费时费力的元器件更换，极大地提高了调节效率。

参见图2所示，本申请实施例公开了又一种射频耦合电路的电路结构。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的射频耦合电路在上述内容的基础上，第二接收模块301还包括：

连接在第二通道电路300的射频输入端与第三耦合电位器Rv3之间的第二匹配电阻R2。

具体地，本实施例中，为了提高第三耦合电位器Rv3对信号相位差的影响效果，可进一步设置与第三耦合电位器Rv3串联的第二匹配电阻R2。并且，该第二匹配电阻R2可具体串联在第二通道电路300的射频输入端与第三耦合电位器Rv3之间，此时，第二耦合电位器Rv2、第二匹配电阻R2、第三耦合电位器Rv3组成了双电位器π衰电路。

需要说明的是，除了图2所示的第二匹配电阻R2的连接位置以外，本申请技术人员还可以为第二匹配电阻R2选用其他连接位置。例如，作为又一种具体实施例，第二匹配电阻R2可连接在第三耦合电位器Rv3与地线之间。

具体地，在本实施例中，该第二匹配电阻R2可具体串联在第三耦合电位器Rv3与地线之间。容易理解的是，第二匹配电阻R2的两种接法对信号相位差的影响效果是相同的。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的射频耦合电路在上述内容的基础上，第二匹配电阻R2的阻值小于第一匹配电阻R1的阻值。

具体地，为了便于进行阻抗匹配，通常是在第一通道电路200的第一耦合电位器Rv1的阻值固定后，再调节第二通道电路300中的两个耦合电位器的阻值。理论上，第三耦合电位器Rv3与第二匹配电阻R2的阻值之和应当与第一匹配电阻R1的阻值相当。由此，第二匹配电阻R2的阻值可具体小于第一匹配电阻R1的阻值。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的射频耦合电路在上述内容的基础上，第二匹配电阻R2的阻值为第一匹配电阻R1的阻值的三分之一。

当然，本领域技术人员也可以根据实际应用情况而为第二匹配电阻R2和第一匹配电阻R1选择其他的阻值关系，本申请实施例对此并不做进一步限定。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的射频耦合电路在上述内容的基础上，第一通道电路200还包括连接在第一接收模块201与双通道射频耦合芯片100之间、用于调理信号的第一调理模块；第二通道电路300还包括连接在第二接收模块301与双通道射频耦合芯片100之间、用于调理信号的第二调理模块；第一调理模块与第二调理模块的电路结构及参数均相同。

具体地，第一调理模块用于将第一接收模块201接收的第一射频输入信号传输至双通道射频耦合芯片100；第二调理模块用于将第二接收模块301接收的第二射频输入信号传输至双通道射频耦合芯片100。两个调理模块的电路结构及参数均相同。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的射频耦合电路在上述内容的基础上，第一调理模块包括连接在双通道射频耦合芯片100与第一耦合电位器Rv1之间的第一串接电阻Ri1，以及与第一串接电阻Ri1相连的第一接地电阻Rd1；第二调理模块包括连接在双通道射频耦合芯片100与第二耦合电位器Rv2之间的第二串接电阻Ri2，以及与第二串接电阻Ri2相连的第二接地电阻Rd2。

作为一个具体实施例，第一串接电阻Ri1的两端均连接有第一接地电阻Rd1；第二串接电阻Ri2的两端均连接有第二接地电阻Rd2。

具体地，本实施例中，第一接地电阻Rd1与第二接地电阻Rd2均为多个。例如，在图2中，第一串接电阻Ri1与双通道射频耦合芯片100的连接端处设置了1个第一接地电阻Rd1，第一串接电阻Ri1与第一耦合电位器Rv1的连接端处设置了2个第一接地电阻Rd1；第二串接电阻Ri2与双通道射频耦合芯片100的连接端处设置了1个第二接地电阻Rd2，第二串接电阻Ri2与第二耦合电位器Rv2的连接端处设置了2个第二接地电阻Rd2。当然，本领域技术人员还可以设置其他数量，本申请对此并不做进一步限定。

进一步地，本申请实施例还公开了一种5G移动通信系统，包括如上所述的任一种射频耦合电路。

关于上述5G移动通信系统的具体内容，可参考前述关于射频耦合电路的详细介绍，这里就不再赘述。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种射频耦合电路，其特征在于，包括双通道射频耦合芯片、与所述双通道射频耦合芯片的第一射频输入端连接的第一通道电路、与所述双通道射频耦合芯片的第二射频输入端连接的第二通道电路；

所述第一通道电路的第一接收模块包括连接的第一耦合电位器和第一匹配电阻；所述第一耦合电位器和所述第一匹配电阻的连接端作为所述第一通道电路的射频输入端，用于接收第一射频输入信号；所述第一匹配电阻的另一端接地；

所述第二通道电路的第二接收模块包括连接的第二耦合电位器和第三耦合电位器；所述第二耦合电位器和所述第三耦合电位器的连接端作为所述第二通道电路的射频输入端，用于接收第二射频输入信号；所述第三耦合电位器的另一端接地；

所述第二耦合电位器和所述第三耦合电位器用于与所述第一耦合电位器进行阻值匹配调节，以使所述第一通道电路与所述第二通道电路的信号相位差小于预设阈值；

所述第一通道电路还包括连接在所述第一接收模块与所述双通道射频耦合芯片之间、用于调理信号的第一调理模块；所述第二通道电路还包括连接在所述第二接收模块与所述双通道射频耦合芯片之间、用于调理信号的第二调理模块；所述第一调理模块与所述第二调理模块的电路结构及参数均相同。

2.根据权利要求1所述的射频耦合电路，其特征在于，所述预设阈值为5°。

3.根据权利要求1所述的射频耦合电路，其特征在于，所述第二接收模块还包括：

连接在所述第二通道电路的射频输入端与所述第三耦合电位器之间的第二匹配电阻。

4.根据权利要求1所述的射频耦合电路，其特征在于，所述第二接收模块还包括：

连接在所述第三耦合电位器与地线之间的第二匹配电阻。

5.根据权利要求3或者4所述的射频耦合电路，其特征在于，所述第二匹配电阻的阻值小于所述第一匹配电阻的阻值。

6.根据权利要求5所述的射频耦合电路，其特征在于，所述第二匹配电阻的阻值为所述第一匹配电阻的阻值的三分之一。

7.根据权利要求6所述的射频耦合电路，其特征在于，所述第一调理模块包括连接在所述双通道射频耦合芯片与所述第一耦合电位器之间的第一串接电阻，以及与所述第一串接电阻相连的第一接地电阻；

所述第二调理模块包括连接在所述双通道射频耦合芯片与所述第二耦合电位器之间的第二串接电阻，以及与所述第二串接电阻相连的第二接地电阻。

8.根据权利要求7所述的射频耦合电路，其特征在于，所述第一串接电阻的两端均连接有所述第一接地电阻；所述第二串接电阻的两端均连接有所述第二接地电阻。

9.一种5G移动通信系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的射频耦合电路。

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