CN111600616A - 一种射频前端架构、天线装置及通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频前端架构、天线装置及通信终端。本发明一方面提供了一种射频前端架构，其包括主射频前端模块和副射频前端模块；本发明提供的通信终端，其对内部天线装置上的射频前端架构进行优化，可工作在多天线工作模式下，实现对多路射频信号的接收和发送。本申请中射频前端架构结构相对简单，仅需两个射频前端模块即可实现对射频信号的多路发射和多路接收的同时，还能灵活控制和调整所需接入的不同的频段信号，并且，射频前端架构中的低噪声放大器均支持多频段信号的放大，可以实现在较少的射频前端模块中保证了1T4R、2T4R等功能的实现，保证了该射频前端架构丰富的功能实现，也降低射频前端架构的面积。

Description

一种射频前端架构、天线装置及通信终端

技术领域

本发明涉及通信终端无线通信系统领域，尤其指通信终端上的天线装置，进一步涉及到天线装置内的射频前端架构。

背景技术

随着移动通信技术的飞速发展，如图1所示，在通信终端1000上，其通过内置的天线装置100实现其无线通信。随着第五代移动通信技术（5G）的发展与应用，智能设备特别是移动终端中的5G技术面临着新的挑战。5G技术中更快的网络传输速度、更大的网络容载能力以及更低的网络延迟等技术优势的实现都需要5G天线技术的进一步优化。现有天线装置一般均包括基带模块、射频收发模块、射频前端架构和天线链路模块几部分；基带模块用于执行数字基频信号处理，进行数字基频信号的编码解码；射频收发模块用于执行数字基频和模拟射频信号之间的转换，将基带模块发出的数字基频信号处理成射频模拟信号然后发送给射频前端架构，或者接收射频前端架构传输的射频模拟信号，转换为数字基频信号发送给基带模块；所述射频前端架构选择向天线链路模块发送射频模拟信号或者从天线链路模块接收射频模拟信号，实现对射频模拟信号的放大、滤波等处理。天线链路模块中包括外接的天线，以实现接收或者发送射频模拟信号。

在移动终端的5G技术的应用中，多进多出（MIMO）成为了较为重要的技术。MIMO是为了极大地提高信道容量，在发送端和接收端都使用多根天线，在收发之间构成多个信道地天线系统。在移动终端的5G通信中，对不少频段的数据传输需要实现1T4R、2T4R等。而为了支持1T4R、2T4R等的实现，需要增加对应的发射和/或接收链路，提高了电路设计的复杂度，也不可避免地增加了射频前端架构的面积，有必要进行进一步的精简。

发明内容

为解决现有技术中射频前端模块形成的架构需要增加对应的发射和/或接收链路，提高了电路设计的复杂度，增加了射频前端架构的面积的问题，本发明提供了一种射频前端架构、天线装置及通信终端。

本发明一方面提供了一种射频前端架构，其包括主射频前端模块和副射频前端模块；

所述主射频前端模块包括主天线开关选择模块及至少两路主信号收发链路；至少两路所述主信号收发链路均连接所述主天线开关选择模块；

每路所述主信号收发链路包括依次设置的射频功放模块、射频收发开关、多频段主滤波器；

所述射频功放模块包括主低噪声放大器和功率放大器；所述功率放大器和所述主低噪声放大器连接所述射频收发开关；所述主低噪声放大器用于接收从射频收发开关传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块，所述主低噪声放大器支持多频段信号的放大；所述功率放大器用于接收射频收发模块发送的射频信号放大后输出至射频收发开关；

所述射频收发开关设于射频功放模块和所述多频段主滤波器之间，用于切换多频段主滤波器与所述主低噪声放大器或功率放大器的连接，以选择将多频段主滤波器连通所述主低噪声放大器或者所述功率放大器；

所述多频段主滤波器设于所述天线开关选择模块和所述射频收发开关之间，用于将功率放大器放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块或者从所述主天线开关选择模块中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述主低噪声放大器；

所述主天线开关选择模块用于连接选通两路主信号收发链路及主天线或者连接副射频前端模块；

所述副射频前端模块包括副天线开关选择模块及至少两路副信号接收链路；

每路所述副信号接收链路均包括副低噪声放大器和多频段副滤波器；

所述副天线开关选择模块用于连接选通副天线或者主射频前端模块，用于接收主天线或者副天线的射频信号，或者将副天线接收的射频信号传递给主射频前端模块；所述多频段副滤波器用于将副天线开关选择模块接收到的射频信号进行滤波后传输给副低噪声放大器；所述副低噪声放大器用于接收从多频段副滤波器传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块，所述副低噪声放大器支持多频段信号的放大。

本发明第二方面提供了一种天线装置，包括基带模块、射频收发模块、射频前端构架及天线链路模块；所述射频前端构架上述的射频前端架构。

本发明第三方面提供了一种通信终端，所述通信终端包括上述的天线装置。

本发明提供的通信终端，其对内部天线装置上的射频前端架构进行优化，通过设置主射频前端模块和副射频前端模块；其在主射频前端模块中通过两路主信号收发链路及主天线开关选择模块，可工作在多天线工作模式下，其通过射频收发开关实现射频信号的接收或者发送，并通过天线开关选择模块，可选通相关的端口，以选通连接主天线链路和通过副射频前端模块选通连接副天线链路，实现多条天线链路的选择，且每条天线链路的射频信号是可选择的。同时，通过副射频前端模块中的两路副信号接收链路及副天线开关选择模块，选通连接副天线链路和通过主射频前端模块选通连接主天线链路，实现对多路射频信号的接收。本申请中射频前端架构结构相对简单，仅需两个射频前端模块即可实现对射频信号的多路发射和多路接收的同时，还能灵活控制和调整所需接入的不同的频段信号，并且，射频前端架构中的低噪声放大器均支持多频段信号的放大，可以实现在较少的射频前端模块中保证了1T4R、2T4R等功能的实现，保证了该射频前端架构丰富的功能实现，也降低射频前端架构的面积。

附图说明

图1是通信终端中内置天线装置的示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的天线装置的示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的射频前端架构连接天线示意图；

图4是本发明具体实施方式中提供的进一步优选的射频前端架构连接天线示意图；

图5是本发明具体实施方式中提供的进一步细化后的射频前端架构连接天线的示意图。

其中，1000、通信终端；100、天线装置；

1、主射频前端模块；2、副射频前端模块；3、天线链路模块；4、基带模块；5、射频收发模块；

11、射频功放模块；12、射频收发开关；13、主天线开关选择模块；14、多频段主滤波器；

11a、第一射频功放模块；11b、第二射频功放模块；12a、第一射频收发开关；12b、第二射频收发开关；14a、第一主滤波器；14b、第二主滤波器；

111、主低噪声放大器；112、功率放大器；113、匹配网络；

111a、第一低噪声放大器；111b、第二低噪声放大器；112a、第一功率放大器；112b、第二功率放大器；113a、第一匹配网络；113b、第二匹配网络；

21、副低噪声放大器；22、多频段副滤波器；23、副天线开关选择模块；24、端口选择模块；

211、第三低噪声放大器；212、第四低噪声放大器；221、第一副滤波器；222、第二副滤波器；

31、第一主天线；32、第二主天线；33、第一副天线；34、第二副天线；

311、第一外置双工器；321、第二外置双工器；331、第三外置双工器；341、第四外置双工器；

RX1、第一接收端口；RX2、第二接收端口；RX3、第三接收端口；RX4、第四接收端口；TX1、第一发送端口；TX2、第二发送端口；

T11、第一主天线端口； T12、第二主天线端口；T13、第三主天线端口；T14、第四主天线端口；T15、第五主天线端口；RT11、第一主收发端口；RT12、第二主收发端口；AUX1、第一外围端口；AUX2、第二外围端口；AUX3、第三外围端口；

T21、第一副天线端口；T22、第二副天线端口；T23、第三副天线端口；R21、第一副接收端口；R22、第二副接收端口；RT21、第一副收发端口；RT22、第二副收发端口。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本例将对本发明公开的通信终端1000、天线装置100和射频前端架构做具体解释说明。

如图1所示，本例中提供的通信终端1000，其通过内置的天线装置100实现其无线通信。其天线装置100通过其内部的各个模块实现对外发射相关频率段的射频信号，以及接收相关频率段的射频信号。当然，通信终端1000不止包含天线装置100，还包括其他的模块，比如，处理器、用户界面、存储器等组成。通讯终端是例如个人数字助理(PDA)、手机、笔记本电脑中的插卡、无线平板计算机等。

如图2所示，本例中的天线装置100也包括基带模块4、射频收发模块5、射频前端架构和天线链路模块3几部分；基带模块4用于执行数字基频信号处理，进行数字基频信号的编码解码；射频收发模块5用于执行数字基频和模拟射频信号之间的转换，将基带模块4发出的数字基频信号处理成射频模拟信号然后发送给射频前端架构，或者接收射频前端架构传输的射频模拟信号，转换为数字基频信号发送给基带模块4；所述射频前端架构选择向天线链路模块3发送射频模拟信号或者从天线链路模块3接收射频模拟信号，实现对射频模拟信号的放大、滤波等处理。天线链路模块3中包括外接的天线，以实现接收或者发送射频模拟信号。上述模块为公众所知，本申请中，其核心的区别点在于射频前端架构中具体采用主射频前端模块1和副射频前端模块2的优化改进方案。

如图2所示，所述射频前端架构包括主射频前端模块1和副射频前端模块2；

如图3-图5所示，所述主射频前端模块1包括两路主信号收发链路及主天线开关选择模块13；两路所述主信号收发链路均连接所述主天线开关选择模块13；（但并不限定一定只有两路主信号收发链路，可以有更多路主信号收发链路）

每路所述主信号收发链路包括依次设置的射频功放模块11、射频收发开关12、多频段主滤波器14；所述多频段主滤波器14可用于支持多个频率段的滤波，也即宽频的带通滤波器。比如，在5G天线技术领域中，支持N77、N79的频率段；众所周知，N77频率段为3.3GHz-4.2GHz，N79频率段为4.4G-5.0GHz。也即该多频段主滤波器14为带宽为3.3GHZ-5.0GHz的带通滤波器。

如图3所示，所述射频功放模块11包括主低噪声放大器111和功率放大器112；所述功率放大器112和所述主低噪声放大器111连接所述射频收发开关12；所述主低噪声放大器111用于接收从射频收发开关12传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块5，所述主低噪声放大器111支持多频段信号的放大；所述功率放大器112用于接收射频收发模块5发送的射频信号放大后输出至射频收发开关12；在实现本射频功放模块11时，可以将每路信号收发电路中的射频功放模块11封装成单独的芯片，或者将两路射频功放模块11中的主低噪声放大器111集成为单个芯片，将两路射频功放模块11中的功率放大器112集成为单个芯片。也可以考虑将两路射频功放模块11均集成在一个芯片内。都是可行的。

由于射频收发模块5输出的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用功率放大器112，功率放大器112也为本领域技术人员所公知，不再赘述。

所述射频收发开关12设于射频功放模块11和所述多频段主滤波器14之间，用于切换多频段主滤波器14与所述主低噪声放大器111或功率放大器112的连接，以选择将多频段主滤波器14连通所述主低噪声放大器111或者所述功率放大器112；

射频收发开关12 (一般简称T/R switch)主要作用是控制整个主射频前端模块1的接收与发射状态的切换，是主射频前端模块1的关键模块。传统射频收发开关12的制造工艺有很多，目前市场常见的产品绝大部分采用的是III-V族工艺或者PIN二极管等分立器件。这类开关的优点是功耗较低，并且隔离度较好。缺点是成本高、功耗大，并且占用面积也较大。可选地，通过SOI（英文全称：Silicon-On-Insulator）工艺实现射频收发开关12。随着工艺技术的不断发展，CMOS技术因其具有高集成度、低成本和低功耗等突出优点，使得采用CMOS工艺实现射频收发开关12也成为一种可选方案。此为本领域技术人员所公知。

所述射频功放模块11中的功率放大器112用于接收射频收发模块5发送的射频信号放大后输出给所述匹配网络113，所述匹配网络113用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至射频收发开关12。

所述多频段主滤波器14设于所述主天线开关选择模块13和所述射频收发开关12之间，用于将功率放大器112放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块13或者从所述主天线开关选择模块13中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述主低噪声放大器111；

如图3所示，为方便起见，此处先行对天线链路模块3进行介绍。天线链路模块3包括主天线链路和副天线链路；本例中，主天线链路包括第一主天线31和第二主天线32；副天线链路包括第一副天线33和第二副天线34。

所述主天线开关选择模块13用于连接选通两路主信号收发链路和主天线或者连接副射频前端模块2；

所述副射频前端模块2包括副天线开关选择模块23及两路副信号接收链路；本例中幅信号收发链路的路数为两路，但是并不限制其一定为两路，也可以为3路或者更多路。

每路所述副信号接收链路均包括副低噪声放大器21和多频段副滤波器22；同样的，该多频段副滤波器22可用于支持多个频率段的滤波，比如，也支持N77、N79的频率段，该多频段副滤波器22也为带宽为3.3GHZ-5.0GHz的带通滤波器。

本例中的主低噪声放大器111和副低噪声放大器21指的是噪声系数很低的放大器。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小放大器自身的噪声，以提高输出的信噪比。低噪声放大器为本领域技术人员所公知，其可将接收到的射频信号进一步放大后输出。

所述副天线开关选择模块23用于连接选通副天线或者主射频前端模块1，用于接收主天线或者副天线的射频信号，或者将副天线接收的射频信号传递给主射频前端模块1；所述多频段副滤波器22用于将副天线开关选择模块23接收到的射频信号进行滤波后传输给副低噪声放大器21；所述副低噪声放大器21用于接收从多频段副滤波器22传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块5，所述副低噪声放大器21支持多频段信号的放大。

本例中，如图3-图5所示，所述主天线开关选择模块13包括主开关电路、多个主天线端口、多个外围端口及多个主收发端口；

所述主开关电路用于连接选通所述主天线端口与所述主收发端口或所述外围端口；主开关电路内部设有多个开关，以实现主天线端口与主收发端口，或者主天线端口与外围端口之间的选通。

所述主收发端口与所述主信号收发链路的多频段主滤波器14连接；本例中，多个主收发端口至少为2个，分别称为第一主收发端口RT11和第二主收发端口RT12；其分别用与连接第一主信号收发链路和第二主信号收发链路，具体分别连接到第一主信号收发链路的第一主滤波器14a、第二主信号收发链路的第二主滤波器14b（后续有进一步具体描述）。当然，也进一步扩展增加主收发端口，并不限定其一定只有两个主收发端口。

所述主天线端口用于连接主天线或者连接到副射频前端模块2的副天线开 关选择模块23，以选择连通主天线或者副天线至两路所述主信号接收链路；本 例中，多个主天线端口优选具体为3个主天线端口，具体为图示中所列的第一 主天线端口T11、第二主天线端口T12及第三主天线端口T13；该3个主天线端 口用来连接主天线或者连接到副射频前端模块(具体连接到副天线开关选择模 块23，通过该副天线开关选择模块23连接到副天线)，其中第一主天线端口T11 连接第一主天线31，第二主天线端口T12连接第二主天线32，第三主天线端口 T13连接到副天线开关选择模块23的其中一个端口(后文中介绍，标记为第一副收发端口RT21)，该端口可通过副天线开关选择模块23选择连通第一副天线 33或者第二副天线34；也即通过该第三主天线端口T13扩展连通到第一副天线 33或者第二副天线34。使得主射频前端模块1不仅可以通过第一主天线31、第 二主天线32实现射频信号的接收和发送，也可扩展通过第一副天线33或者第 二副天线34实现射频信号的接收和发送。本例中，如图5所示，本例中，留有 第四主天线端口T14和第五主天线端口T15备用，以留待后续扩展连接天线或 者连接其余的射频前端模块。

所述外围端口用于连接到副射频前端模块2，将主天线连通到副射频前端模块2的副天线开关选择模块23，将主天线接收到的信号传输给两路所述副信号接收链路。本例中，该外围端口可以为1个，比如，称为第一外围端口AUX1，该第一外围端口AUX1内部通过主开关电路的开关选择接通第一主开关或者第二主开关。该第一外围端口AUX1外部连接到副射频前端模块2的第三副天线端口T23；在副射频前端模块2中，可通过副开关电路（后续中具体描述）选通第三副天线端口T23和第一副信号接收链路或第二副信号接收链路，这种结果，使得其可以通过该外围端口将第一主天线31或第二主天线32的信号传输到副射频前端模块2中进行接收。本例中，还扩展有第二外围端口AUX2和第三外围端口AUX3；以便进一步连接其他的射频前端模块。

其中，所述副天线开关选择模块23包括副开关电路、多个副接收端口、多个副天线端口及多个副收发端口；本例中，副天线端口包括3个，分别称为第一副天线端口T21、第二副天线端口T22和第三副天线端口T23；其中，第一副天线端口T21用于连接第一副天线33；第二副天线端口T22用于连接第二副天线34。第三副天线端口T23用来与上述第一外围端口AUX1连通，使得副接收端口可以分别连通第一副天线33、第二副天线34或者通过第三副天线端口T23连接到第一主天线31或第二主天线32。

所述副开关电路用于选通所述副天线端口与所述副接收端口或所述副收发端口；即，副天线端口可以选通连接上述副接收接口，或者副天线端口可以选通连接上述副收发接口；

所述副接收端口与所述副信号接收链路的多频段副滤波器22连接，用于连接副天线或者连接到主射频前端模块1的主天线开关选择模块13，以选择连通副天线或者主天线至两路所述副信号接收链路；本例中，该副接收端口包括第一副接收端口R21和第二副接收端口R22；该第一副接收端口R21、第二副接收端口R22通过内部副开关电路选通第一副天线端口T21、第二副天线端口T22或第三副天线端口T23。

所述副收发端口用于连接到主射频前端模块1，将副天线连通到主射频前端模块1的主天线开关选择模块13，将副天线连接至两路所述主信号接收链路。本例中，该副收发端口设计的目的是用于连接主射频前端模块1，以便主射频前端模块1能连通使用第一副天线33和第二副天线34；此处副收发端口设有一个，称为第一副收发端口RT21；作为优选的方式，还可增加一个副收发端口备用；称为第二副收发端口RT22。

本例中，作为优选的方式，已调制的射频信号经过功率放大器112后将它放大到足够功率，在经匹配网络113，再由天线发射出去。因此，所述功率放大器112和所述射频收发开关12之间串接有匹配网络113；所述匹配网络113用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至射频收发开关12。关于匹配网络113，为公众所知，用于满足信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。一件器件的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器件本身的工作状态产生明显的影响。阻抗匹配关系着系统的整体性能，实现匹配可使系统性能达到最优。阻抗匹配的概念应用范围广泛，阻抗匹配常见于各级放大电路之间，放大电路与负载之间，信号与传输电路之间，微波电路与系统的设计中，无论是有源还是无源，都必须考虑匹配问题。本领域技术人员无需付出额外的创造性劳动即可获得有关匹配网络113的内容。因此本例中不再介绍。

具体的，如图3所示，两路所述主信号收发链路包括第一主信号收发链路和第二主信号收发链路；

所述第一主信号收发链路包括第一射频功放模块11a、第一射频收发开关12a、第一主滤波器14a；

所述第一射频功放模块11a包括第一低噪声放大器111a、第一功率放大器112a和第一匹配网络113a；所述第一功率放大器112a和所述第一射频收发开关12a之间串接第一匹配网络113a；所述第一低噪声放大器111a用于接收从第一射频收发开关12a传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块5； 所述第一功率放大器112a用于接收射频收发模块5发送的射频信号放大后输出给所述第一匹配网络113a，所述第一匹配网络113a用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至第一射频收发开关12a；

所述第一主滤波器14a设于所述主天线开关选择模块13和第一射频收发开关12a之间，用于将第一功率放大器112a放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块13或者从所述主天线开关选择模块13中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述第一低噪声放大器111a；

所述第二主信号收发链路包括第二射频功放模块11b、第二射频收发开关12b、第二主滤波器14b；

所述第二射频功放模块11b包括第二低噪声放大器111b、第二功率放大器112b和第二匹配网络113b；所述第二功率放大器112b和所述第二射频收发开关12b之间串接第二匹配网络113b；所述第二低噪声放大器111b用于接收从第二射频收发开关12b传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块5； 所述第二功率放大器112b用于接收射频收发模块5发送的射频信号放大后输出给所述第二匹配网络113b，所述第二匹配网络113b用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至第二射频收发开关12b；

所述第二主滤波器14b设于所述主天线开关选择模块13和第二射频收发开关12b之间，用于将第二功率放大器112b放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块13或者从所述主天线开关选择模块13中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述第二低噪声放大器111b；

所述第一低噪声放大器111a和所述第二低噪声放大器111b为多频段放大器。比如，所述第一功率放大器112a为支持N77频率段或N79的功率放大器，所述第二功率放大器112b为支持N79频率段或N77的功率放大器；所述第一低噪声放大器111a和第二低噪声放大器111b均可以支持N77和N79频率段射频信号的放大；

所述第一主滤波器14a、第二主滤波器14b为支持N77和N79频率段的带通滤波器。

其中，主射频前端模块1上设有用于连接到射频收发模块5的第一接收端口RX1、第二接收端口RX2、第一发送端口TX1和第二发送端口TX2；

所述第一接收端口RX1设在所述第一低噪声放大器111a的输出端；所述第二接收端口RX2设在所述第二低噪声放大器111b的输出端；所述第一发送端口TX1设在所述第一功率放大器112a的输入端；所述第二发送端口TX2设在所述第二功率放大器112b的输入端。

具体的，如图3-图5所示，两路所述副信号接收链路包括第一副信号接收链路和第二副信号接收链路；

所述第一副信号接收链路包括第三低噪声放大器211和第一副滤波器221；

所述第一副滤波器221用于将副天线开关选择模块23接收到的射频信号进行滤波后传输给第三低噪声放大器211；所述第三低噪声放大器211用于接收从第一副滤波器221传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块5；

所述第二副信号接收链路包括第四低噪声放大器212和第二副滤波器222；

所述第二副滤波器222用于将副天线开关选择模块23接收到的射频信号进行滤波后传输给第四低噪声放大器212；所述第四低噪声放大器212用于接收从第二副滤波器222传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块5。

本例中，所述第一副滤波器221、第二副滤波器222也为支持N77和N79频率段的带通滤波器；所述第三低噪声放大器211和第四低噪声放大器212均可以支持N77和N79频率段射频信号的放大。

作为优选的方式，如图3-图5所示，所述副射频前端模块2还包括端口选择模块24；所述端口选择模块24包括内置选择开关、第三接收端口RX3和第四接收端口RX4；

所述内置选择开关用于选择接通第三接收端口RX3、第四接收端口RX4和所述第一副信号接收链路和所述第二副信号接收链路；

所述第三接收端口RX3和所述第四接收端口RX4用于连接到所述射频收发模块5。

如图3-图5所示，本例中，所述第一主天线31通过第一外置双工器311连接在所述第一主天线端口T11上；所述第二主天线32通过第二外置双工器321连接在所述第二主天线端口T12上；

所述第一副天线33通过第三外置双工器331连接在所述第一副天线端口T21上，所述第二副天线34通过第四外置双工器341连接在第二副天线端口T22上；

所述主天线开关选择模块13的第三主天线端口T13连接到所述副天线开关选择模块23上的其中一个副收发端口（第一副收发端口RT21）；将所述主天线开关选择模块13的其中一个外围端口（第一外围端口AUX1）连接到所述副天线开关选择模块23的第三副天线端口T23上。

本例中，上述第一外置双工器311、第二外置双工器321、第三外置双工器331、第四外置双工器341为公众所知，例如，其可以选择N77频率段或者N79频率段两组带阻滤波器组成。其作用是将发射和接收讯号相隔离，滤除干扰，保证接收和发射都能同时正常工作。避免本机发射信号传输到接收机。

本例中，上述第一主天线31、第二主天线32、第一副天线33、第二副天线34为SRS（英文名称：Sounding Reference Signal，中文名称：探测参考信号）天线。采用SRS天线可实现射频信号的轮发，SRS轮发指通信终端1000在哪根物理天线上发送SRS信息。终端发送SRS信息是用于基站探测终端位置和信道质量的方式之一。能够参与发送参考信号的天线数越多，信道估计就越准，进而能获得的速率越高；如果只在固定天线发送则会丢失其它天线信息，天线没有充分利用，难以获得最高的速率。本例中的射频前端模架构可以在4根天线上完成多种频率段的信号发送和接收。

例如，本例中，通过上述主射频前端模块1中的第一主信号收发电路中的第一功率放大器112a实现N77频段的射频信号的发送，通过第二主信号收发电路中的第二功率放大器112b实现N79频段的射频信号的发送。上述N77的频段的射频信号可通过第一主信号收发电路中第一匹配网络113a、第一射频收发开关12a、第一主滤波器14a后，经主天线开关选择模块13后选择第一主天线31、或者第二主天线32、或者第一副天线33、第二副天线34轮发出去。同样的，上述N79的频段的射频信号可通过第二主信号收发电路中第二匹配网络113b、第二射频收发开关12b、第二主滤波器14b后，经主天线开关选择模块13后选择第一主天线31、或者第二主天线32、或者第一副天线33、第二副天线34轮发出去。

接收射频信号时，其可以通过第一主天线31、或者第二主天线32、或者第一副天线33、第二副天线34接收到射频信号后，其可以通过多种链路接收射频信号，最终通过第一接收端口RX1、第二接收端口RX2、第三接收端口RX3、第四接收端口RX4接收到射频收发模块5中。

以下，将结合上述附图对本申请的工作状态进行具体解释说明。通过对上述主射频前端模块1和副射频前端模块2内各信号链路的选通，实现各射频信号的接收或者发送。

射频信号的接收通路描述如下：

第一接收通路：从第一主天线31接收射频信号，从第一主天线端口T11进入后，经主开关电路选通第一主收发端口RT11，经第一主滤波器14a滤波后，经第一射频收发开关12a传输到第一低噪声放大器111a放大后从第一接收端口RX1输出给射频接收模块。

第二接收通路：从第一主天线31接收射频信号，从第一主天线端口T11进入后，经主开关电路选通第二主收发端口RT12，经第二主滤波器14b滤波后，经第二射频收发开关12b传输到第二低噪声放大器111b放大后从第二接收端口RX2输出给射频接收模块。

第三、第四接收通路：从第一主天线31接收射频信号，从第一主天线端口T11进入后，经主开关电路选通第一外围端口AUX1，然后从第三副天线端口T23经过副开关电路选通第一副接收端口R21后，经过第一副滤波器221滤波后，经第三低噪声放大器211放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第五、六接收通路：从第一主天线31接收射频信号，从第一主天线端口T11进入后，经主开关电路选通第一外围端口AUX1，然后从第三副天线端口T23经过副开关电路选通第二副接收端口R22后，经过第二副滤波器222滤波后，经第四低噪声放大器212放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第七接收通路：从第二主天线32接收射频信号，从第二主天线端口T12进入后，经主开关电路选通第一主收发端口RT11，经第一主滤波器14a滤波后，经第一射频收发开关12a传输到第一低噪声放大器111a放大后从第一接收端口RX1输出给射频接收模块。

第八接收通路：从第二主天线32接收射频信号，从第二主天线端口T12进入后，经主开关电路选通第二主收发端口RT12，经第二主滤波器14b滤波后，经第二射频收发开关12b传输到第二低噪声放大器111b放大后从第二接收端口RX2输出给射频接收模块。

第九、第十接收通路：从第二主天线32接收射频信号，从第二主天线端口T12进入后，经主开关电路选通第一外围端口AUX1，然后从第三副天线端口T23经过副开关电路选通第一副接收端口R21后，经过第一副滤波器221滤波后，经第三低噪声放大器211放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第十一、第十二接收通路：从第二主天线32接收射频信号，从第二主天线端口T12进入后，经主开关电路选通第一外围端口AUX1，然后从第三副天线端口T23经过副开关电路选通第二副接收端口R22后，经过第二副滤波器222滤波后，经第四低噪声放大器212放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第十三、第十四接收通路：从第一副天线33接收射频信号，从第一副天线端口T21进入后，经副开关电路选通第一副接收端口R21，经过第一副滤波器221滤波后，经第三低噪声放大器211放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第十五、第十六接收通路：从第一副天线33接收射频信号，从第一副天线端口T21进入后，经副开关电路选通第二副接收端口R22，经过第二副滤波器222滤波后，经第四低噪声放大器212放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第十七、第十八接收通路：从第二副天线34接收射频信号，从第二副天线端口T22进入后，经副开关电路选通第一副接收端口R21，经过第一副滤波器221滤波后，经第三低噪声放大器211放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第十九、第二十接收通路：从第二副天线34接收射频信号，从第二副天线端口T22进入后，经副开关电路选通第二副接收端口R22，经过第二副滤波器222滤波后，经第四低噪声放大器212放大后从第三接收端口RX3或者第四接收端口RX4输出给射频接收模块。

第二十一接收通路：从第一副天线33接收射频信号，从第一副天线端口T21进入后，经副开关电路选通第一副收发端口RT21，从第三主天线端口T13进入主射频前端模块1，经主开关电路选通第一主收发端口RT11，经第一主滤波器14a滤波后，经第一射频收发开关12a传输到第一低噪声放大器111a放大后从第一接收端口RX1输出给射频接收模块。

第二十二接收通路：从第一副天线33接收射频信号，从第一副天线端口T21进入后，经副开关电路选通第一副收发端口RT21，从第三主天线端口T13进入主射频前端模块1，经主开关电路选通第二主收发端口RT12，经第二主滤波器14b滤波后，经第二射频收发开关12b传输到第二低噪声放大器111b放大后从第二接收端口RX2输出给射频接收模块。

第二十三接收通路：从第二副天线34接收射频信号，从第二副天线端口T22进入后，经副开关电路选通第一副收发端口RT21，从第三主天线端口T13进入主射频前端模块1，经主开关电路选通第一主收发端口RT11，经第一主滤波器14a滤波后，经第一射频收发开关12a传输到第一低噪声放大器111a放大后从第一接收端口RX1输出给射频接收模块。

第二十四接收通路：从第二副天线34接收射频信号，从第二副天线端口T22进入后，经副开关电路选通第一副收发端口RT21，从第三主天线端口T13进入主射频前端模块1，经主开关电路选通第二主收发端口RT12，经第二主滤波器14b滤波后，经第二射频收发开关12b传输到第二低噪声放大器111b放大后从第二接收端口RX2输出给射频接收模块。

上述接收通路表明其4条天线均可作为射频信号的接收天线，其可以通过主射频开关选择模块、副射频开关选择模块及射频收发开关的选择，实现多条通路接收射频信号，并最终从第一接收端口RX1、第二接收端口RX2、第三接收端口RX3、第四接收端口RX4中择一接收至射频收发模块5中。

射频信号的发送通路描述如下：

第一发送通路：射频收发模块5发送的N77频率段的射频信号经过第一射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第一功率放大器112a放大，经第一匹配网络113a进行阻抗匹配后，经过第一射频收发开关12a进入第一主滤波器14a滤波，经过主天线开关选通第一主天线端口T11，从第一主天线31上发送射频信号。

第二发送通路：射频收发模块5发送的N77频率段的射频信号经过第一射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第一功率放大器112a放大，经第一匹配网络113a进行阻抗匹配后，经过第一射频收发开关12a进入第一主滤波器14a滤波，经过主天线开关选通第二主天线端口T12，从第二主天线32上发射射频信号。

第三发送通路：射频收发模块5发送的N77频率段的射频信号经过第一射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第一功率放大器112a放大，经第一匹配网络113a进行阻抗匹配后，经过第一射频收发开关12a进入第一主滤波器14a滤波，经过主天线开关选通第三主天线端口T13，从第一副收发端口RT21进入副射频前端模块2，经副开关电路选通第一副天线端口T21，从第一副天线33上发送射频信号。

第四发送通路：射频收发模块5发送的N77频率段的射频信号经过第一射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第一功率放大器112a放大，经第一匹配网络113a进行阻抗匹配后，经过第一射频收发开关12a进入第一主滤波器14a滤波，经过主天线开关选通第三主天线端口T13，从第一副收发端口RT21进入副射频前端模块2，经副开关电路选通第二副天线端口T22，从第二副天线34上发送射频信号。

上述4个发送通路可以实现N77频率段的射频信号的轮发。

第五发送通路：射频收发模块5发送的N79频率段的射频信号经过第二射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第二功率放大器112b放大，经第二匹配网络113b进行阻抗匹配后，经过第二射频收发开关12b进入第二主滤波器14b滤波，经过主天线开关选通第一主天线端口T11，从第一主天线31上发送射频信号。

第六发送通路：射频收发模块5发送的N79频率段的射频信号经过第二射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第二功率放大器112b放大，经第二匹配网络113b进行阻抗匹配后，经过第二射频收发开关12b进入第二主滤波器14b滤波，经过主天线开关选通第二主天线端口T12，从第二主天线32上发射射频信号。

第七发送通路：射频收发模块5发送的N79频率段的射频信号经过第二射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第二功率放大器112b放大，经第二匹配网络113b进行阻抗匹配后，经过第二射频收发开关12b进入第二主滤波器14b滤波，经过主天线开关选通第三主天线端口T13，从第一副收发端口RT21进入副射频前端模块2，经副开关电路选通第一副天线端口T21，从第一副天线33上发送射频信号。

第八发送通路：射频收发模块5发送的N79频率段的射频信号经过第二射频发送端口进入主射频前端模块1，通过第二功率放大器112b放大，经第二匹配网络113b进行阻抗匹配后，经过第二射频收发开关12b进入第二主滤波器14b滤波，经过主天线开关选通第三主天线端口T13，从第一副收发端口RT21进入副射频前端模块2，经副开关电路选通第二副天线端口T22，从第二副天线34上发送射频信号。

上述4个发送通路可以实现N79频率段的射频信号的轮发。

综上，上述发送通路表明其4条天线均可作为射频信号的发送天线，其射频信号经过上述第一发送端口TX1或第二发送端口TX2传输进主射频前端模块1内，经放大、阻抗匹配、滤波等处理后，最终从上述4条天线中发出。

本例提供的通信终端1000，其对内部天线装置100上的射频前端架构进行优化，通过设置主射频前端模块1和副射频前端模块2；其在主射频前端模块1中通过两路主信号收发链路及主天线开关选择模块13，可工作在多天线工作模式下，其通过射频收发开关实现射频信号的接收或者发送，并通过天线开关选择模块，可选通相关的端口，以选通连接主天线链路和通过副射频前端模块2选通连接副天线链路，实现多条天线链路的选择，且每条天线链路的射频信号是可选择的。同时，通过副射频前端模块2中的两路副信号接收链路及副天线开关选择模块23，选通连接副天线链路和通过主射频前端模块1选通连接主天线链路，实现对多路射频信号的接收。本申请中射频前端架构结构相对简单，仅需两个射频前端模块即可实现对射频信号的多路发射和多路接收的同时，还能灵活控制和调整所需接入的不同的频段信号。并且，射频前端架构中的低噪声放大器均支持多频段信号的放大，可以实现在较少的射频前端模块中保证了1T4R、2T4R等功能的实现，保证了该射频前端架构丰富的功能实现，也降低射频前端架构的面积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种射频前端架构，其特征在于，包括主射频前端模块和副射频前端模块；

所述主射频前端模块包括主天线开关选择模块及至少两路主信号收发链路；至少两路所述主信号收发链路均连接所述主天线开关选择模块；

每路所述主信号收发链路包括依次设置的射频功放模块、射频收发开关、多频段主滤波器；

所述射频功放模块包括主低噪声放大器和功率放大器；所述功率放大器和所述主低噪声放大器连接所述射频收发开关；所述主低噪声放大器用于接收从射频收发开关传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块，所述主低噪声放大器支持多频段信号的放大；所述功率放大器用于接收射频收发模块发送的射频信号放大后输出至射频收发开关；

所述射频收发开关设于射频功放模块和所述多频段主滤波器之间，用于切换多频段主滤波器与所述主低噪声放大器或功率放大器的连接，以选择将多频段主滤波器连通所述主低噪声放大器或者所述功率放大器；

所述多频段主滤波器设于所述主天线开关选择模块和所述射频收发开关之间，用于将功率放大器放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块或者从所述主天线开关选择模块中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述主低噪声放大器；

所述主天线开关选择模块用于连接选通两路主信号收发链路和主天线或者连接副射频前端模块；

所述副射频前端模块包括副天线开关选择模块及至少两路副信号接收链路；

每路所述副信号接收链路均包括副低噪声放大器和多频段副滤波器；

所述副天线开关选择模块用于连接选通副天线或者主射频前端模块，用于接收主天线或者副天线的射频信号，或者将副天线接收的射频信号传递给主射频前端模块；所述多频段副滤波器用于将副天线开关选择模块接收到的射频信号进行滤波后传输给副低噪声放大器；所述副低噪声放大器用于接收从多频段副滤波器传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块，所述副低噪声放大器支持多频段信号的放大。

2.根据权利要求1所述的射频前端架构，其特征在于，所述主天线开关选择模块包括主开关电路、多个主天线端口、多个外围端口及多个主收发端口；

所述主开关电路用于连接选通所述主天线端口与所述主收发端口或所述外围端口；

所述主收发端口与所述主信号收发链路的多频段主滤波器连接，用于连接主天线或者连接到副射频前端模块的副天线开关选择模块，以选择连通主天线或者副天线至两路所述主信号接收链路；

所述外围端口用于连接到副射频前端模块，将主天线连通到副射频前端模块的副天线开关选择模块，将主天线接收到的信号传输给两路所述副信号接收链路。

3.根据权利要求2所述的射频前端架构，其特征在于，所述副天线开关选择模块包括副开关电路、多个副接收端口、副天线端口及副收发端口；

所述副开关电路用于选通所述副天线端口与所述副接收端口或所述副收发端口；

所述副接收端口与所述副信号接收链路的多频段副滤波器连接；

所述副天线端口用于连接副天线或者连接到主射频前端模块的主天线开关选择模块，以选择连通副天线或者主天线至两路所述副信号接收链路；

所述副收发端口用于连接到主射频前端模块，将副天线连通到主射频前端模块的主天线开关选择模块，将副天线连接至两路所述主信号接收链路。

4.根据权利要求1所述的射频前端架构，其特征在于，所述功率放大器和所述射频收发开关之间串接有匹配网络；

所述射频功放模块中的功率放大器用于接收射频收发模块发送的射频信号放大后输出给所述匹配网络，所述匹配网络用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至射频收发开关。

5.根据权利要求4所述的射频前端架构，其特征在于，至少两路所述主信号收发链路包括第一主信号收发链路和第二主信号收发链路；

所述第一主信号收发链路包括第一射频功放模块、第一射频收发开关、第一主滤波器；

所述第一射频功放模块包括第一低噪声放大器、第一功率放大器和第一匹配网络；所述第一功率放大器和所述第一射频收发开关之间串接第一匹配网络；所述第一低噪声放大器用于接收从第一射频收发开关传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块； 所述第一功率放大器用于接收射频收发模块发送的射频信号放大后输出给所述第一匹配网络，所述第一匹配网络用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至第一射频收发开关；

所述第一主滤波器设于所述主天线开关选择模块和第一射频收发开关之间，用于将第一功率放大器放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块或者从所述主天线开关选择模块中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述第一低噪声放大器；

所述第二主信号收发链路包括第二射频功放模块、第二射频收发开关、第二主滤波器；

所述第二射频功放模块包括第二低噪声放大器、第二功率放大器和第二匹配网络；所述第二功率放大器和所述第二射频收发开关之间串接第二匹配网络；所述第二低噪声放大器用于接收从第二射频收发开关传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块； 所述第二功率放大器用于接收射频收发模块发送的射频信号放大后输出给所述第二匹配网络，所述第二匹配网络用于将放大后的射频信号进行阻抗匹配后输出至第二射频收发开关；

所述第二主滤波器设于所述主天线开关选择模块和第二射频收发开关之间，用于将第二功率放大器放大后的射频信号进行滤波后传输给所述主天线开关选择模块或者从所述主天线开关选择模块中接收到的射频信号进行滤波后传输给所述第二低噪声放大器。

6.根据权利要求5所述的射频前端架构，其特征在于，所述第一功率放大器为支持N77或N79频率段的功率放大器，所述第二功率放大器为支持N79或N77频率段的功率放大器；所述第一低噪声放大器和所述第二低噪声放大器均可以支持N77和N79频率段射频信号的放大；

所述第一主滤波器、第二主滤波器为支持N77和N79频率段的带通滤波器。

7.根据权利要求5所述的射频前端架构，其特征在于，主射频前端模块上设有用于连接到射频收发模块的第一接收端口、第二接收端口、第一发送端口和第二发送端口；

所述第一接收端口设在所述第一低噪声放大器的输出端；所述第二接收端口设在所述第二低噪声放大器的输出端；所述第一发送端口设在所述第一功率放大器的输入端；所述第二发送端口设在所述第二功率放大器的输入端。

8.根据权利要求1所述的射频前端架构，其特征在于，至少两路所述副信号接收链路包括第一副信号接收链路和第二副信号接收链路；

所述第一副信号接收链路包括第三低噪声放大器和第一副滤波器；

所述第一副滤波器用于将副天线开关选择模块接收到的射频信号进行滤波后传输给第三低噪声放大器；所述第三低噪声放大器用于接收从第一副滤波器传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块；

所述第二副信号接收链路包括第四低噪声放大器和第二副滤波器；

所述第二副滤波器用于将副天线开关选择模块接收到的射频信号进行滤波后传输给第四低噪声放大器；所述第四低噪声放大器用于接收从第二副滤波器传输过来的射频信号，并将其放大后输出给射频收发模块。

9.根据权利要求8所述的射频前端架构，其特征在于，所述第一副滤波器、第二副滤波器为支持N77和N79频率段的带通滤波器；所述第三低噪声放大器和第四低噪声放大器均可以支持N77和N79频率段射频信号的放大。

10.根据权利要求8所述的射频前端架构，其特征在于，所述副射频前端模块还包括端口选择模块；所述端口选择模块包括内置选择开关、第三接收端口和第四接收端口；

所述内置选择开关用于选择接通第三接收端口、第四接收端口和所述第一副信号接收链路和所述第二副信号接收链路；

所述第三接收端口和所述第四接收端口用于连接到所述射频收发模块。

11.一种天线装置，包括基带模块、射频收发模块、射频前端构架及天线链路模块；其特征在于，所述射频前端构架为权利要求1-10中任意一项所述的射频前端架构。

12.根据权利要求11所述的天线装置，其特征在于，所述天线链路模块包括主天线链路及副天线链路；

所述主天线链路包括第一主天线和第二主天线；所述第一主天线连接在所述第一主天线端口上；所述第二主天线连接在所述第二主天线端口上；

所述副天线链路包括第一副天线及第二副天线；

所述第一副天线连接在所述第一副天线端口上，所述第二副天线连接在第二副天线端口上；

所述主天线开关选择模块的第三主天线端口连接到所述副天线开关选择模块上的其中一个副收发端口；将所述主天线开关选择模块的其中一个外围端口连接到所述副天线开关选择模块的第三副天线端口上。

13.一种通信终端，其特征在于，所述通信终端包括权利要求11-12中任意一项所述的天线装置。

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