CN112202459A - 载波聚合电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载波聚合电路，串联在天线与射频收发器之间，包含：天线功分模块，天线功分模块与天线相连，用于将天线收到的信号划分为多种频段；载波聚合模块，载波聚合模块串联在天线功分模块与射频收发器之间，用于多种频段的信号的载波聚合；增益补偿模块，增益补偿模块串联在载波聚合模块与射频收发器之间，用于补偿天线功分模块和载波聚合模块产生的损耗。本发明使用CAT4标准的天线设计方案，可实现CAT6标准的不同频带内的载波聚合，无需增加天线数量，降低天线和射频前端电路设计难度，并使整机的成本降低；同时，在同样的面积下更有利于提升天线间的空间隔离度，有效减少相互干扰。

Description

载波聚合电路

技术领域

本发明涉及信号传输带宽技术领域，特别涉及一种载波聚合电路。

背景技术

为了满足智能手机用户在LTE模式下峰值速率提升的需求，一种最直接的办法就是增加系统传输带宽，因此，LTE-Advanced系统引入一项增加传输带宽的技术，也就是CA（Carrier Aggregation，载波聚合），其技术分同一频带内的载波聚合和不同频带内的载波聚合。如果是同一频带内的载波聚合，其射频前端模块电路原理和现有技术的LTE CAT4变化不大，但由于很多运营商所拥有的同一频带内的连续频谱资源都比较少，很难完成在同一频带内的载波聚合，只能通过不同频带内的载波聚合来提升手机的下行速率。由于不同频带内的载波聚合需要不同频带同时工作，此时就需要把之前的全频带单天线拆分成两个天线，分别为高频天线和中低频天线，这就导致整机的天线由原来的2个天线（主+副天线）变成了4个天线（2个主+2个副天线）。

由于全面屏手机的流行，导致整机的天线面积越来越小，同时，为了提升手机的下载能力又需要增加天线数量，从而进一步增加了天线的设计难度和设计成本。由于天线的增加，相应的射频前端电路设计也需要配套增加，从而导致了整机成本的增加。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种载波聚合电路，串联在天线与射频收发器之间，包含：

天线功分模块，天线功分模块与天线相连，用于将天线收到的信号划分为多种频段；

载波聚合模块，载波聚合模块串联在天线功分模块与射频收发器之间，用于多种频段的信号的载波聚合；

增益补偿模块，增益补偿模块串联在载波聚合模块与射频收发器之间，用于补偿天线功分模块和载波聚合模块产生的损耗。

进一步，天线功分模块包含串联的第一天线功分器和第二天线功分器；

第一天线功分器的输入端和天线相连，第一天线功分器的中高频输出端与第二天线功分器的输入端相连，第一天线功分器的低频输出端和载波聚合模块相连，用于将天线收到的信号划分为中高频信号和低频信号；

第二天线功分器的输出端与载波聚合模块相连，第二天线功分器包含多个输出端，用于将第一天线功分器输出的中高频信号进一步划分为多种频段。

进一步，载波聚合模块包含：串联的射频开关和若干双工器；

射频开关的输入端和第一天线功分器的低频输出端相连，射频开关包含若干输出口，每个输出口对应一种频段，用于控制第一天线功分器的低频信号的通过；

若干双工器分别一一对应连接射频开关的若干输出口和第二天线功分器的多个输出端。

进一步，射频开关包含3个输出口，每个射频开关的输出口分别通过不同频段的第一天线功分器输出的低频信号。

进一步，增益补偿模块包含若干低噪声放大器，若干低噪声放大器与若干双工器一一对应，每个低噪声放大器串联在射频收发器与对应的双工器之间，用于补偿信号损耗。

进一步，增益补偿模块补偿的损耗为1~2dB。

进一步，天线为主天线和/或副天线。

根据本发明实施例的载波聚合电路，使用CAT4标准的天线设计方案，可实现CAT6标准的不同频带内的载波聚合，无需增加天线数量，降低天线和射频前端电路设计难度，并使整机的成本降低；同时，在同样的面积下更有利于提升天线间的空间隔离度，有效减少相互干扰。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1为根据本发明实施例载波聚合电路的系统框图；

图2为图1中的天线功分模块的电路原理图；

图3为图1中的载波聚合模块的电路原理图；

图4为图1中的增益补偿模块的低噪声放大器的电气接线图。

具体实施方式

以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。

首先，将结合图1~4描述根据本发明实施例的载波聚合电路，用于射频前端模块电路，其应用场景很广。

如图1所示，本发明实施例的载波聚合电路，具有串联在天线1与射频收发器5之间的天线功分模块2、载波聚合模块3和增益补偿模块4。天线功分模块2与天线1相连，用于将天线1收到的信号划分为多种频段，载波聚合模块3串联在天线功分模块2与射频收发器5之间，用于多种频段的信号的载波聚合，增益补偿模块4串联在载波聚合模块3与射频收发器5之间，用于补偿天线功分模块2和载波聚合模块3产生的损耗。

具体地，如图2所示，天线功分模块2包含串联的第一天线功分器21和第二天线功分器22。在本实施例中，第一天线功分器21选用型号为DPX202700DT-4162A1的天线功分器，第二天线功分器22选用型号为RFDIP1608070TM1T76的天线功分器。

进一步，如图2所示，第一天线功分器21的输入端和天线1相连，第一天线功分器21的中高频输出端与第二天线功分器22的输入端相连，第一天线功分器21的低频输出端和载波聚合模块3相连，用于将天线1收到的信号划分为中高频信号和低频信号；第二天线功分器22的输出端与载波聚合模块3相连，第二天线功分器22包含多个输出端，用于将第一天线功分器21输出的中高频信号进一步划分为多种频段。通过第一天线功分器21和第二天线功分器22，把单天线接收到的信号根据不同频带划分出来，从对应的接口分流出去，实现单天线模式下的不同频带内的载波聚合，降低天线和射频前端的设计难度。

具体地，如图1、3所示，载波聚合模块3包含：串联的射频开关31和若干双工器32。在本实施例中，射频开关31选用型号为MXD8638C的射频开关器件芯片；

进一步，如图3所示，射频开关31的输入端和第一天线功分器21的低频输出端相连，射频开关31包含若干输出口，每个输出口对应一种频段，用于控制第一天线功分器21的低频信号的通过；若干双工器32分别一一对应连接射频开关31的若干输出口和第二天线功分器22的多个输出端。在本实施例中，射频开关31包含3个输出口，每个射频开关31的输出口分别通过不同频段的第一天线功分器21输出的低频信号，从而能够兼容更多的低频信号做不同频带内的载波聚合。

进一步，由于采用了天线功分器，从而可以避免使用价格比较昂贵的四工器，大大降低了整机物料的成本。

具体地，如图1、4所示，增益补偿模块4包含若干低噪声放大器41，若干低噪声放大器41与若干双工器32一一对应，每个低噪声放大器41串联在射频收发器5与对应的双工器32之间，用于补偿信号损耗，在本实施例中，增益补偿模块4能够补偿1~2dB的信号损耗。在本实施例中，低噪声放大器41选用型号为AW15208的LTE低噪声放大器（Low NoiseAmplifier，LNA）芯片。

因此，通过天线功分模块2、载波聚合模块3和增益补偿模块4的组合，能够实现使用一个天线使不同频带同时工作，可用同样的电路方案应用于主天线和副天线，因此，只需要使用之前CAT4的两个LTE天线——单主天线加单副天线的设计方案，就可以实现CAT6标准的不同频带内的载波聚合，而无需增加天线数量，降低天线和射频前端电路设计难度，并使整机的成本降低。同时，由于简化了射频前端电路的设计，减少了天线的数量，从而可以减少PCB摆件面积，在同样的面积下更有利于提升天线间的空间隔离度，有效减少了相互干扰的问题。

当工作时，使用第一天线功分器21把天线1接收到的全频段信号根据不同频带划分出来，通过器件频率选择功能，分别输出698~960MHz频率范围的低频信号和1710~2700MHz频率范围的中高频信号。其中，中高频信号输入第二天线功分器22，通过器件频率选择功能，分别输出2500-2690MHz频率范围和1710~1880MHz频率范围的信号，实现了1710~1880MHz和2500~2690MHz两个频带范围的射频信号同时工作，实现不同频带内的载波聚合；同时，低频信号输出到射频开关31，通过其时分复用的功能，分别输出3种频段的射频信号，通过各自对应的双工器32，实现698~960MHz频率范围内的不同频段，如824~894MHz、880~960MHz、791~862MHz，并分别与1710~1880MHz、2500~2690MHz的射频信号同时工作，从而实现不同频带内的载波聚合。继而，698-960MHz;1710-1880;2500-2690MHz三个频带范围的信号在输入到射频收发器5前，经低噪声放大器41补偿因第一天线功分器21、第二天线功分器22和射频开关31所带来的1-2dB的损耗。

以上，参照图1~4描述了根据本发明实施例的载波聚合电路，使用CAT4标准的天线设计方案，可实现CAT6标准的不同频带内的载波聚合，无需增加天线数量，降低天线和射频前端电路设计难度，并使整机的成本降低；同时，在同样的面积下更有利于提升天线间的空间隔离度，有效减少相互干扰。

需要说明的是，在本说明书中，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“包含……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种载波聚合电路，串联在天线与射频收发器之间，其特征在于，包含：

天线功分模块，所述天线功分模块与所述天线相连，用于将所述天线收到的信号划分为多种频段；

载波聚合模块，所述载波聚合模块串联在所述天线功分模块与所述射频收发器之间，用于所述多种频段的信号的载波聚合；

增益补偿模块，所述增益补偿模块串联在所述载波聚合模块与所述射频收发器之间，用于补偿所述天线功分模块和所述载波聚合模块产生的损耗。

2.如权利要求1所述载波聚合电路，其特征在于，所述天线功分模块包含串联的第一天线功分器和第二天线功分器；

所述第一天线功分器的输入端和所述天线相连，所述第一天线功分器的中高频输出端与所述第二天线功分器的输入端相连，所述第一天线功分器的低频输出端和所述载波聚合模块相连，用于将所述天线收到的信号划分为中高频信号和低频信号；

所述第二天线功分器的输出端与所述载波聚合模块相连，所述第二天线功分器包含多个输出端，用于将所述第一天线功分器输出的中高频信号进一步划分为多种频段。

3.如权利要求2所述载波聚合电路，其特征在于，所述载波聚合模块包含：串联的射频开关和若干双工器；

所述射频开关的输入端和所述第一天线功分器的低频输出端相连，所述射频开关包含若干输出口，每个所述输出口对应一种频段，用于控制所述第一天线功分器的低频信号的通过；

所述若干双工器分别一一对应连接所述射频开关的若干输出口和所述第二天线功分器的多个输出端。

4.如权利要求3所述载波聚合电路，其特征在于，所述射频开关包含3个输出口，每个所述射频开关的输出口分别通过不同频段的所述第一天线功分器输出的低频信号。

5.如权利要求3所述载波聚合电路，其特征在于，所述增益补偿模块包含若干低噪声放大器，所述若干低噪声放大器与所述若干双工器一一对应，所述每个低噪声放大器串联在所述射频收发器与对应的所述双工器之间，用于补偿信号损耗。

6.如权利要求4所述载波聚合电路，其特征在于，所述增益补偿模块补偿的损耗为1~2dB。

7.如权利要求1所述载波聚合电路，其特征在于，所述天线为主天线和/或副天线。

Images