CN113381783A - 一种射频前端电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频前端电路,包括第一耦合模块、发射电路模块、接收电路模块、第二耦合模块和天线。通过第二耦合模块将反射信号划分为两路信号,通过第二耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第一耦合模块的相移特性,使得由第一耦合模块合成的两路反射信号的相位相反,能够相互抵消,从而消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响;通过第一耦合模块将发射信号划分为两路信号,通过第一耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第二耦合模块的相移特性,使得最终由第二耦合模块合成的两路发射信号的相位相同,在消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响下,能够保证发射信号能够正常发送。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,具体地说,涉及一种射频前端电路。
背景技术
在无线通信以及无线局域网通信系统中,射频前端电路具有收发无线信号的重要作用。射频前端电路一般由功率放大器、低噪放大器、射频开关、滤波器、天线等射频器件组成。其中,天线往往需要通过扣线安装到线路板上,在面临跌落或剧烈的震动时天线很容易脱落,导致发射信号被反射回来,被天线接收后进入射频前端电路,反射信号的能量影响射频芯片,导致电路故障。
发明内容
为了解决上述问题,本发明实施例提出一种射频前端电路,能够抵消天线异常时产生的反射信号的能量,保证电路正常工作。
本发明实施例提供一种射频前端电路,包括:第一耦合模块、发射电路模块、接收电路模块、第二耦合模块和天线,其中,
所述第一耦合模块的第一端用于连接射频芯片,所述第一耦合模块的隔离端接地,所述第一耦合模块的第二端与所述发射电路模块的第一输入/输出端连接,所述第一耦合模块的第三端与所述接收电路模块的第一输入/输出端连接;
所述发射电路模块的第二输入/输出端与所述第二耦合模块的第一端连接,所述接收电路模块的第二输入/输出端与所述第二耦合模块的第二端连接,所述第二耦合模块的隔离端接地,所述第二耦合模块的第三端与所述天线连接;
所述天线用于接收反射信号;
所述第二耦合模块用于将所述天线异常时产生的反射信号分为相位不同的第一反射信号和第二反射信号;
所述发射电路模块用于调整所述第一反射信号的相位,生成第三反射信号;
所述接收电路模块用于调整所述第二反射信号的相位,生成第四反射信号;
所述第一耦合模块用于将所述第三反射信号和所述第四反射信号调整为相位相反的两路反射信号,并对所述相位相反的两路反射信号进行合成。
作为一种优选方式,所述射频芯片用于生成发射信号;
所述第一耦合模块用于将所述射频芯片生成的发射信号分为相位不同的第一发射信号和第二发射信号;
所述发射电路模块用于调整所述第一发射信号的相位,生成第三发射信号;
所述接收电路模块用于调整所述第二发射信号的相位,生成第四发射信号;
所述第二耦合模块用于将所述第三发射信号和所述第四发射信号调整为相位相同的两路发射信号,并合成所述相位相同的两路发射信号;
所述天线用于发送合成后的发射信号。
作为一种优选方式,所述发射电路模块包括:第一功分单元、第一移相单元、第一放大单元、第二移相单元和第二功分单元,其中,
所述第一功分单元的第一输入/输出端与所述发射电路模块的第一输入/输出端连接;
所述第一功分单元的第二输入/输出端与所述第一移相单元的第一端连接,所述第一移相单元的第二端与所述第二功分单元的第一输入/输出端连接;
所述第一功分单元的第三输入/输出端与所述第一放大单元的输入端连接,所述第一放大单元的输出端与所述第二移相单元的第一端连接,所述第二移相单元的第二端与所述第二功分单元的第二输入/输出端连接,所述第二功分单元的第三输入/输出端与所述发射电路模块的第二输入/输出端连接;
所述第一功分单元用于将所述第一发射信号分配为第一功分发射信号和第二功分发射信号;
所述第一移相单元用于调整所述第一功分发射信号的相位;
所述第一放大单元用于放大所述第二功分发射信号的功率;
所述第二移相单元用于调整放大后的第二功分发射信号的相位;
所述第二功分单元用于将调整相位后的第一功分发射信号和调整相位后的第二功分发射信号合成为所述第三发射信号;
所述第二功分单元还用于将所述第一反射信号分配为第一功分反射信号和第二功分反射信号;
所述第一移相单元还用于调整所述第一功分反射信号的相位;
所述第二移相单元还用于调整所述第二功分反射信号的相位;
所述第一放大单元还用于截止调整相位后的第二功分反射信号;
所述第二功分单元还用于将调整相位后的第一功分反射信号输出为所述第三反射信号。
进一步地,所述接收电路模块包括:第三功分单元、第三移相单元、第二放大单元、第四移相单元和第四功分单元;
所述第三功分单元的第一输入/输出端与所述接收电路模块的第一输入/输出端连接;
所述第三功分单元的第二输入/输出端与所述第三移相单元的第一端连接,所述第三移相单元的第二端与所述第二放大单元的输出端连接,所述第二放大单元的输入端与所述第四功分单元的第一输入/输出端连接;
所述第三功分单元的第三输入/输出端与所述第四移相单元的第一端连接,所述第四移相单元的第二端与所述第四功分单元的第二输入/输出端连接,所述第四功分单元的第三输入/输出端与所述接收电路模块的第二输入/输出端连接;
所述第三功分单元用于将所述第二发射信号分配为第三功分发射信号和第四功分发射信号;
所述第三移相单元用于调整所述第三功分发射信号的相位;
所述第二放大单元用于截止调整相位后的第三功分发射信号;
所述第四移相单元用于调整所述第四功分发射信号的相位;
所述第四功分单元用于将调整相位后的第四功分发射信号输出为所述第四发射信号;
所述第四功分单元还用于将所述第二反射信号分配为第三功分反射信号和第四功分反射信号;
所述第二放大单元还用于截止所述第三功分反射信号;
所述第四移相单元还用于调整所述第四功分反射信号的相位;
所述第二功分单元还用于将调整相位后的第四功分反射信号输出为所述第四反射信号。
作为一种优选方式,所述电路还包括第一电阻和第二电阻;
所述第一耦合模块的隔离端通过所述第一电阻接地;
所述第二耦合模块的隔离端通过所述第二电阻接地。
优选地,所述第一耦合模块包括第一耦合器;
所述第一耦合器的输入端与所述第一耦合模块的第一端连接;
所述第一耦合器的隔离端与所述第一耦合模块的隔离端连接;
所述第一耦合器的直通端与所述第一耦合模块的第二端连接;
所述第一耦合器的耦合端与所述第一耦合模块的第三端连接。
优选地,所述第二耦合模块包括第二耦合器;
所述第二耦合器的耦合端与所述第二耦合模块的第一端连接;
所述第二耦合器的隔离端与所述第二耦合模块的隔离端连接;
所述第二耦合器的直通端与所述第二耦合模块的第二端连接;
所述第二耦合器的输入端与所述第二耦合模块的第三端连接。
优选地,所述第一功分单元包括第一功分器,所述第一功分器的第一输入/输出端与所述第一功分单元的第一输入/输出端连接,所述第一功分器的第二输入/输出端与所述第一功分单元的第二输入/输出端连接,所述第一功分器的第三输入/输出端与所述第一功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第二功分单元包括第二功分器,所述第二功分器的第一输入/输出端与所述第二功分单元的第一输入/输出端连接,所述第二功分器的第二输入/输出端与所述第二功分单元的第二输入/输出端连接,所述第二功分器的第三输入/输出端与所述第二功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第三功分单元包括第三功分器,所述第三功分器的第一输入/输出端与所述第三功分单元的第一输入/输出端连接,所述第三功分器的第二输入/输出端与所述第三功分单元的第二输入/输出端连接,所述第三功分器的第三输入/输出端与所述第三功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第四功分单元包括第四功分器,所述第四功分器的第一输入/输出端与所述第四功分单元的第一输入/输出端连接,所述第四功分器的第二输入/输出端与所述第四功分单元的第二输入/输出端连接,所述第四功分器的第三输入/输出端与所述第四功分单元的第三输入/输出端连接。
优选地,所述第一放大单元包括功率放大器,所述功率放大器的输入端与所述第一放大单元的输入端连接,所述功率放大器的输出端与所述第一放大单元的输出端连接;
所述第二放大单元包括低噪声放大器,所述低噪声放大器的输入端与所述第二放大单元的输入端连接,所述低噪声放大器的输出端与所述第二放大单元的输出端连接。
优选地,所述第一移相单元包括微带线或移相器;
所述第二移相单元包括微带线或移相器;
所述第三移相单元包括微带线或移相器;
所述第四移相单元包括微带线或移相器。
本发明实施例提供了一种射频前端电路,包括第一耦合模块、发射电路模块、接收电路模块、第二耦合模块和天线。通过第二耦合模块将反射信号划分为两路信号,通过第二耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第一耦合模块的相移特性,使得由第一耦合模块合成的两路反射信号的相位相反,能够相互抵消,从而消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响,保证电路能够正常工作。通过第一耦合模块将发射信号划分为两路信号,通过第一耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第二耦合模块的相移特性,使得最终由第二耦合模块合成的两路发射信号的相位相同,在消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响下,能够保证发射信号能够正常发送。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种射频前端电路的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种发射电路模块结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种接收电路模块结构示意图;
图4是本发明另一实施例提供的一种射频前端电路的电路原理图。
具体实施方式
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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种射频前端电路,参见图1所示,是本发明实施例提供的一种射频前端电路的结构示意图,所属电路包括:第一耦合模块、发射电路模块、接收电路模块、第二耦合模块和天线,其中,
所述第一耦合模块的第一端用于连接射频芯片,所述第一耦合模块的隔离端接地,所述第一耦合模块的第二端与所述发射电路模块的第一输入/输出端连接,所述第一耦合模块的第三端与所述接收电路模块的第一输入/输出端连接;
所述发射电路模块的第二输入/输出端与所述第二耦合模块的第一端连接,所述接收电路模块的第二输入/输出端与所述第二耦合模块的第二端连接,所述第二耦合模块的隔离端接地,所述第二耦合模块的第三端与所述天线连接;
所述天线用于接收反射信号;
所述第二耦合模块用于将所述天线异常时产生的反射信号分为相位不同的第一反射信号和第二反射信号;
所述发射电路模块用于调整所述第一反射信号的相位,生成第三反射信号;
所述接收电路模块用于调整所述第二反射信号的相位,生成第四反射信号;
所述第一耦合模块用于将所述第三反射信号和所述第四反射信号调整为相位相反的两路反射信号,并对所述相位相反的两路反射信号进行合成。
在本实施例具体实施时,天线接收到反射信号,并将反射信号传输给第二耦合模块的第三端,第二耦合模块将第三端接收的反射信号分成两路信号,分别为第一反射信号和第二反射信号,第一反射信号的相移为第二反射信号的相移为
第一耦合模块接收第二端的第三反射信号,并调整第三反射信号相位产生相移第一耦合模块接收第三端的第四反射信号,并调整第四反射信号相位产生相移经相移后的第三反射信号的总相移为经相移后的第四反射信号的总相移为通过对第二耦合模块产生的相移、发射电路产生的相移、接收模块产生的相移和第一耦合模块产生的相移进行设计,使得其中,i>0,k≥0;即相移后的第三反射信号与相移后的第四反射信号反相;第一耦合模块将相移后的第三反射信号与相移后的第四反射信号合并为一路信号输出到第一端,相移后的第三反射信号与相移后的第四反射信号反相,因此,可通过控制第一耦合器分出的第一反射信号与第二反射信号的信号强度,通过第一耦合模块合并时,两路反射信号能量互相抵消。
通过第二耦合模块将反射信号划分为两路信号,通过第二耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第一耦合模块的相移特性,使得最终由第一耦合模块合成的两路反射信号的相位相反,能够相互抵消,从而消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响,保证电路能够正常工作。
在本发明提供的另一实施例中,所述射频芯片用于生成发射信号;
所述第一耦合模块用于将所述射频芯片生成的发射信号分为相位不同的第一发射信号和第二发射信号;
所述发射电路模块用于调整所述第一发射信号的相位,生成第三发射信号;
所述接收电路模块用于调整所述第二发射信号的相位,生成第四发射信号;
所述第二耦合模块用于将所述第三发射信号和所述第四发射信号调整为相位相同的两路发射信号,并合成所述相位相同的两路发射信号;
所述天线用于发送合成后的发射信号。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,射频芯片生成发射信号,并将发射信号传输给第二耦合模块的第一端,第一耦合模块将接收的发射信号分配为第一发射信号和第二发射信号,第一发射信号的相移为第二发射信号的相移为
第二耦合模块接收第一端的第三发射信号,并调整第三发射信号相位产生相移第二耦合模块接收第二端的第四发射信号,并调整第四发射信号相位产生相移经相移后的第三发射信号的总相移为经相移后的第四发射信号的总相移为并对第一耦合模块产生的相移、发射电路产生的相移、接收模块产生的相移和第二耦合模块产生的相移进行设计,使得其中,j≥0,即相移后的第三发射信号与相移后的第四发射信号同相;第二耦合模块将相移后的第三发射信号与相移后的第四发射信号反相合并为一路信号输出到第三端,相移后的第三发射信号与相移后的第四发射信号同相,因此,通过第二耦合模块合并时,两路发射信号能量强度叠加,发射信号可正常发送。
通过第一耦合模块将发射信号划分为两路信号,通过第一耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第二耦合模块的相移特性,使得最终由第二耦合模块合成的两路发信号的相位相同,在消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响下,能够保证发射信号能够正常发送。
在本发明提供的又一实施例中,所述发射电路模块包括:第一功分单元、第一移相单元、第一放大单元、第二移相单元和第二功分单元,其中,
所述第一功分单元的第一输入/输出端与所述发射电路模块的第一输入/输出端连接;
所述第一功分单元的第二输入/输出端与所述第一移相单元的第一端连接,所述第一移相单元的第二端与所述第二功分单元的第一输入/输出端连接;
所述第一功分单元的第三输入/输出端与所述第一放大单元的输入端连接,所述第一放大单元的输出端与所述第二移相单元的第一端连接,所述第二移相单元的第二端与所述第二功分单元的第二输入/输出端连接,所述第二功分单元的第三输入/输出端与所述发射电路模块的第二输入/输出端连接;
所述第一功分单元用于将所述第一发射信号分配为第一功分发射信号和第二功分发射信号;
所述第一移相单元用于调整所述第一功分发射信号的相位;
所述第一放大单元用于放大所述第二功分发射信号的功率;
所述第二移相单元用于调整放大后的第二功分发射信号的相位;
所述第二功分单元用于将调整相位后的第一功分发射信号和调整相位后的第二功分发射信号合成为所述第三发射信号;
所述第二功分单元还用于将所述第一反射信号分配为第一功分反射信号和第二功分反射信号;
所述第一移相单元还用于调整所述第一功分反射信号的相位;
所述第二移相单元还用于调整所述第二功分反射信号的相位;
所述第一放大单元还用于截止调整相位后的第二功分反射信号;
所述第二功分单元还用于将调整相位后的第一功分反射信号输出为所述第三反射信号。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,参见图2所示,是本发明实施例提供的一种发射电路模块结构示意图,所述发射电路模块包括第一功分单元、第一移相单元、第一放大单元、第二移相单元和第二功分单元;第一功分单元的第一输入/输出端与发射电路模块的第一输入/输出端连接;第一功分单元的第二输入/输出端与第一移相单元的第一端连接,第一移相单元的第二端与第二功分单元的第一输入/输出端连接;第一功分单元的第三输入/输出端与第一放大单元的输入端连接,第一放大单元的输出端与第二移相单元的第一端连接,第二移相单元的第二端与第二功分单元的第二输入/输出端连接,第二功分单元的第三输入/输出端与发射电路模块的第二输入/输出端连接;
发射电路单元在传输反射信号时,第二功分单元将其第三输入/输出端接收的第一反射信号分配为第一功分反射信号和第二功分反射信号;其中,第一功分反射信号由第一移相单元的第二端输入,由第一移相单元的第一端输出,产生的相移;第二功分反射信号在经过第一放大单元时,从第一放大单元的输出端输入,因此被第一放大单元截止;第一功分反射信号经过第一移相单元的相移后,由第一功分单元的第二输入/输出端输入,由第一功分单元的第一输入/输出端输出到第一耦合模块的第二端。
发射电路单元在传输发射信号时,第一功分的单元将其第一输入/输出端输入的第一发射信号分为第一功分发射信号和第二功分发射信号;其中,第一功分发射信号由第一移相单元的第一端输入,由第一移相单元的第二端输出,产生的相移;第二功分发射信号,从第一放大单元的输入端输入,从第一放大单元的输出端输出,被第一放大单元放大功率,再由第二移相单元的第一端输入,由第二移相单元的第二端输出,产生的相移;发生相移的第一功分发射信号和发生相移的第二功分发射信号经过第二功分单元的合并,由第二功分单元的第三输入/输出端输出到第二耦合模块的第一端,第一发射信号经过发射电路模块总相移为
发射电路模块在传输反射信号和传输发射信号时,发射信号和反射信号经过的电路不同,产生不同的相移。
在本发明提供的又一实施例中,所述接收电路模块包括:第三功分单元、第三移相单元、第二放大单元、第四移相单元和第四功分单元;
所述第三功分单元的第一输入/输出端与所述接收电路模块的第一输入/输出端连接;
所述第三功分单元的第二输入/输出端与所述第三移相单元的第一端连接,所述第三移相单元的第二端与所述第二放大单元的输出端连接,所述第二放大单元的输入端与所述第四功分单元的第一输入/输出端连接;
所述第三功分单元的第三输入/输出端与所述第四移相单元的第一端连接,所述第四移相单元的第二端与所述第四功分单元的第二输入/输出端连接,所述第四功分单元的第三输入/输出端与所述接收电路模块的第二输入/输出端连接;
所述第三功分单元用于将所述第二发射信号分配为第三功分发射信号和第四功分发射信号;
所述第三移相单元用于调整所述第三功分发射信号的相位;
所述第二放大单元用于截止调整相位后的第三功分发射信号;
所述第四移相单元用于调整所述第四功分发射信号的相位;
所述第四功分单元用于将调整相位后的第四功分发射信号输出为所述第四发射信号;
所述第四功分单元还用于将所述第二反射信号分配为第三功分反射信号和第四功分反射信号;
所述第二放大单元还用于截止所述第三功分反射信号;
所述第四移相单元还用于调整所述第四功分反射信号的相位;
所述第二功分单元还用于将调整相位后的第四功分反射信号输出为所述第四反射信号。
在本实施例具体实施时,参见图3所示,是本发明实施例提供的一种接收电路模块结构示意图,接收电路模块包括:第三功分单元、第三移相单元、第二放大单元、第四移相单元和第四功分单元;第三功分单元的第一输入/输出端与接收电路模块的第一输入/输出端连接;第三功分单元的第二输入/输出端与第三移相单元的第一端连接,第三移相单元的第二端与第二放大单元的输出端连接,第二放大单元的输入端与第四功分单元的第一输入/输出端连接;第三功分单元的第三输入/输出端与第四移相单元的第一端连接,第四移相单元的第二端与第四功分单元的第二输入/输出端连接,第四功分单元的第三输入/输出端与接收电路模块的第二输入/输出端连接;
接收电路单元在传输反射信号时,第四功分单元将其第三输入/输出端接收的第二反射信号分配为第三功分反射信号和第四功分反射信号;其中,第三功分反射信号由第二放大单元的输入端输入,由第二放大单元的输出端输出,但是第二放大单元在射频前端电路在发射状态时,处于截止状态,因此,第三功分反射信号被截止;第四功分反射信号从第四移相单元的第二端输入,从第四移相单元的第一端输出,产生相移;第四功分反射信号经过第四移相单元的相移后,由第三功分单元的第三输入/输出端输入,由第三功分单元的第一输入/输出端输出到第一耦合模块的第三端,第二反射信号由接收电路模块的第二输入/输出端输入,再由接收电路模块的第一输入/输出端输出到第一耦合模块的第三端,第二反射信号经过发射电路模块总相移为
在具体工作时,第三功分单元将其第一输入/输出端输入的第二发射信号分配为第三功分发射信号和第四功分发射信号;其中,第三功分发射信号由第三移相单元的第一端输入,由第一移相单元的第二端输出,再由第二放大单元的输出端输入,从第二放大单元的输入端输出,被第二放大单元截止;第四功分发射信号,由第四移相单元的第一端输入,由第四移相单元的第二端输出,产生的相移;发生相移的第四功分发射信号由第四功分单元的第二输入/输出端输入,由第四功分单元的第三输入/输出端输出到第二耦合模块的第二端,第二发射信号经过接收电路模块总相移为
接收电路模块在传输反射信号和传输发射信号时,发射信号和反射信号经过的电路不同,产生不同的相移。
在本发明提供的又一实施例中,所述电路还包括第一电阻和第二电阻;
所述第一耦合模块的隔离端通过所述第一电阻接地;
所述第二耦合模块的隔离端通过所述第二电阻接地。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,在第一耦合模块和第二耦合模块隔离端的分别接一个接地电阻,作为限流电阻,避免隔离端电流过大。
在本发明提供的又一实施例中,所述第一耦合模块包括第一耦合器;
所述第一耦合器的输入端与所述第一耦合模块的第一端连接;
所述第一耦合器的隔离端与所述第一耦合模块的隔离端连接;
所述第一耦合器的直通端与所述第一耦合模块的第二端连接;
所述第一耦合器的耦合端与所述第一耦合模块的第三端连接。
进一步地,所述第二耦合模块包括第二耦合器;
所述第二耦合器的耦合端与所述第二耦合模块的第一端连接;
所述第二耦合器的隔离端与所述第二耦合模块的隔离端连接;
所述第二耦合器的直通端与所述第二耦合模块的第二端连接;
所述第二耦合器的输入端与所述第二耦合模块的第三端连接。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,第一耦合模块包括第一耦合器,第一耦合器的输入端与第一耦合模块的第一端连接;第一耦合器的隔离端与第一耦合模块的隔离端连接;第一耦合器的直通端与第一耦合模块的第二端连接;第一耦合器的耦合端与第一耦合模块的第三端连接。
其中,第一耦合器将输入端输入的初始相位为0的发射信号分为两路相位分别-90°和-180°的两路信号,分别由直通端和耦合端输出;第一耦合器的直通端和耦合端也可接收两路反射信号,并分别调整两路反射信号的相位,使两路反射信号分别产生-90°和-180°的相移,并将相移后的两路信号进行合并。
第一耦合模块可为一具有上述耦合器件,也有由多个耦合器构成具有上述功能的模块。
第一耦合模块能够进行信号分配和信号合成,并能够调整信号的相位;能将发射信号分配为两路信号不等的发射信号;能将第三反射信号和第四反射信号调整为相位相反的两路信号,并合并,使反射信号能量抵消,避免反射信号传输到射频芯片中,对射频芯片产生影响。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,第二耦合模块包括第二耦合器,第二耦合器的耦合端与第二耦合模块的第一端连接;第二耦合器的隔离端与第二耦合模块的隔离端连接;第二耦合器的直通端与第二耦合模块的第二端连接;第二耦合器的输入端与第二耦合模块的第三端连接。
其中,第二耦合器将输入端输入的初始相位为0的反射信号分为两路相位分别-90°和-180°的两路信号,分别由直通端和耦合端输出;第二耦合器的直通端和耦合端也可接收两路发射信号,并分别调整两路发射信号的相位,使两路发射信号分别产生-90°和-180°的相移,并将相移后的两路信号进行合并。
第一耦合模块可为一具有上述耦合器件,也有由多个元器件构成的具有上述功能的模块。
第二耦合模块能够进行信号分配和信号合成,并能够调整信号的相位;能将反射信号分配为相位不等的两路信号;能将第三发射信号和第四发射信号调整为相位相通的两路信号,使发射信号能量合并,通过天线正常发射。
在本发明提供的又一实施例中,所述第一功分单元包括第一功分器,所述第一功分器的第一输入/输出端与所述第一功分单元的第一输入/输出端连接,所述第一功分器的第二输入/输出端与所述第一功分单元的第二输入/输出端连接,所述第一功分器的第三输入/输出端与所述第一功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第二功分单元包括第二功分器,所述第二功分器的第一输入/输出端与所述第二功分单元的第一输入/输出端连接,所述第二功分器的第二输入/输出端与所述第二功分单元的第二输入/输出端连接,所述第二功分器的第三输入/输出端与所述第二功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第三功分单元包括第三功分器,所述第三功分器的第一输入/输出端与所述第三功分单元的第一输入/输出端连接,所述第三功分器的第二输入/输出端与所述第三功分单元的第二输入/输出端连接,所述第三功分器的第三输入/输出端与所述第三功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第四功分单元包括第四功分器,所述第四功分器的第一输入/输出端与所述第四功分单元的第一输入/输出端连接,所述第四功分器的第二输入/输出端与所述第四功分单元的第二输入/输出端连接,所述第四功分器的第三输入/输出端与所述第四功分单元的第三输入/输出端连接。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,第一功分单元、第二功分单元、第三功分单元和第四功分单元均具有第一输入/输出端、第二输入/输出端和第三输入/输出端,能够进行信号的分配与合成,可由一具有信号分配和合成的功分器构成,也可由也有由多个元器件构成的具有上述功能的模块。
在本发明提供的又一实施例中,所述第一放大单元包括功率放大器,所述功率放大器的输入端与所述第一放大单元的输入端连接,所述功率放大器的输出端与所述第一放大单元的输出端连接;
所述第二放大单元包括低噪声放大器,所述低噪声放大器的输入端与所述第二放大单元的输入端连接,所述低噪声放大器的输出端与所述第二放大单元的输出端连接。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,第一放大单元为功率放大器,功率放大器的输入端与第一放大器的输入端连接,功率放大器的输出端与第一放大器的输出端连接,功率放大器能够用于调节信号功率幅度,放大发射信号的输出功率。
第一放大单元为低噪声放大器,低噪声放大器的输入端与第二放大器的输入端连接,低噪声放大器的输出端与第二放大器的输出端连接,低噪声放大器在射频前端电路中用于放大天线接收的接收信号功率,但在本电路中,在天线接收反射信号时,射频前端电路处于发射状态,低噪声放大器处于截止状态,能够截止第四功分单元分配的一路反射信号。
需要说明的是,第一放大单元和第二放大单元也可是MOS管和/或晶体管构成的具有上述功能模块。
在本发明提供的又一实施例中,所述第一移相单元包括微带线或移相器;
所述第二移相单元包括微带线或移相器;
所述第三移相单元包括微带线或移相器;
所述第四移相单元包括微带线或移相器。
结合上述实施例,在本实施例具体实施时,第一移相单元、第二移相单元、第三移相单元和第四移相单元可采用具有相移功能的移相器或微带线,为方便使用也可采用可调移相器代替。
在本发明提供的又一实施例中,参见图4所示,是本发明另一实施例提供的一种射频前端电路的电路原理图;
其中,耦合器1和耦合器2组成发射信号和反射信号的分配和合成单元;功分器1、微带线1、功率放大器、微带线2和功分器2构成发射电路模块;功分器3、微带线3、低噪声放大器、微带线4和功分器4构成接收电路模块;
耦合器1的输入端用于与射频芯片连接,耦合器1的接地端通过接地电阻R1接地,耦合器1的直通端与发射电路模块的功分器1的第一输入/输出端连接,耦合器1的耦合端与接收电路模块的功分器3的第一输入/输出端连接;
功分器1的第二输入/输出端与微带线1的输入端连接,微带线1的第二端与功分器的2的第一输入/输出端连接;功分器1的第三输入/输出端与功率放大器的输入端连接,功率放大器的输出端与微带线2的输入端连接,微带线2的输出端与功分器2的第二输入/输出端连接;功分器2的第三输入/输出端与耦合器2的耦合端连接;
功分器3的第二输入/输出端与微带线3的输入端连接,微带线3的第二端与低噪声放大器的输出端连接,低噪声放大器的输入端与功分器的4的第一输入/输出端连接;功分器3的第三输入/输出端与微带线4的输入端连接,微带线4的输出端与功分器4的第二输入/输出端连接;功分器4的第三输入/输出端与耦合器2的直通端连接;
耦合器2的输入端与天线连接,耦合器2的隔离端通过接地电阻R2接地。
射频前端电路的工作原理具体为:当天线未正常安装时,天线接收反射信号,并将反射信号传输给耦合器2,耦合器2将相位为0的反射信号分配为第一反射信号和第二反射信号,其中第一反射信号的相位为-180°,第二反射信号的相位为-90°;第一反射信号由功分器3经过微带线1产生相移为-225°,经功分器1输入到耦合器1的直通端,产生相移-90°;第二反射信号由功分器4的经过微带线4产生相移为-45°,经功分器1输入到耦合器1的耦合端,产生相移-180°;
因此在耦合器1合并的两路反射信号的总相移分别为(-180゜)+(-225゜)+(-90゜)=-495゜和(-90゜)+(-45゜)+(-180゜)=-315゜,两路反射信号的相位差为180°,即两路反射信号反相,耦合器1将两路反射信号合并时,两路反相信号可以互相抵消,通过在耦合器2分配时,设计分配的两路反射信号的信号强度相等,可以使得两路信号在耦合器1处完全抵消,避免合成的反射信号能够对射频芯片的影响。
射频芯片生成发射信号,并将发信号传输给耦合器1,耦合器1将相位为0的发射信号分配为第一发射信号和第二发射信号,其中第一发射信号的相位为-90°,第二发射信号的相位为-180°;第一发射信号由功分器1分配为两路信号,分别经过微带线1和微带线2,产生的总相移为-45°,经功分器2合并输入到耦合器2的耦合端,产生相移-180°;第二反射信号由功分器3经过微带线4产生相移为-45°,经功分器4输入到耦合器2的直通端,产生相移-90°;
因此在耦合器2合并的两路反射信号的总相移分别为(-90゜)+(-45゜)+(-180゜)=-315゜和(-180゜)+(-45゜)+(-90゜)=-315゜,两路反射信号的相位差为0,即两路反射信号同相,耦合器2将两路反射信号合并时,两路发射信号能量叠加,通过天线发送。
本发明提供一种射频前端电路,包括第一耦合模块、发射电路模块、接收电路模块、第二耦合模块和天线。通过第二耦合模块将反射信号划分为两路信号,通过第二耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第一耦合模块的相移特性,使得由第一耦合模块合成的两路反射信号的相位相反,能够相互抵消,从而消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响,保证电路能够正常工作。通过第一耦合模块将发射信号划分为两路信号,通过第一耦合模块、发射电路模块、接受电路模块和第二耦合模块的相移特性,使得最终由第二耦合模块合成的两路发射信号的相位相同,在消除天线异常时产生的反射信号的能量对射频芯片的影响下,能够保证发射信号能够正常发送。
Claims (10)
1.一种射频前端电路,其特征在于,包括:第一耦合模块、发射电路模块、接收电路模块、第二耦合模块和天线,其中,
所述第一耦合模块的第一端用于连接射频芯片,所述第一耦合模块的隔离端接地,所述第一耦合模块的第二端与所述发射电路模块的第一输入/输出端连接,所述第一耦合模块的第三端与所述接收电路模块的第一输入/输出端连接;
所述发射电路模块的第二输入/输出端与所述第二耦合模块的第一端连接,所述接收电路模块的第二输入/输出端与所述第二耦合模块的第二端连接,所述第二耦合模块的隔离端接地,所述第二耦合模块的第三端与所述天线连接;
所述天线用于接收反射信号;
所述第二耦合模块用于将所述天线异常时产生的反射信号分为相位不同的第一反射信号和第二反射信号;
所述发射电路模块用于调整所述第一反射信号的相位,生成第三反射信号;
所述接收电路模块用于调整所述第二反射信号的相位,生成第四反射信号;
所述第一耦合模块用于将所述第三反射信号和所述第四反射信号调整为相位相反的两路反射信号,并对所述相位相反的两路反射信号进行合成。
2.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述射频芯片用于生成发射信号;
所述第一耦合模块用于将所述射频芯片生成的发射信号分为相位不同的第一发射信号和第二发射信号;
所述发射电路模块用于调整所述第一发射信号的相位,生成第三发射信号;
所述接收电路模块用于调整所述第二发射信号的相位,生成第四发射信号;
所述第二耦合模块用于将所述第三发射信号和所述第四发射信号调整为相位相同的两路发射信号,并合成所述相位相同的两路发射信号;
所述天线用于发送合成后的发射信号。
3.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述发射电路模块包括:第一功分单元、第一移相单元、第一放大单元、第二移相单元和第二功分单元,其中,
所述第一功分单元的第一输入/输出端与所述发射电路模块的第一输入/输出端连接;
所述第一功分单元的第二输入/输出端与所述第一移相单元的第一端连接,所述第一移相单元的第二端与所述第二功分单元的第一输入/输出端连接;
所述第一功分单元的第三输入/输出端与所述第一放大单元的输入端连接,所述第一放大单元的输出端与所述第二移相单元的第一端连接,所述第二移相单元的第二端与所述第二功分单元的第二输入/输出端连接,所述第二功分单元的第三输入/输出端与所述发射电路模块的第二输入/输出端连接;
所述第一功分单元用于将所述第一发射信号分配为第一功分发射信号和第二功分发射信号;
所述第一移相单元用于调整所述第一功分发射信号的相位;
所述第一放大单元用于放大所述第二功分发射信号的功率;
所述第二移相单元用于调整放大后的第二功分发射信号的相位;
所述第二功分单元用于将调整相位后的第一功分发射信号和调整相位后的第二功分发射信号合成为所述第三发射信号;
所述第二功分单元还用于将所述第一反射信号分配为第一功分反射信号和第二功分反射信号;
所述第一移相单元还用于调整所述第一功分反射信号的相位;
所述第二移相单元还用于调整所述第二功分反射信号的相位;
所述第一放大单元还用于截止调整相位后的第二功分反射信号;
所述第二功分单元还用于将调整相位后的第一功分反射信号输出为所述第三反射信号。
4.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述接收电路模块包括:第三功分单元、第三移相单元、第二放大单元、第四移相单元和第四功分单元;
所述第三功分单元的第一输入/输出端与所述接收电路模块的第一输入/输出端连接;
所述第三功分单元的第二输入/输出端与所述第三移相单元的第一端连接,所述第三移相单元的第二端与所述第二放大单元的输出端连接,所述第二放大单元的输入端与所述第四功分单元的第一输入/输出端连接;
所述第三功分单元的第三输入/输出端与所述第四移相单元的第一端连接,所述第四移相单元的第二端与所述第四功分单元的第二输入/输出端连接,所述第四功分单元的第三输入/输出端与所述接收电路模块的第二输入/输出端连接;
所述第三功分单元用于将所述第二发射信号分配为第三功分发射信号和第四功分发射信号;
所述第三移相单元用于调整所述第三功分发射信号的相位;
所述第二放大单元用于截止调整相位后的第三功分发射信号;
所述第四移相单元用于调整所述第四功分发射信号的相位;
所述第四功分单元用于将调整相位后的第四功分发射信号输出为所述第四发射信号;
所述第四功分单元还用于将所述第二反射信号分配为第三功分反射信号和第四功分反射信号;
所述第二放大单元还用于截止所述第三功分反射信号;
所述第四移相单元还用于调整所述第四功分反射信号的相位;
所述第二功分单元还用于将调整相位后的第四功分反射信号输出为所述第四反射信号。
5.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述电路还包括第一电阻和第二电阻;
所述第一耦合模块的隔离端通过所述第一电阻接地;
所述第二耦合模块的隔离端通过所述第二电阻接地。
6.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述第一耦合模块包括第一耦合器;
所述第一耦合器的输入端与所述第一耦合模块的第一端连接;
所述第一耦合器的隔离端与所述第一耦合模块的隔离端连接;
所述第一耦合器的直通端与所述第一耦合模块的第二端连接;
所述第一耦合器的耦合端与所述第一耦合模块的第三端连接。
7.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述第二耦合模块包括第二耦合器;
所述第二耦合器的耦合端与所述第二耦合模块的第一端连接;
所述第二耦合器的隔离端与所述第二耦合模块的隔离端连接;
所述第二耦合器的直通端与所述第二耦合模块的第二端连接;
所述第二耦合器的输入端与所述第二耦合模块的第三端连接。
8.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述第一功分单元包括第一功分器,所述第一功分器的第一输入/输出端与所述第一功分单元的第一输入/输出端连接,所述第一功分器的第二输入/输出端与所述第一功分单元的第二输入/输出端连接,所述第一功分器的第三输入/输出端与所述第一功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第二功分单元包括第二功分器,所述第二功分器的第一输入/输出端与所述第二功分单元的第一输入/输出端连接,所述第二功分器的第二输入/输出端与所述第二功分单元的第二输入/输出端连接,所述第二功分器的第三输入/输出端与所述第二功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第三功分单元包括第三功分器,所述第三功分器的第一输入/输出端与所述第三功分单元的第一输入/输出端连接,所述第三功分器的第二输入/输出端与所述第三功分单元的第二输入/输出端连接,所述第三功分器的第三输入/输出端与所述第三功分单元的第三输入/输出端连接;
所述第四功分单元包括第四功分器,所述第四功分器的第一输入/输出端与所述第四功分单元的第一输入/输出端连接,所述第四功分器的第二输入/输出端与所述第四功分单元的第二输入/输出端连接,所述第四功分器的第三输入/输出端与所述第四功分单元的第三输入/输出端连接。
9.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述第一放大单元包括功率放大器,所述功率放大器的输入端与所述第一放大单元的输入端连接,所述功率放大器的输出端与所述第一放大单元的输出端连接;
所述第二放大单元包括低噪声放大器,所述低噪声放大器的输入端与所述第二放大单元的输入端连接,所述低噪声放大器的输出端与所述第二放大单元的输出端连接。
10.根据权利要求1所述的一种射频前端电路,其特征在于,所述第一移相单元包括微带线或移相器;
所述第二移相单元包括微带线或移相器;
所述第三移相单元包括微带线或移相器;
所述第四移相单元包括微带线或移相器。
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