CN113726303A - 双频段滤波器、射频电路及射频通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双频段滤波器，应用于射频电路中，所述双频段滤波器包括第一滤波器及第二滤波器，所述第一滤波器及第二滤波器均连接所述射频电路中的收发机的发射端，所述第一滤波器为可调频点的带通滤波器，所述第二滤波器为可调频点的带阻滤波器，所述发射端发射的信号经过所述第一滤波器及所述第二滤波器滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号。本发明还提供一种射频电路及射频通信设备。本发明提供的双频段滤波器、射频电路及射频通信设备，实现了在一个通路上有两个频段的信号同时发射，可以节省一路功率放大器和一组发射端口，降低了成本，且系统得到简化。

Description

双频段滤波器、射频电路及射频通信设备

【技术领域】

本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种双频段滤波器、射频电路及射频通信设备。

【背景技术】

目前，射频通信设备的带宽的不断提升，为了追求更高的带宽，在LTE(Long TermEvolution，长期演进)网络制式的技术中，被加进了LTE载波聚合(CA)的功能，在5G方面，4G和5G需要实现双连接(ENDC)。可以看出，频段之间的复用越来越多，对滤波器和双工器的特性有了更多的要求。

现有技术中，由于滤波器都是单频的，同一路射频通路只能通过一路射频信号，即滤波器都是一个频段使用一个滤波器或者双工器。因此，在做LTE载波聚合(CA)的功能和4G和5G的双连接(ENDC)的时候，就会需要两套发射机和接收机，以及两个功率放大器PA，成本较高，外围的射频开关多，结构复杂。

鉴于此，实有必要提供一种新型的双频段滤波器、射频电路及射频通信设备以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种双频段滤波器、射频电路及射频通信设备，实现了在一个通路上有两个频段的信号同时发射，可以节省一路功率放大器和一组发射端口，降低了成本，且系统得到简化。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种双频段滤波器，应用于射频电路中，所述双频段滤波器包括第一滤波器及第二滤波器，所述第一滤波器及第二滤波器均连接所述射频电路中的收发机的发射端，所述第一滤波器为可调频点的带通滤波器，所述第二滤波器为可调频点的带阻滤波器，所述发射端发射的信号经过所述第一滤波器及所述第二滤波器滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号。

在一个优选实施方式中，所述第一滤波器包括第一电容、第二电容、第一电感及第二电感；所述第一电容、第二电容、第一电感、第二电感的第一端分别连接所述发射端，所述第一电容、第二电容、第一电感、第二电感的第二端均接地。

在一个优选实施方式中，所述第一电容、第二电容为可调电容；所述第一电感及第二电感为可调电感。

在一个优选实施方式中，所述第二滤波器包括第三电容、第四电容、第三电感及第四电感；所述第三电容、第四电容、第三电感、第四电感的第一端分别连接所述发射端，所述第三电容、第四电容、第三电感、第四电感的第二端均接地。

在一个优选实施方式中，所述第三电容、第四电容为可调电容；所述第三电感及第四电感为可调电感。

在一个优选实施方式中，所述第一频段为LTE B1频段，所述第二频段为LTE B3频段；或者，所述第一频段为LTE B40频段，所述第二频段为LTE B41频段。

第二方面，本发明还提供一种射频电路，包括收发机、第一接收滤波器、第二接收滤波器及上述任意一项所述的双频段滤波器；所述双频段滤波器的一端通过功率放大器连接所述收发机的发射端，所述双频段滤波器的另一端用于连接天线；所述第一接收滤波器的一端连接所述收发机的第一接收端，所述第一接收滤波器的另一端用于连接所述天线；所述第二接收滤波器的一端连接所述收发机的第二接收端，所述第二接收滤波器的另一端用于连接所述天线。

在一个优选实施方式中，所述天线与所述双频段滤波器远离所述收发机的一端、所述第一接收滤波器远离所述收发机的一端、所述第二接收滤波器远离所述收发机的一端之间连接有耦合器，所述耦合器的耦合端连接所述收发机的反馈接收端。

在一个优选实施方式中，所述耦合器与所述双频段滤波器远离所述收发机的一端、所述第一接收滤波器远离所述收发机的一端、所述第二接收滤波器远离所述收发机的一端之间设置有开关，所述开关的公共端连接所述耦合器，所述开关的切换端用于连通所述双频段滤波器，或者连通所述第一接收滤波器及第二接收滤波器。

第三方面，本发明还提供一种射频通信设备，包括上述任意一项所述的射频电路。

相比于现有技术，本发明提供的双频段滤波器、射频电路及射频通信设备，通过在射频电路中的收发机的发射端连接第一滤波器及第二滤波器，第一滤波器为可调频点的带通滤波器，第二滤波器为可调频点的带阻滤波器，发射端发射的信号经过第一滤波器及第二滤波器滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号，即能够在收发机的一个发射通路上发射第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号，实现了在一个通路上有两个频段的信号同时发射，相比于现有技术中采用两个独立的滤波器，可以节省一路功率放大器和一组发射端口，降低了成本，且系统得到简化。

为使发明的上述目的、特征和优引脚能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明提供的双频段滤波器的结构图；

图2为双频段滤波器用于LTE B1+B3发射通路时的频率响应图；

图3为双频段滤波器用于LTE B40+B41发射通路时的频率响应图；

图4为本发明提供的射频电路的电路图；

图5为本发明提供的射频电路的另一个实施例的电路图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1，本发明提供一种双频段滤波器100，应用于射频电路中，双频段滤波器100包括第一滤波器10及第二滤波器20。

第一滤波器10及第二滤波器20均连接射频电路中的收发机的发射端Transmitter，第一滤波器10为可调频点的带通滤波器，第二滤波器20为可调频点的带阻滤波器，发射端Transmitter发射的信号经过第一滤波器10及第二滤波器20滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号。可以理解地，在其他实施方式中，第一滤波器10可以为可调频点的带阻滤波器，第二滤波器20可以为可调频点的带通滤波器，发射端Transmitter发射的信号经过带阻滤波器及带通滤波器滤波后，能够生成两个不同频段的射频信号。

因此，本发明提供的双频段滤波器100，通过在射频电路中的收发机的发射端Transmitter连接第一滤波器10及第二滤波器20，第一滤波器10为可调频点的带通滤波器，第二滤波器20为可调频点的带阻滤波器，发射端Transmitter发射的信号经过第一滤波器10及第二滤波器20滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号，即能够在收发机的一个发射通路上发射第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号，实现了在一个通路上有两个频段的信号同时发射，相比于现有技术中采用两个独立的滤波器，可以节省一路功率放大器和一组发射端口，降低了成本，且系统得到简化。

本实施方式中，第一滤波器10包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1及第二电感L2。第一电容C1的一端连接发射端Transmitter，第一电容C1的另一端接地，第二电容C2的一端连接发射端Transmitter，第二电容C2的另一端接地；第一电感L1的一端连接发射端Transmitter，第一电感L1的另一端接地，第二电感L2的一端连接发射端Transmitter，第二电感L2的另一端接地。也即，第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、第二电感L2的第一端分别连接发射端Transmitter，第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、第二电感L2的第二端均接地。

具体的，第一电容C1、第二电容C2为可调电容；第一电感L1及第二电感L2为可调电感。可以理解地，第一滤波器10为可变电容和可变电感的拓扑组合，第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1及第二电感L2可以调整对应的谐振器的谐振频点，从而改变滤波器的中心频点。

本实施方式中，第二滤波器20包括第三电容C3、第四电容C4、第三电感L3及第四电感L4。第三电容C3的一端连接发射端Transmitter，第三电容C3的另一端接地，第四电容C4的一端连接发射端Transmitter，第四电容C4的另一端接地；第三电感L3的一端连接发射端Transmitter，第三电感L3的另一端接地，第四电感L4的一端连接发射端Transmitter，第四电感L4的另一端接地。也即，第三电容C3、第四电容C4、第三电感L3、第四电感L4的第一端分别连接发射端Transmitter，第三电容C3、第四电容C4、第三电感L3、第四电感L4的第二端均接地。

具体的，第三电容C3、第四电容C4为可调电容；第三电感L3及第四电感L4为可调电感。可以理解地，第二滤波器20为可变电容和可变电感的拓扑组合，第三电容C3、第四电容C4、第三电感L3及第四电感L4可以调整对应的谐振器的谐振频点，从而改变滤波器的中心频点。

进一步地，第一频段可以为LTE B1频段，所述第二频段可以为LTE B3频段。图2为双频段滤波器100用于LTE B1+B3发射通路时的频率响应图，由图2可知，将可调频点的带通滤波器+可调频点的带阻滤波器构成一个双频段滤波器，在一个发射通路上有两个频段(B1+B3)的信号同时发射，节省一路功率放大器和一组发射端口。

可以理解地，第一频段还可以为LTE B40频段，对应的，第二频段为LTE B41频段。图3为双频段滤波器100用于LTE B40+B41发射通路时的频率响应图，由图3可知，将图2中的带通滤波器、带阻滤波器的频点经过调整后，还可以构成LTE B40+B41的双频段滤波器。

结合图1、图2及图3可知，双频段滤波器100是由一个可调频点的带通滤波器+可调频点的带阻滤波器构成的，双频段滤波器100是可调带宽的，如此设计，在做4G的上行载波聚合和4G-5G双连接(ENDC)的时候，可以节约一路发射滤波器，可以节约一路功率放大器，而且还可以节约一路收发机的发射端口，可以实现有两路上行的发射系统的简化。

请一并参阅图4，本发明还提供一种射频电路200，包括收发机201、第一接收滤波器202、第二接收滤波器203及任意一项实施方式所述的双频段滤波器100。

双频段滤波器100的一端通过功率放大器PA连接收发机201的发射端Transmitter，双频段滤波器100的另一端用于连接天线ANT。第一接收滤波器202的一端连接收发机201的第一接收端Receiver1，第一接收滤波器202的另一端用于连接天线ANT。第二接收滤波器203的一端连接收发机201的第二接收端Receiver2，第二接收滤波器203的另一端用于连接天线ANT。具体的，天线ANT与双频段滤波器100远离收发机201的一端、第一接收滤波器202远离收发机201的一端、第二接收滤波器203远离收发机201的一端之间连接有耦合器OC，耦合器OC的耦合端连接收发机201的反馈接收端Feedback，耦合器OC用于实现发射信号与接收信号的隔离，防止干扰。

本实施方式中，第一接收滤波器202包括第五电容C5、第六电容C6、第五电感L5及第六电感L6。第五电容C5的一端连接第一接收端Receiver1，第五电容C5的另一端接地，第六电容C6的一端连接第一接收端Receiver1，第六电容C6的另一端接地；第五电感L5的一端连接第一接收端Receiver1，第五电感L5的另一端接地，第六电感L6的一端连接第一接收端Receiver1，第六电感L6的另一端接地。

具体的，第五电容C5、第六电容C6为可调电容；第五电感L5及第六电感L6为可调电感。可以理解地，第一接收滤波器202为可变电容和可变电感的拓扑组合，第五电容C5、第六电容C6、第五电感L5及第六电感L6可以进行中心频点和带宽的调节。

本实施方式中，第二接收滤波器203包括第七电容C7、第八电容C8、第七电感L7及第八电感L8。第七电容C7的一端连接第二接收端Receiver2，第七电容C7的另一端接地，第八电容C8的一端连接第二接收端Receiver2，第八电容C8的另一端接地；第七电感L7的一端连接第二接收端Receiver2，第七电感L7的另一端接地，第八电感L8的一端连接第二接收端Receiver2，第八电感L8的另一端接地。

具体的，第七电容C7、第八电容C8为可调电容；第七电感L7及第八电感L8为可调电感。可以理解地，第二接收滤波器203为可变电容和可变电感的拓扑组合，第七电容C7、第八电容C8、第七电感L7及第八电感L8可以进行中心频点和带宽的调节。

图4所示的射频电路可以用于LTE B1+B3的电路中，其中，第一接收滤波器202、第二接收滤波器203及双频段滤波器100构成三工器，收发机201的发射端Transmitter负责发出LTE B1+B3的发射信号，连接到射频功率放大器，再到可以通过LTE B1和LTE B3信号的双频段滤波器100，再通过耦合器OC连接到天线ANT，通过天线ANT发射LTE B1和LTE B3信号，实现发射通路的连通。接收通路由天线ANT接收LTE B1和LTE B3的接收信号，再经过第一接收滤波器202(即LTE B1滤波器)、第二接收滤波器203(即LTE B3滤波器)连接收发机201的第一接收端Receiver1和第二接收端Receiver2，用于LTE B1和LTE B3的接收。

图4所示的射频电路实际应用时，先对工作频段进行选择：当仅需要B1单独工作时，与功率放大器PA连接的抑制B1低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B1高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕。当仅需要B3单独工作时，与功率放大器PA连接的抑制B3低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B3高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕。当B1和B3需要同时工作时，与功率放大器PA连接的抑制B1低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B1高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕；与功率放大器PA连接的抑制B3低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B3高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕。最后，功率放大器PA和收发机201同时工作，配合构成的B1+B3的三工器完成对应频段的发射和接收。

请参阅图5，在其他实施方式中，耦合器OC与双频段滤波器100远离收发机201的一端、第一接收滤波器202远离收发机201的一端、第二接收滤波器203远离收发机201的一端之间设置有开关P，开关P的公共端连接耦合器OC，开关P的切换端用于连通双频段滤波器100，或者连通第一接收滤波器202及第二接收滤波器203。

图5所示的射频电路可以用于LTE B40+B41的电路中，LTE B40和LTE B41的滤波器需要分开两路，保证LTE B40和LTE B41之间不会相互影响。双频段滤波器100能够使LTEB40和LTE B41的发射通路走一个滤波器通路，可以省去一套发射功率放大器和一套发射端口的资源开销。由于TDD频段需要切换发射和接收滤波器，所以LTE B40和LTE B41中还需要一个开关P来切换发射和接收通路。其中，第一接收滤波器202、第二接收滤波器203及双频段滤波器100构成三工器，收发机201的发射端Transmitter负责发出LTE B40+B41的发射信号，连接到射频功率放大器，再到可以通过LTE B40和LTE B41信号的双频段滤波器100，再通过开关P输入到耦合器OC，再通过耦合器OC连接到天线ANT，通过天线ANT发射LTE B40和LTE B41信号，实现发射通路的连通。接收通路由天线ANT接收LTE B40和LTE B41的接收信号，再经过第一接收滤波器202(即LTE B40滤波器)、第二接收滤波器203(即LTE B41滤波器)连接收发机201的第一接收端Receiver1和第二接收端Receiver2，用于LTE B40和LTEB41的接收。

图5所示的射频电路实际应用时，先对工作频段进行选择：当仅需要B40单独工作时，与功率放大器PA连接的抑制B40低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B40高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕。当仅需要B41单独工作时，与功率放大器PA连接的抑制B41低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B41高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕。当B40和B41同时工作时，与功率放大器PA连接的抑制B40低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B40高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕；与功率放大器PA连接的抑制B41低频部分的高通滤波器工作状态调整完毕，并且确认带通滤波器抑制B41高频部分的低通滤波器工作状态调整完毕。最后，功率放大器PA和收发机201同时工作，配合构成的B40+B41的三工器完成对应频段的发射和接收。

本发明还提供一种射频通信设备，包括上述实施例所述的射频电路200。射频通信设备可以为，但不限于具有2G、3G、4G、5G、FM、GPS、WIFI功能的通信设备。可以理解地，本发明提供的双频段滤波器100的所有实施例均适用于本发明提供的射频电路200、射频通信设备，且均能够达到相同或相似的有益效果。

综上，本发明提供的双频段滤波器100、射频电路200及射频通信设备，通过在射频电路中的收发机的发射端Transmitter连接第一滤波器10及第二滤波器20，第一滤波器10为可调频点的带通滤波器，第二滤波器20为可调频点的带阻滤波器，发射端Transmitter发射的信号经过第一滤波器10及第二滤波器20滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号，即能够在收发机的一个发射通路上发射第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号，实现了在一个通路上有两个频段的信号同时发射，相比于现有技术中采用两个独立的滤波器，可以节省一路功率放大器和一组发射端口，降低了成本，且系统得到简化。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双频段滤波器，应用于射频电路中，其特征在于，所述双频段滤波器包括第一滤波器及第二滤波器，所述第一滤波器及第二滤波器均连接所述射频电路中的收发机的发射端，所述第一滤波器为可调频点的带通滤波器，所述第二滤波器为可调频点的带阻滤波器，所述发射端发射的信号经过所述第一滤波器及所述第二滤波器滤波后，能够生成第一频段的射频信号及/或第二频段的射频信号。

2.如权利要求1所述的双频段滤波器，其特征在于，所述第一滤波器包括第一电容、第二电容、第一电感及第二电感；所述第一电容、第二电容、第一电感、第二电感的第一端分别连接所述发射端，所述第一电容、第二电容、第一电感、第二电感的第二端均接地。

3.如权利要求2所述的双频段滤波器，其特征在于，所述第一电容、第二电容为可调电容；所述第一电感及第二电感为可调电感。

4.如权利要求1所述的双频段滤波器，其特征在于，所述第二滤波器包括第三电容、第四电容、第三电感及第四电感；所述第三电容、第四电容、第三电感、第四电感的第一端分别连接所述发射端，所述第三电容、第四电容、第三电感、第四电感的第二端均接地。

5.如权利要求4所述的双频段滤波器，其特征在于，所述第三电容、第四电容为可调电容；所述第三电感及第四电感为可调电感。

6.如权利要求1所述的双频段滤波器，其特征在于，所述第一频段为LTE B1频段，所述第二频段为LTE B3频段；或者，所述第一频段为LTE B40频段，所述第二频段为LTE B41频段。

7.一种射频电路，其特征在于，包括收发机、第一接收滤波器、第二接收滤波器及如权利要求1-6任意一项所述的双频段滤波器；所述双频段滤波器的一端通过功率放大器连接所述收发机的发射端，所述双频段滤波器的另一端用于连接天线；所述第一接收滤波器的一端连接所述收发机的第一接收端，所述第一接收滤波器的另一端用于连接所述天线；所述第二接收滤波器的一端连接所述收发机的第二接收端，所述第二接收滤波器的另一端用于连接所述天线。

8.如权利要求7所述的射频电路，其特征在于，所述天线与所述双频段滤波器远离所述收发机的一端、所述第一接收滤波器远离所述收发机的一端、所述第二接收滤波器远离所述收发机的一端之间连接有耦合器，所述耦合器的耦合端连接所述收发机的反馈接收端。

9.如权利要求8所述的射频电路，其特征在于，所述耦合器与所述双频段滤波器远离所述收发机的一端、所述第一接收滤波器远离所述收发机的一端、所述第二接收滤波器远离所述收发机的一端之间设置有开关，所述开关的公共端连接所述耦合器，所述开关的切换端用于连通所述双频段滤波器，或者连通所述第一接收滤波器及第二接收滤波器。

10.一种射频通信设备，其特征在于，包括如权利要求7-9任意一项所述的射频电路。

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