CN113726357A - 射频PA Mid器件、射频收发系统和通信设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种射频PA Mid器件、射频收发系统和通信设备，射频PA Mid器件，被配置有用于连接射频收发器的发射端口和多个用于连接天线的天线端口，射频PA Mid器件包括：功率放大器，功率放大器的输入端与发射端口连接，用于对接收的射频信号进行功率放大处理；第一滤波单元，与功率放大器的输出端连接，用于对接收的射频信号进行滤波处理；多通道选择开关，包括至少一第一端和多个第二端，一第一端与第一滤波单元连接，多个第二端分别与多个天线端口一一对应连接，用于选择导通发射端口与任一天线端口之间的发射通路以传输射频信号并支持探测参考信号在多个天线端口间轮发的功能，可以节省占用基板的面积、提高集成度、降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种射频PA Mid器件、射频收发系统和通信设备。
背景技术
随着技术的发展和进步，5G移动通信技术逐渐开始应用于电子设备。5G移动通信技术通信频率相比于4G移动通信技术的频率更高。一般，频系统中的发射通路中会设置多个分立设置的开关来支持射频信号在多个天线间的轮射其成本高、占用基板的面积大。
发明内容
本申请实施例提供了一种射频PA Mid器件、射频收发系统和通信设备，可以节省占用基板的面积、提高集成度、降低成本。
一种射频PA Mid器件，被配置有用于连接射频收发器的发射端口和多个用于连接天线的天线端口，所述射频PA Mid器件包括：
功率放大器，所述功率放大器的输入端与所述发射端口连接，用于对接收的射频信号进行功率放大处理；
第一滤波单元，与所述功率放大器的输出端连接，用于对接收的射频信号进行滤波处理；
多通道选择开关，包括至少一第一端和多个第二端，一所述第一端与所述第一滤波单元连接，多个所述第二端分别与多个所述天线端口一一对应连接，用于选择导通所述发射端口与任一所述天线端口之间的发射通路以传输所述射频信号并支持探测参考信号在多个所述天线端口间轮发的功能。
一种射频收发系统，包括：
天线组，至少包括第一天线和第二天线，用于收发射频信号；
射频L-DRX模块，与第一天线连接，用于接收所述第二天线输入的所述射频信号；
如上述的射频PA Mid器件，所述射频PA Mid器件的一天线端口与所述第二天线连接，述射频PA Mid器件的一天线端口与所述射频L-DRX模块连接，用于支持探测参考信号在所述第一天线和第二天线间轮发的功能。
一种通信设备，包括：
射频收发器，及
与所述射频收发器连接的如上述的射频收发系统。
上述射频PA Mid器件、射频收发系统和通信设备，射频PA Mid器件中的功率放大器、第一滤波单元、多通道选择开关均集成封装在同一芯片中，提高了射频PA Mid器件的集成度，降低了成本、减小了射频系统中各器件占用基板的面积。同时，将多通道选择开关集成在射频PA Mid器件中，相对于将多通道选择开关设置在射频PA Mid器件外部，至少可以节约 10mm^2的面积，为射频系统的其他模块进行性能优化腾挪空间。同时，射频PA Mid器件集成多通道选择开关所占用的体积与射频PA Mid器件未集成多通道选择开关所占用的体积相同，也即多通道选择开关集成在到射频PA Mid器件中，而射频PA Mid器件的尺寸保持不变。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之一；
图2为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之二；
图3为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之三；
图4a为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之四；
图4b为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之五；
图5a为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之六；
图5b为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之七；
图5c为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之八；
图5d为一实施例的射频PA Mid器件的结构示意图之九；
图6a为一实施例的射频PA Mid器件的引脚配置示意图之一；
图6b为图6a中射频PA Mid器件的封装结构示意图；
图6c为一实施例的射频PA Mid器件的引脚配置示意图之二；
图6d为图6c中射频PA Mid器件的封装结构示意图；
图7a为一实施例的射频PA Mid器件的引脚配置示意图之三；
图7b为图7a中射频PA Mid器件的封装结构示意图；
图7c为一实施例的射频PA Mid器件的引脚配置示意图之四；
图7d为图7c中射频PA Mid器件的封装结构示意图；
图8为一实施例的射频收发系统的结构示意图之一；
图9为一实施例的射频L-DRX模块的结构示意图之一；
图10a为一实施例的射频L-DRX模块的结构示意图之二；
图10b为一实施例的射频L-DRX模块的结构示意图之三；
图11a为一实施例的射频L-DRX模块的结构示意图之四；
图11b为一实施例的射频L-DRX模块的结构示意图之五；
图12a为一实施例的通信设备反馈信道信息的传输应用场景示意图之一；
图12b为一实施例的通信设备反馈信道信息的传输应用场景示意图之二；
图13为一实施例的SRS天线轮流发射的模式结构示意图；
图14a为一实施例的射频收发系统的结构示意图之二；
图14b为一实施例的射频收发系统的结构示意图之三；
图15a为一实施例的射频收发系统的结构示意图之四；
图15b为一实施例的射频收发系统的结构示意图之五；
图16a为一实施例的射频收发系统的结构示意图之六；
图16b为一实施例的射频收发系统的结构示意图之七；
图17为一实施例的通信设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
本申请实施例涉及的射频收发系统可以应用到具有无线通信功能的通信设备，其通信设备可以为手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，UE)(例如，手机)，移动台(MobileStation， MS)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为通信设备。网络设备可以包括基站、接入点等。
本申请实施例中提供一种射频PA Mid(Power Amplifier Modules includingDuplexers，功率放大器模块)器件。如图1所示，在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10可用于支持射频信号在多个天线间的轮流发射控制。具体的，射频PA Mid器件10中被配置有多条用于发射射频信号的发射通路，以支持探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)在多个天线端口间轮发的功能。
在其中一个实施例中，射频信号可以为5G信号，例如N41频段的5G信号、N77频段的射频信号、N78频段的射频信号、N79频段的射频信号等。具体地，N41的工作频段为496MHz-2690MHz，N77的工作频段为3.3GHz-4.2GHz，N78的工作频段为3.3GHz-3.8GHz，N79的工作频段为4.4GHz-5.0GHz。需要说明的是，N77的工作频段覆盖N78的工作频段。也即该射频PAMid器件10能够支持N77频段的射频信号的收发时，也可以对应支持对N78频段的射频信号的收发。需要说明的是，射频信号还可以为LTE信号、WiFi信号等，在本申请实施例中，对射频信号的工作频段不做进一步的限定。
在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10被配置有发射端口RFIN和多个天线端口SRS (例如，SRS1、SRS2、SRS3、SRS4)。射频PAMid器件10可以理解为封装芯片，其该器件中配置的发射端口RFIN、和天线端口SRS可以理解为射频PA Mid器件10的射频引脚端子，用于与各外部器件进行连接。具体的，该发射端口RFIN可用于与射频收发器连接。天线端口SRS可用于与天线连接。
在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10包括功率放大器110、第一滤波单元120、多通道选择开关130。其中，射频PA Mid器件10的发射端口RFIN依次经功率放大器110、第一滤波单元120、多通道选择开关130与多个天线端口SRS连接。
具体的，功率放大器110的输入端与发射端口RFIN连接，用于对接收经接收端口输入的射频信号进行功率放大处理。第一滤波单元120与功率放大器110的输出端连接，用于接收经功率放大器110处理后的射频信号，并对接收的射频信号进行滤波处理。
多通道选择开关130包括至少一第一端和多个第二端，其中，其中一第一端与第一滤波单元120连接，多个第二端分别与多个天线端口SRS一一对应连接，用于选择导通发射端口 RFIN与任一天线端口SRS之间的发射通路以传输射频信号并支持探测参考信号在多个天线端口SRS间轮发的功能。其中，多通道选择开关130的第二端的数量与天线端口SRS的数量相同，且一个天线端口SRS对应与多通道选择开关130的一个第二端连接。同时，每一个天线端口SRS可以对应与至少一个天线连接。
示例性的，射频PA Mid器件10可配置两个天线端口SRS，记为第一天线端口SRS1和第二天线端口SRS2，其中，第一天线端口SRS1可与第一天线连接，第二天线端口SRS2可与第二天线连接。多通道选择开关130可以选择SPDT开关，SPDT开关的两个选择端分别一一对应与第一天线端口SRS1、第二天线端口SRS2连接，就可以对应实现探测参考信号在第一天线、第二天线之间轮流发射。即射频信号经发射端口RFIN进入接收的射频信号输入至该射频PAMid器件10，然后经功率放大器110、第一滤波单元120至多通道选择开关130，切换至第一天线端口SRS1，经第一天线发射出去；还可以经多通道选择开关130切换至第二天线端口SRS2，经第二天线发射出去。
示例性的，射频PA Mid器件10可配置四个天线端口SRS，记为第一天线端口SRS1、第二天线端口SRS2、第三天线端口SRS3和第四天线端口SRS4。其中，第一天线端口SRS1 可与第一天线连接，第二天线端口SRS2可与第二天线连接，第三天线端口SRS3可与第三天线连接，第四天线端口SRS4可与第四天线连接。多通道选择开关130可以选择SP4T开关， SPDT开关的四个选择端分别一一对应与第一天线端口SRS1、第二天线端口SRS2、第三天线端口SRS3、第四天线端口SRS4连接。相应的，通过对多通道选择开关130的切换控制，就可以对应实现探测参考信号在第一天线、第二天线、第三天线、第四天线之间轮流发射。
在本申请实施例中，射频PA Mid器件10可以理解为封装芯片，也即，射频PA Mid器件 10中的功率放大器110、第一滤波单元120、多通道选择开关130均集成封装在同一芯片中，提高了射频PA Mid器件10的集成度，降低了成本、减小了射频系统中各器件占用基板的面积。同时，将多通道选择开关130集成在射频PA Mid器件10中，相对于将多通道选择开关130设置在射频PA Mid器件10外部，至少可以节约10mm^2的面积，为射频系统的其他模块进行性能优化腾挪空间。同时，射频PA Mid器件10集成多通道选择开关130所占用的体积与射频PA Mid器件10未集成多通道选择开关130所占用的体积相同，也即多通道选择开关130集成在到射频PA Mid器件10中，而射频PA Mid器件10的尺寸保持不变。
在其中一个实施例中，第一滤波单元120包括带通滤波器或低通滤波器。需要说明的是，第一滤波单元120的类型可以根据该射频PA Mid器件10所能够支持的射频信号的工作频段来选取。示例性的，当射频PA Mid器件10支持的射频信号为N41频段的5G信号时，其第一滤波单元120可以为仅允许N41频段的射频信号通过，同时还可以滤波除N41频段以外的杂散波的低通滤波器；当射频PA Mid器件10支持的射频信号为N77频段的5G信号时，其第一滤波单元120可以为仅允许N77频段的射频信号通过，同时还可以滤波除N77频段以外的杂散波的带通滤波器；当射频PA Mid器件10支持的射频信号为N79频段的5G信号时，其第一滤波单元120可以为仅允许N79频段的射频信号通过，同时还可以滤波除N79频段以外的杂散波的带通滤波器。
需要说明的是，在本申请实施例中，可以根据射频信号的频段来选择合适的滤波器，以实现对射频信号的滤波处理。
如图2所示，在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10被配置有用于连接射频收发器的接收端口RXOUT，射频PA Mid器件10还包括第一开关单元140。其中，第一开关单元 140的控制端与第一滤波单元120连接，第一开关单元140的第一选择端与功率放大器110 的输出端连接，第一开关单元140的第二选择端与接收端口RXOUT连接，用于选择性导通接收端口RXOUT所在的接收通路和发射端口RFIN所在的发射通路。
具体的，第一开关单元140可以为射频SPDT开关。也就是说，射频SPDT开关的控制端与第二滤波单元320连接，射频SPDT开关的第一选择端与接收端口RXOUTRXOUT连接，射频SPDT开关的第二选择端与功率放大器110的输出端连接，以选择性的导通射频PA Mid 器件10的接收通路和发射通路。
本实施例中，通过在射频PA Mid器件10中设置第一开关单元140，可以在射频PAMid 器件10配置出接收通路和发射通路，进而可以实现对射频信号的收发控制。示例性的，射频信号可从发射端口RFIN输入，经功率放大器110至第一开关单元140，经第一开关单元140 切换至第一滤波单元120经多通道开关切换至任一天线端口SRS输出以实现对射频信号的发射控制；相应的，射频信号可以经任一天线端口SRS接收，经多通道选择开关130至第一滤波单元120，经第一开关单元140切换至接收端口RXOUT，以实现对射频信号的接收控制。
如图3所示，在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10被配置有用于连接射频收发器的接收端口RXOUT，射频PA Mid器件10还包括第二滤波单元150。多通道选择开关130为射频DP4T开关，包括两个第一端和四个第二端。其中，第二滤波单元150分别与接收端口RXOUT、多通道选择开关130的另一第一端连接以构成接收通路，用于对天线端口SRS接收的射频信号进行滤波处理。
在其中一个实施例中，第二滤波单元150包括低通滤波器或带通滤波器。需要说明的是，第二滤波单元150的类型可以根据该射频PA Mid器件10所能够支持的射频信号的工作频段来选取。示例性的，第二滤波单元150的滤波类型可以与第一滤波单元120的类型相同，均可以实现该射频系统收发的射频信号的滤波处理。
相对于如图3所示的实施例，在本实施例中，省略了第一开关单元140，并增加第二滤波单元150以构成用于接收射频信号的接收通路。需要说明的是，在本实施例中，多通道选择开关130为射频DP4T开关，多通道选择开关130的第一端的数量为两个，其中，多通道选择开关130的一第一端经第二滤波单元150与接收端口RXOUT连接，多通道选择开关130 的另一第一端经第一滤波单元120、功率放大器110与发射端口RFIN连接。
示例性的，当多通道选择开关130为射频SP4T开关时，其射频SP4T开关(例如，MXD8643)的插入损耗值如表1所示。射频系统中，各频段的射频线损耗如表2所示。
表1 SP4T开关的插入损耗值
| 频段(GHz) | N41 | N77 | N79 |
| 插入损耗(dB) | 0.65 | 0.7 | 0.8 |
表2链路射频线损耗值
| 频段(GHz) | N41 | N77 | N79 |
| 插入损耗(dB) | 2.8 | 2.9 | 2.8 |
通过去除射频PA Mid器件10内部的第一开关单元140，降低了收发通道上的插入损耗。以第一射频信号为N41信号、发射端口RFIN的输入功率为28.5dBm为例，天线端口SRS的输出功率为25.9dBm，N77、N79的天线端口SRS输出功率如表3所示。从表3可以看出，保证了天线端口SRS的输出功率。
表3天线端口SRS输出功率值
| 频段(GHz) | N41 | N77 | N79 |
| 天线端口SRS功率(dB) | 25.9 | 25.65 | 25.8 |
本实施例中，省略了第一开关单元140，仅保留多通道选择开关130，可以降低射频PA Mid 器件10收发通道的链路损耗，进而可以使天线端口SRS的输出功率满足通信需求。
在其中一个实施例中，如图4a和4b所示，当射频PA Mid器件10用于支持N77或N97频段的射频信号的收发控制时，射频PA Mid器件10还包括：第一低噪声放大器160。其中，第一低噪声放大器160设置在接收通路中，用于经天线端口SRS接收的射频信号进行放大处理，并经接收端口RXOUT输出。参考图4a，射频PA Mid器件10包括第一开关单元140时，第一低噪声放大器160的输入端与第一开关单元140的选择端连接，第一低噪声放大器160 的输出端与接收端口RXOUT连接。参考图4b，射频PA Mid器件10包括第二滤波单元150 时，第一低噪声放大器160的输入端与第二滤波单元150连接，第一低噪声放大器160的输出端与接收端口RXOUT连接。
通过在射频PA Mid器件10的接收通路中设置了第一低噪声放大器160，以实现对射频信号的放大处理，以满足接收通路的通讯需求。
如图5a-5d所示，在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10被配置有耦合输出端口CPLOUT，射频PA Mid器件10还包括分别与第一滤波单元120、多通道选择开关130的第一端耦合，且与耦合输出端口CPLOUT连接的耦合电路170。其中，耦合电路170用于耦合射频信号以输出用于测量功率信息的耦合信号。具体地，耦合信号包括前向耦合信号和反向耦合信号。
在其中一个实施例中，耦合电路170包括耦合单元171和耦合开关173。耦合单元171 用于耦合发射通路中的射频信号，以能够实现对射频信号耦合输出，可用于测量射频信号的耦合功率。具体地，参考图5a，耦合单元171包括输入端a、输出端b、第一耦合端c和第二耦合端d。同时，耦合单元171还包括在输入端a和输出端b之间延伸的主线、以及在第一耦合端c和第二耦合之间延伸的副线。
具体的，耦合单元171的输入端a与第一滤波单元120耦合，耦合单元171的输出端b与多通道选择开关130的第一端耦合，第一耦合端c用于对输入端a接收的射频信号进行耦合并输出前向耦合信号；第二耦合端d，用于对输出端b接收的射频信号的反射信号进行耦合并输出反向耦合信号。其中，基于第一耦合端c输出的前向耦合信号，可以检测该射频信号的前向功率信息；基于第二耦合端d输出的反向耦合信号，可以对应检测该射频信号的反向功率信息，并将该检测模式定义为反向功率检测模式。
耦合开关173分别与第一耦合端c、第二耦合端d和耦合输出端口CPLOUT连接，用于选择性的导通第一耦合端c与耦合输出端口CPLOUT的第一耦合通路以实现对该射频信号前向功率的检测，并将该检测模式定义为反向功率检测模式，或，导通第二耦合端d与耦合输出端口CPLOUT的第二耦合通路以实现对该射频信号反向功率的检测，并将该检测模式定义为反向功率检测模式。也即，该耦合开关173用于在前向功率检测模式和反向功率检测模式之间进行切换。具体的，耦合单元171包括两个反向串联的定向耦合器。
本实施例中，射频PA Mid器件10仅设置一个耦合输出端口CPLOUT，就可以满足通信需求，而且还减少射频PA Mid器件10内部的射频走线复杂度，同时也可以提高射频PAMid 器件10各走线的隔离度性能。
在其中一个实施例中，参考图5b，射频PA Mid器件10还可以配置有耦合输入端口CPLIN，用于接收其他射频PA Mid器件10输入的耦合信号。
在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10还包括至少一个控制单元180。参考图5a和图5b，当射频PA Mid器件10支持对N41频段的射频信号的收发控制时，其控制单元180的数量为一个，该控制单元180可与功率放大器110、第一开关单元140、耦合开关173连接，用于控制功率放大器110的增益系数，还用控制第一开关单元140、耦合开关173的选择导通状态。参考图5c和5d，当射频PA Mid器件10支持对N77或N79频段的射频信号的收发控制时，还可增设一与第二低噪声放大器350连接的控制单元180，该控制单元180用于调节第一低噪声放大器160的增益系数，以调节射频PA Mid器件10中接收链路的插损，进而提高其射频系统的灵敏度。
在其中一个实施例中，该控制单元180可以为射频前端控制接口(RF Front EndControl Interface，RFFE)控制单元180，当控制单元180为RFFE控制单元180时，其射频PAMid 器件10还被配置有时钟信号的输入引脚CLK、单/双向数据讯号的输入或双向引脚SDATAS、参考电压引脚VIO等等。示例性的，RFFE控制单元180可以对应输出时钟和数据信号至与第一开关单元140、耦合开关173的对应引脚以实现收发通路、耦合通路的通断控制。相应的，MIPI-RFFE控制单元180可以对应输出时钟和数据信号至与第一低噪声放大器160以实现对第一低噪声放大器160的增益调节控制，也可以对应输出时钟和数据信号至与功率放大器110以实现对功率放大器110的工作状态进行控制。
在其中一个实施例中，射频PA Mid器件10中包括的各器件均可经过封装工艺集成在同一芯片中，也即，可以将射频PA Mid器件10看作封装芯片。当射频PA Mid器件10中集成有第一开关单元140，其射频PA Mid器件10支持N41频段的射频收发时，其射频PA Mid 器件10引脚配置如图6a所示，该芯片中的各个引脚与射频PA Mid器件10配置的多个端口一一对应，通过封装集成，射频PA Mid器件10的封装结构如图6b所示，可以提高射频PA Mid器件10的集成度。相应的，射频PA Mid器件10支持N77或N79频段的射频收发时，其射频PA Mid器件10引脚配置如图6c所示，射频PA Mid器件10封装结构如图6d所示。
在其中一个实施例中，当射频PA Mid器件10中集成有第二滤波单元150，其射频PAMid 器件10支持N41频段的射频收发时，其射频PA Mid器件10引脚配置如图7a所示，该芯片中的各个引脚与射频PA Mid器件10配置的多个端口一一对应，通过封装集成，射频PA Mid器件10的封装结构如图7b所示，可以提高射频PA Mid器件10的集成度。
需要说明的是，本申请实施例提供的射频PA Mid器件10可以支持N41、N77、N79频段等的5G信号的发射控制或收发控制。相应的，射频PA Mid器件10支持N77或N79频段的射频收发时，其射频PA Mid器件10引脚配置如图7c所示，射频PA Mid器件10封装结构如图7d所示。
本申请实施例还提供一种射频收发系统。如图8所示，在其中一个实施例中，射频收发系统包括天线组20、射频L-DRX模块30和上述任一实施例中的射频PA Mid器件10。
在其中一个实施例中，天线组20至少包括第一天线Ant0和第二天线Ant1。第一天线Ant0、第二天线Ant1均为能够支持LTE信号、WiFi信号、5G NR信号等具有不同工作频段的射频信号的天线。其中，第一天线Ant0可以用于接收和发射(简称为收发)不同频段的射频信号，第二天线Ant1可以用于收发不同频段的射频信号。
在其中一个实施例中，第一天线Ant0、第二天线Ant1可以为定向天线，也可以为非定向天线。示例性的，第一天线Ant0和第二天线Ant1可以使用任何合适类型的天线形成。例如，第一天线Ant0和第二天线Ant1可以包括由以下天线结构形成的具有谐振元件的天线：阵列天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、缝隙天线结构、螺旋形天线结构、带状天线、单极天线、偶极天线中的至少一种等。不同类型的天线可以用于不同射频信号的频段组合。
天线组20还可以包括第三天线、第四天线，在本申请实施例中，对天线组20包括的天线的数量、类型不做进一步的限定，可以根据实际需要来设定。
射频L-DRX模块30，分别与第一天线Ant0、射频PA Mid器件10的一天线端口SRS连接，用于接收第一天线Ant0输入的射频信号，并将射频PA Mid器件10的一天线端口SRS 输出的射频信号传输至第一天线Ant0，由第一天线Ant0发射出去。也即，射频L-DRX模块 30可以选择导通该射频系统中射频L-DRX模块30所在的另一接收通路以接收第一天线Ant0 输入的射频信号，还可导通该射频系统中射频PA Mid器件10所在的另一发射通路，以使射频PA Mid器件10的一天线端口SRS输出的射频信号经第一天线Ant0输出。
射频PA Mid器件10，射频PA Mid器件10的一天线端口SRS与第二天线连接，射频PAMid器件10的一天线端口SRS与射频L-DRX模块30连接，用于支持探测参考信号在第一天线Ant0和第二天线Ant1间轮发的功能。
上述实施例中的射频系统中，通过在射频PA Mid器件10中集成多通道选择开关130，配合射频L-DRX模块30，而不需要设置多个独立级联的开关就可以实现射频信号在第一天线Ant0和第二天线Ant1间的轮发，降低了成本、减小了射频系统中各器件占用基板的面积。
如图9所示，在其中一个实施例中，射频L-DRX模块30包括第二低噪声放大器310、第三滤波单元320和第三开关单元330。其中，第二低噪声放大器310，第二低噪声放大器310的输入端与第三滤波单元320连接，用于对接收的射频信号进行放大处理，并将放大处理后的射频信号经第二低噪声放大器310的输出端输出至射频收发器。第三滤波单元320，与第三开关单元330连接，用于第一天线Ant0接收的射频信号进行滤波处理。第三开关单元330，分别与第一天线Ant0、射频PA Mid器件10的一天线端口SRS连接；其中，第三开关单元330用于选择性导通第二低噪声放大器310所在的接收通路和导通射频PA Mid器件10 所在的发射通路。
在其中给一个实施例中，第三开关单元330可以为射频SPDT开关。也就是说，射频SPDT 开关的控制端与第一天线Ant0连接，射频SPDT开关的第一选择端与第三滤波单元320连接，射频SPDT开关的第二选择端与射频PA Mid器件10的一天线端口SRS连接，以选择性的第二低噪声放大器310所在的接收通路和导通射频PA Mid器件10所在的发射通路。
参考图9，在其中一个实施例中，当射频L-DRX模块30用于支持N41频段的射频信号时，该射频L-DRX模块30还包括与第二低噪声放大器310并联旁路开关340。射频系统接收多个天线接收的射频信号时，可以在出现大阻塞信号时，控制该旁路开关340闭合，以防止射频信号的接收功率过高以使射频收发器出现饱和的情况发生。
在其中一个实施例中，参考图9，第二低噪声放大器310和旁路开关340封装在同一芯片中。当第二低噪声放大器310和旁路开关340封装在同一芯片时，可以将该芯片看作LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)器件，该器件配置有射频接收端口RXOUT、射频天线端口ANT。其中第二低噪声放大器310的输入端与射频天线端口ANT连接，第二低噪声放大器310的输出端与射频接收端口RXOUT连接。通过将第二低噪声放大器310和旁路开关340封装在同一芯片，以提高LNA器件的集成度。
如图10a和10b所示，在其中一个实施例中，当射频L-DRX模块30用于支持N77和N79频段的射频信号时，第二低噪声放大器310和第三滤波单元320封装在同一芯片中，并将该封装芯片看作LNA器件。其中，第三开关单元330与LNA器件为分立的两个器件。
与前述实施例相同，LNA器件也配置有射频天线端口ANT、射频接收端口RXOUT，其中，射频天线端口ANT经第三滤波单元320、第二低噪声放大器310与射频接收端口RXOUT 连接。进一步的，LNA器件中还集成了用于控制第二低噪声放大器310的控制单元180，用于调节低噪声放大器的增益系数，以调节射频信号经射频接收端口RXOUT的接收功率。
如图11a所示，在其中一个实施例中，第二低噪声放大器310、第三滤波单元320和第三开关单元330均封装在同一芯片中，该封装芯片整体作为LNA器件。具体的，LNA器件可被配置有射频接收端口RXOUT、射频发射端口SRS和射频天线端口ANT。其中，第三开关单元330的控制端与射频天线端口ANT连接，第三开关单元330的一选择端与第三滤波单元320连接，第三开关单元330的一选择端经射频发射端与射频PA Mid器件10的一天线端口SRS连接。
示例性的，以第三开关单元330为射频SPDT开关为例，阐述射频L-DRX模块30对射频信号的收发控制：
接收控制：经射频天线端口ANT接收天线接收的射频信号，即射频信号经射频天线端口 ANT进入至射频SPDT开关，射频SPDT开关切换至第三滤波单元320以导通接收通路，经第二低噪声放大器310至射频接收端口RXOUT，并将射频接收端口RXOUT将接收的射频信号输出至射频收发器以完成对射频信号的接收控制。
发射控制：射频发射端口SRS接收射频PA Mid器件10的一天线端口SRS输出的射频信号，即射频信号从射频发射端口SRS输入至射频SPDT开关，射频SPDT开关切换至射频天线端口ANT以导通发射通路(例如，SRS通路)，经射频天线端口ANT由第一天线Ant0辐射输出，以完成对射频信号的发射控制。
进一步的，LNA器件中还集成了用于控制第二低噪声放大器310的控制单元180，用于调节低噪声放大器的增益系数，以调节射频信号经射频接收端口RXOUT的接收功率。
如图11b所示，在其中一个实施例中，第三滤波单元320也可以设置在第三开关单元330 的后端，也即，第三滤波单元320设置在第三开关单元330与射频发射端口SRS之间。将第三滤波单元320设置在第三开关单元330和射频天线端口ANT之间，可以实现对接收通道和发射通道传输的射频信号进行滤波处理，可以提高发射通路的带外抑制能力，进而可以同时兼顾发射通路和接收通路的传输性能。
上述射频L-DRX模块30，可以将第三开关单元330、第三滤波单元320集成到器件内部，提高了射频L-DRX模块30的集成度，也节省了第三开关单元330、第三滤波单元320占用基板(例如PCB板)的资源；同时通过在射频L-DRX模块30上配置射频发射端口SRS，并使该第三开关单元330与该射频发射端口SRS连接，使射频L-DRX模块30同时具备对射频信号的接收和发射控制的功能，简化了射频L-DRX模块30的供电、逻辑控制以及PCB的布局布线，节约了成本。
需要说明的是，本申请实施例提供的射频L-DRX模块30可以支持N41、N77、N79频段等的5G信号的收发控制。
随着技术的发展和进步，5G移动通信技术逐渐开始应用于通信设备。5G网络支持波束赋形技术，可以向通信设备定向发射。而基站要想定向发射，首先得探测到通信设备的位置、传输通路的质量等，从而使基站的资源更加精准地分配给每一个通信设备。
目前，通信设备反馈信道信息有预编码矩阵指示符(Precoding MatrixIndicator，PMI) 和信道探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)这两种不同的模式，信号传输分别图12a和12b所示。从标准定义上看，PMI是所有5G通信设备必须支持的功能，SRS则是可选功能。PMI是基站通过一种预先设定的机制，依靠终端测量后辅以各种量化算法，来估计信道信息和资源要求，并上报给基站；而SRS则是利用信道互易性让终端直接将信道信息上报给基站，显然后者更加精确。
通信设备发送SRS信息即是用于基站探测终端位置和信道质量的方式；其中SRS天线轮发如图13所示，具体说明如下：
其一，1T1R：固定在第一天线Ant0向基站反馈信息，不支持SRS轮发；
其一，1T4R：在第一天线Ant0到第四天线Ant3轮流发射SRS信息，每次只选择一个天线发射，目前非独立组网(Non-standalone，NSA)采用这种模式；
其三，2T4R：在第一天线Ant0到第四天线Ant3轮流发射SRS信息，每次选择两个天线同时发射，目前独立组网(Standalone，SA)采用这种模式。
在SRS模式下，能够参与发送参考信号的天线数量越多，信道估计就越准，进而能获得的速率越高；天线数量相同时，SA模式比NSA模式更快地完成信道估计，提高网络体验感。
目前各大运营商均提出来了5G NR支持SRS的功能要求，例如中国移动在其发布的《中国移动5G终端产品白皮书》中明确提出，N41/79必须支持SRS功能(1T2R或2T4R)；中国联通在其发布的《中国联通5G终端白皮书》中明确要求，N78必须支持SRS 1T4R和2T4R 天线轮发；中国电信在其发布的《中国电信5G全网通终端需求白皮书》中提出，支持1端口和2端口SRS发射，支持天线切换，推荐n78频段下支持4天线轮发，即SRS 1T4R 和2T4R。
如图14a和图14b所示，在其中一个实施例中，天线组20包括第一天线Ant0、第二天线Ant1、第三天线Ant2和第四天线Ant3，射频L-DRX模块30的数量为三个，分别记为第一射频L-DRX模块31、第二射频L-DRX模块32、第三射频L-DRX模块33。其中，第一射频L-DRX模块31、第二射频L-DRX模块32、第三射频L-DRX模块33相同。
其中，射频PA Mid器件10中多通道选择开关130的的一第二端与第二天线Ant1连接，多通道选择开关130的另一第二端经第一射频L-DRX模块31的轮射端口SRS与第一天线Ant0连接，多通道选择开关130的又一第二端经第二射频L-DRX模块32的轮射端口SRS 与第三天线Ant2连接，多通道选择开关130的再一第二端经第三射频L-DRX模块33的轮射端口SRS与第四天线Ant3连接以支持1T4R的SRS功能。
基于本实施例的射频系统，可以支持四天线1T4R的SRS功能。示例性的，以图14a为例，分析N41频段的SRS工作原理：
射频信号经射频PA Mid器件10的发射端口RFIN、功率放大器110至第一开关单元140 切换至第一滤波单元120，经第一滤波单元120、耦合单元170至射频SP4T开关，射频SP4T 开关切换至天线端口SRS1，经路径1从第二天线Ant1输出；射频SP4T开关切换至天线端口SRS2，经第一射频L-DRX模块31的第三开关单元330切换至路径5从第一天线Ant0输出；射频SP4T开关切换至天线端口SRS3，经第二射频L-DRX模块32的第三开关单元330 切换至路径6从第三天线Ant2输出；射频SP4T开关切换至天线端口SRS4，经第三射频L-DRX 模块33的第三开关单元330切换至路径7从第四天线Ant3输出。
N77和N79频段的射频系统的结构框图如图15a和图15b所示，N77和N79频段的SRS工作原理与N41频段相似，在此，不再赘述，具体的1T4R SRS路径配置如表1所示。
表1 1T4R SRS详细路径配置表
| N41 | N77 | N79 | |
| Channel0 | 路径1 | 路径1 | 路径1 |
| Channel1 | 路径2->路径5 | 路径2->路径5 | 路径2->路径5 |
| Channel2 | 路径3->路径6 | 路径3->路径6 | 路径3->路径6 |
| Channel3 | 路径4->路径7 | 路径4->路径7 | 路径4->路径7 |
表1中，Channel0、Channel1、Channel2、Channel3分别为天线轮流发射的发射通路。
如图16a和图16b所示，在其中一个实施例中，天线组20包括第一天线Ant0、第二天线Ant1、第三天线Ant2和第四天线Ant3；射频PA Mid器件10的数量为两个，分别记为第一射频PA Mid器件11和第二射频PA Mid器件12；射频L-DRX模块30的数量为三个，分别记为第一射频L-DRX模块31、第二射频L-DRX模块32、第三射频L-DRX模块33。
其中，第一射频PA Mid器件11中，多通道选择开关130的的一第二端与第二天线Ant1 连接，多通道选择开关130的另一第二端经第一射频L-DRX模块31的第三开关单元330与第一天线Ant0连接，多通道选择开关130的又一第二端经第二射频L-DRX模块32的第三开关单元330与第三天线Ant2连接，多通道选择开关130的再一第二端经第三射频L-DRX模块33的第三开关单元330与第四天线Ant3连接。第二射频PA Mid器件12中，多通道选择开关130的一第二端经第二射频L-DRX模块32的第三开关单元330与第三天线Ant2连接，多通道选择开关130的另一第二端经第三射频L-DRX模块33的第三开关单元330与第四天线Ant3连接，以支持2T4R的SRS功能。
基于本实施例的射频系统，可以支持四天线2T4R的SRS功能。具体的2T4R SRS路径配置如表2所示。
表2 2T4R SRS详细路径配置表
| N41 | N77 | N79 | |
| Channel0 | 路径1 | 路径1 | 路径1 |
| Channel1 | 路径2->路径5 | 路径2->路径5 | 路径2->路径5 |
| Channel2 | 路径8->路径6 | 路径8->路径6 | 路径8->路径6 |
| Channel3 | 路径9->路径7 | 路径9->路径7 | 路径9->路径7 |
表2中，Channel0、Channel1、Channel2、Channel3分别为天线轮流发射的发射通路。
上述实施例中的射频系统可以支持1T4R的SRS功能或2T4R的SRS功能，同时，该射频系统基于封装设置射频L-DRX模块30、射频PA Mid器件10，而不需要设置多个独立级联的开关就可以实现射频信号在第一天线Ant0、第二天线Ant1、第三天线Ant2和第四天线Ant3间的轮流发射，降低了成本、减小了射频系统中各器件占用基板的面积。
如图17所示，本申请实施例还提供一种通信设备，该通信设备上设置有上述任一实施例中的射频收发系统和射频收发器90。示例性的，射频收发器90可以包括发射器(诸如发射器TX)和接收器(诸如接收器RX)，或者可以仅包含接收器(例如，接收器RX)或者仅包含发射器(例如，发射器TX)。其中，射频收发器90可用于实现中频信号和基带信号之间的变频处理，或/和，用于实现中频信号与高频信号的变频处理等等。
通过在通信设备上设置该射频收发系统，提高了射频收发系统的集成度，减小了射频收发系统中各器件占用基板的面积，同时还可以简化了射频PA Mid器件10、射频L-DRX模块 30的供电、逻辑控制以及PCB的布局布线，节约了成本。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (18)
1.一种射频PA Mid器件，其特征在于，被配置有用于连接射频收发器的发射端口和多个用于连接天线的天线端口，所述射频PA Mid器件包括：
功率放大器，所述功率放大器的输入端与所述发射端口连接，用于对接收的射频信号进行功率放大处理；
第一滤波单元，与所述功率放大器的输出端连接，用于对接收的射频信号进行滤波处理；
多通道选择开关，包括至少一第一端和多个第二端，一所述第一端与所述第一滤波单元连接，多个所述第二端分别与多个所述天线端口一一对应连接，用于选择导通所述发射端口与任一所述天线端口之间的发射通路以传输所述射频信号并支持探测参考信号在多个所述天线端口间轮发的功能。
2.根据权利要求1所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述射频PA Mid器件被配置有用于连接射频收发器的接收端口，所述射频PA Mid器件还包括：
第一开关单元，所述第一开关单元的控制端与所述第一滤波单元连接，所述第一开关单元的第一选择端与所述功率放大器的输出端连接，所述第一开关单元的第二选择端与所述接收端口连接，用于选择性导通所述接收端口所在的接收通路和所述发射端口所在的发射通路。
3.根据权利要求1所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述射频PA Mid器件被配置有用于连接射频收发器的接收端口，所述多通道选择开关包括多个第一端，所述射频PA Mid器件还包括：
第二滤波单元，分别与所述接收端口、多通道选择开关的另一第一端连接以构成接收通路，用于对所述天线端口接收的射频信号进行滤波处理。
4.根据权利要求2或3所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述射频PA Mid器件还包括：
第一低噪声放大器，设置在所述接收通路中，用于经所述天线端口接收的所述射频信号进行放大处理，并经所述接收端口输出。
5.根据权利要求1所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述射频PA Mid器件被配置有耦合输出端口，所述射频PA Mid器件还包括：
耦合电路，分别与第一滤波单元、多通道选择开关的第一端耦合，并与所述耦合输出端口连接，用于耦合所述射频信号以输出用于测量功率信息的耦合信号。
6.根据权利要求5所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述耦合信号包括前向耦合信号和反向耦合信号，所述耦合电路包括：
耦合单元，包括输入端、输出端、第一耦合端和第二耦合端，其中，所述输入端与所述第一滤波单元耦合，所述输出端与所述多通道选择开关的第一端耦合；
耦合开关，分别与所述第一耦合端、第二耦合端、耦合输出端连接，用于选择输出前向耦合信号或后向耦合信号。
7.根据权利要求3所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述第一滤波单元、第二滤波单元均包括带通滤波器或低通滤波器。
8.根据权利要求1所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述多通道选择开关为射频SPDT开关、射频SP4T开关或射频DP4T开关。
9.根据权利要求1所述的射频PA Mid器件，其特征在于，所述射频信号为5G信号。
10.一种射频收发系统，其特征在于，包括：
天线组，至少包括第一天线和第二天线，用于收发射频信号；
射频L-DRX模块，与第一天线连接，用于接收所述第二天线输入的所述射频信号；
如权利要求1-9任一项所述的射频PA Mid器件，所述射频PA Mid器件的一天线端口与所述第二天线连接，述射频PA Mid器件的一天线端口与所述射频L-DRX模块连接，用于支持探测参考信号在所述第一天线和第二天线间轮发的功能。
11.根据权利要求10所述的射频收发系统，其特征在于，所述射频L-DRX模块包括：
第三开关单元，分别与所述第一天线、射频PA Mid器件的一天线端口连接；
第三滤波单元，与所述第三开关单元连接，用于所述第一天线接收的射频信号进行滤波处理；
第二低噪声放大器，所述第二低噪声放大器的输入端与所述第三滤波单元连接，用于对接收的所述射频信号进行放大处理，并将放大处理后的射频信号经所述第二低噪声放大器的输出端输出至射频收发器；其中，
所述第三开关单元用于选择性导通所述第二低噪声放大器所在的接收通路和导通所述射频PA Mid器件所在的发射通路。
12.根据权利要求11所述的射频收发系统，其特征在于，所述射频L-DRX模块还包括：
旁路开关，与所述第二低噪声放大器并联。
13.根据权利要求12所述的射频收发系统，其特征在于，所述第二低噪声放大器和所述旁路开关封装在同一芯片中。
14.根据权利要求11所述的射频收发系统，其特征在于，所述第二低噪声放大器和所述第三滤波单元封装在同一芯片中。
15.根据权利要求11所述的射频收发系统，其特征在于，所述第二低噪声放大器、第三滤波单元封和所述第三开关单元均封装在同一芯片中。
16.根据权利要求10所述的射频收发系统，其特征在于，所述天线组还包括第三天线和第四天线，所述射频L-DRX模块的数量为三个，分别记为第一射频L-DRX模块、第二射频L-DRX模块、第三射频L-DRX模块；其中，
所述多通道选择开关的第一端与所述所述第一滤波单元连接；
所述多通道选择开关的一第二端与所述第二天线连接，所述多通道选择开关的另一第二端与经所述第一射频L-DRX模块与所述第一天线连接，所述多通道选择开关的又一第二端与经所述第二射频L-DRX模块与所述第三天线连接，所述多通道选择开关的再一第二端与经所述第三射频L-DRX模块与所述第四天线连接以支持1T4R的SRS功能。
17.根据权利要求10所述的射频收发系统，其特征在于，所述天线组还包括第三天线和第四天线，所述射频L-DRX模块的数量为三个，分别记为第一射频L-DRX模块、第二射频L-DRX模块、第三射频L-DRX模块，所述射频PA Mid器件的数量为两个，分别记为第一射频PAMid器件和第二射频PA Mid器件；其中，
所述第一射频PA Mid器件的多通道选择开关的一第二端与所述第二天线连接，另一第二端经所述第一射频L-DRX模块与所述第一天线连接，又一第二端经所述第二射频L-DRX模块与所述第三天线连接，再一第二端经所述第三射频L-DRX模块与所述第四天线连接；
所述第二射频PA Mid器件的多通道选择开关的一第二端经所述第二射频L-DRX模块与所述第三天线连接，又一第二端经所述第三射频L-DRX模块与所述第四天线连接。
18.一种通信设备，包括：
射频收发器，及
与所述射频收发器连接的如权利要求10-17任一项所述的射频收发系统。
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Publications (1)
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