CN114124136A - 射频系统及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种射频系统和通信设备，射频系统包括：第一收发电路，分别与射频收发器、第一天线连接，用于支持对低频信号的发射和主集接收；第二收发电路，分别与射频收发器、第三天线连接，用于支持对低频信号的发射和主集MIMO接收；分集接收电路，分别与射频收发器、第二天线、第四天线连接，用于支持对所述低频信号的分集接收和分集MIMO接收。射频系统能够支持对低频信号的双路发射和4*4MIMO功能，在射频系统位于小区边缘，楼宇深处，电梯等弱信号环境时，相对于相关技术中仅能够支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，可以提高一倍的分集增益，其覆盖距离也增大一倍，其接收性能大幅度提高。

Description

射频系统及通信设备

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种射频系统及通信设备。

背景技术

随着技术的发展和进步，移动通信技术逐渐开始应用于通信设备，例如手机等。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。传统的射频系统在小区边缘、楼宇深处或电梯等信号较差的区域时，对5G低频信号的接收(例如，N28频段信号)的接收性能较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种射频系统及通信设备，可以提高对低频信号的接收性能。

一种射频系统，包括：

射频收发器；

第一收发电路，分别与所述射频收发器、第一天线连接，用于支持对低频信号的发射和主集接收；

第二收发电路，分别与所述射频收发器、第三天线连接，用于支持对低频信号的发射和主集MIMO接收；

分集接收电路，分别与所述射频收发器、第二天线、第四天线连接，用于支持对所述低频信号的分集接收和分集MIMO接收。

一种通信设备，包括如上所述的射频系统。

上述射频系统及通信设备，其中射频系统包括射频收发器、第一收发电路、第二收发电路及分集接收电路，射频系统能够支持对低频信号的双路发射和4*4MIMO功能。在射频系统处于信号良好状态下的环境时，相对于相关技术中仅能够支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，其下行通信速率可提升一倍。在射频系统若位于小区边缘，楼宇深处，电梯等弱信号环境时，相对于相关技术中仅能够支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，可以提高一倍的分集增益，其覆盖距离也增大一倍，其接收性能大幅度提高。从而，射频系统相对于相关技术中支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，下行通信速率和覆盖距离提升一倍，进而可以提升射频系统对低频信号的接收性能。

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为一个实施例中射频系统的结构示意图之一；

图2为一个实施例中天线的位置示意图；

图3为一个实施例中射频系统的结构示意图之二；

图4为一个实施例中第一收发电路的具体结构示意图之一；

图5为一个实施例中第一收发电路的具体结构示意图之二；

图6为一个实施例中射频系统的结构示意图之三；

图7为一个实施例中射频系统的结构示意图之四；

图8为一个实施例中第一收发电路的具体结构示意图之三；

图9为一个实施例中第一收发电路的具体结构示意图之四；

图10为一个实施例中射频系统的结构示意图之五；

图11为一个实施例中射频系统的结构示意图之六；

图12为一个实施例中射频系统的结构示意图之七；

图13为一个实施例中射频系统的结构示意图之八；

图14为一个实施例中射频系统的结构示意图之九；

图15为一个实施例中射频系统的结构示意图之十；

图16为一个实施例中射频系统的结构示意图之十一；

图17为一个实施例中分集接收电路的具体结构示意图之一；

图18为一个实施例中分集接收电路的具体结构示意图之二；

图19为一个实施例中射频系统的具体结构示意图；

图20为一个实施例中通信设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一客户端称为第二客户端，且类似地，可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端，但其不是同一客户端。

本申请实施例涉及的射频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。

如图1所示，在其中一个实施例中，本申请实施例提供的射频系统包括：射频收发器10、第一收发电路20、第二收发电路30及分集接收电路40；还包括第一天线ANT1、第二天线ANT2、第三天线ANT3和第四天线ANT4。

其中，射频系统被配置为支持低频信号的4*4MIMO接收功能。MIMO(MultipleInput Multiple Output，多发多收)技术是指在发射端口和接收端口分别使用多个发射天线和接收天线，充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统的信道容量。

在本实施例中，第一天线ANT1、第二天线ANT2、第三天线ANT3和第四天线ANT4均为能够支持NR频段的低频信号的收发。各支天线可以使用任何合适类型的天线形成。例如，各支天线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的频段和频段组合。在本申请实施例中，对第一天线ANT1、第二天线ANT2、第三天线ANT3和第四天线ANT4的类型不做进一步的限定。

可选地，第一天线ANT1、第二天线ANT2的天线效率均高于第三天线ANT3、第四天线ANT4的效率。一般，该射频系统应用在通信设备中时，由于受到通信设备结构的限制，如图2所示，通常会将第一天线ANT1和第二天线ANT2分别设置在通信设备的顶边框101和底边框103，将第三天线ANT3和第四天线ANT4设置在通信设备的两个侧边框102、104，因此，第一天线ANT1和第二天线ANT2的效率均高于第三天线ANT3和第四天线ANT4的效率。

其中，低频信号可包括一个低频频段的射频信号，也可以包括多个低频频段的射频信号。该射频信号可以包括4G LTE低频信号和5G NR低频信号中的至少一个。其中，低频信号的频段划分如表1所示。

表1为低频信号的频段划分表

需要说明的是，5G网络中沿用4G所使用的频段，仅更改序号之前的标识，低频信号的多个低频频段不限于上述举例说明。

可选地，低频信号包括N5、N8、N20、N28和N71频段信号，射频系统可支持N5、N8、N20、N28和N71频段信号的4*4MIMO接收功能。

在本实施例中，射频收发器10可被配置有多个端口，以实现与第一收发电路20、第二收发电路30及分集接收电路40的连接。可选地，射频收发器10包括发射器和接收器，其中发射器用于向第一收发电路20、第二收发电路30发射低频信号，接收器用于接收第一收发电路20、第二收发电路30及分集接收电路40输出的低频信号。

在本实施例中，第一收发电路20分别与射频收发器10、第一天线ANT1连接，用于支持对低频信号的发射和主集接收。

其中，第一收发电路20包括发射通路TX1和主集接收通路RX1，第一收发电路20的发射通路TX1对射频收发器10输入的低频信号进行放大处理和滤波处理，并将功率放大和滤波处理后的低频信号发射至第一天线ANT1；第一收发电路20的主集接收通路RX1对第一天线ANT1接收的低频信号进行放大处理和滤波处理，并将功率放大和滤波处理后的低频信号输出至射频收发器10。

其中，第一收发电路20的发射通路TX1可以设置功率放大器和双工器以实现放大功能和滤波处理功能，第一收发电路20的主集接收通路RX1可以设置低噪声放大器和双工器以实现放大功能和滤波处理功能。可选地，第一收发电路20的收发路径可以通过设置在收发通路上的双工器进行分离选择。

在本实施例中，第二收发电路30分别与射频收发器10、第三天线ANT3连接，用于支持对低频信号的发射和主集MIMO接收。

其中，第二收发电路30包括发射通路TX2和主集MIMO接收通路RX2，第二收发电路30的发射通路TX2对射频收发器10输入的低频信号进行放大处理和滤波处理，并将功率放大和滤波处理后的低频信号发射至第三天线ANT3；第二收发电路30的主集MIMO接收通路RX2对第三天线ANT3接收的低频信号进行放大处理和滤波处理，并将功率放大和滤波处理后的低频信号输出至射频收发器10。

其中，第二收发电路30的发射通路TX2可以设置功率放大器和双工器以实现放大功能和滤波处理功能，第二收发电路30的主集MIMO接收通路RX2可以设置低噪声放大器和双工器以实现放大功能和滤波处理功能。可选地，第二收发电路30的收发路径可以通过设置在收发通路上的双工器进行分离选择。

在本实施例中，分集接收电路40分别与射频收发器10、第二天线ANT2及第四天线ANT4连接，用于支持对低频信号的分集接收和分集MIMO接收。

其中，分集接收电路40包括接收通路RX3和接收通路RX4，接收通路RX3和接收通路RX4分别对第二天线ANT2及第四天线ANT4接收的低频信号进行放大处理和滤波处理，并将放大处理和滤波处理后的低频信号输出至射频收发器10。

本实施例提供的射频系统，包括射频收发器10、第一收发电路20、第二收发电路30及分集接收电路40；还包括第一天线ANT1、第二天线ANT2、第三天线ANT3和第四天线ANT4，射频系统能够支持对低频信号的双路发射和4*4MIMO功能，能够成倍提高对于低频信号的吞吐量。在射频系统处于信号良好状态下的环境时，相对于相关技术中仅能够支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，其下行通信速率可提升一倍。在射频系统若位于小区边缘，楼宇深处，电梯等弱信号环境时，相对于相关技术中仅能够支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，可以提高一倍的分集增益，其覆盖距离也增大一倍，其接收性能大幅度提高。从而，本实施例的射频系统相对于相关技术中支持低频信号2*2MIMO接收的射频系统，下行通信速率和覆盖距离提升一倍，进而可以提升射频系统对低频信号的接收性能。

在其中一个实施例中，第一收发电路20包括：

第一发射模块，被配置有第一天线端口LB ANT1，第一天线端口LB ANT1被配置为连接第一天线ANT1，第一发射模块包括发射单元，发射单元的输入端与射频收发器10连接，发射单元用于对接收的低频信号进行放大处理，并输出放大处理后的低频信号。

第一接收模块，与射频收发器10连接，用于支持对低频信号的主集接收。

第一滤波模块，分别与发射单元的输出端、第一天线端口LB ANT1及第一接收模块连接，用于滤除低频信号以外的杂散波及根据低频信号的信号方向分离低频信号的收发路径。

其中，第一接收模块、第一滤波模块及第一天线ANT1形成第一收发电路20的主集接收通路以实现第一收发电路20的主集接收，第一发射模块、第一滤波模块及第一天线ANT1形成第一收发电路20的发射通路以实现第一收发电路20的发射。第一接收模块用于对低频信号进行放大处理，第一发射模块包括发射单元，发射单元用于对接收的低频信号进行放大处理，并输出放大处理后的低频信号。可选地，发射单元可以为功率放大器，从而实现对接收的低频信号的功率放大处理。可选地，第一接收模块可以包括低噪声放大器，从而实现对接收的低频信号的低噪声放大处理。

其中，第一滤波模块分别与发射单元的输出端、第一天线端口LB ANT1及第一接收模块直接连接或间接连接，以分别实现第一接收模块与第一天线ANT1间的连接，及实现第一发射模块的发射单元与第一天线ANT1间的连接，第一滤波模块可以对第一收发电路20收发的低频信号进行滤波处理，以滤除低频信号以外的信号，仅输出低频信号；第一滤波模块还可以根据低频信号的信号方向分别低频信号的收发路径，以使第一收发电路20实现低频信号的发射和主集接收。

可选地，第一滤波模块可以设置在第一发射模块外部，也可以集成在第一发射模块内部，其中，当第一滤波模块集成在第一发射模块内部时，第一发射模块可以理解为内置低噪声放大器的低频的功率放大器模块(LB L-PA Mid，Low Band Power AmplifierModules including Duplexers)。其中，第一滤波模块可以是双工器，当低频信号为单低频频段的射频信号时，例如为N28频段信号，则第一滤波模块可以对N28频段以外的杂散波进行滤波处理，仅输出N28频段信号至第一天线端口LB ANT1或第一接收模块；当低频信号为多个低频频段的射频信号时，可以设置多个第一滤波模块或者第一滤波模块包括多个双工器，以分别对每个低频信号进行滤波处理，输出多个低频信号至第一天线端口LB ANT1或第一接收模块。

在其中一个实施例中，如图3所示(图3仅示出射频收发器10、第一收发电路20及第一天线ANT1)，第一发射模块201还被配置有输出端口RX，输出端口RX被配置为连接第一接收模块202；其中：第一滤波模块200分别与发射单元210的输出端、第一天线端口LB ANT1、输出端口RX连接，第一滤波模块200通过输出端口RX与第一接收模块202连接。从而，第一滤波模块200集成在第一发射模块201内部，能够减少射频系统占用的主板面积，提高器件的集成度，有利于器件的小型化，降低成本；同时还可以降低发射过程和接收过程的插损，提高第一发射模块201、第一接收模块202对低频信号的输出功率，提升低频信号的灵敏度性能，进而可提升射频系统的通信性能。

在其中一个实施例中，如图4所示(图4仅示出射频收发器10、第一收发电路20及第一天线ANT1)，低频信号包括多个低频频段的射频信号；第一滤波模块200和输出端口RX的数量均为多个；第一发射模块201还包括：

第一选通单元220，第一选通单元220的第一端连接发射单元210；第二选通单元230，第二选通单元230的第一端连接第一天线端口LB ANT1；其中，每个第一滤波模块200的两个第一端分别一一对应连接第一选通单元220的一第二端、一输出端口RX，多个第一滤波模块200的第二端一一对应连接第二选通单元230的多个第二端，每个第一滤波模块200输出的低频信号的频段不同。

其中，第一选通单元220的第一端连接发射单元210，第一选通单元220的第二端连接第一滤波模块200，第二选通单元230的多个第二端分别一一对应连接多个第一滤波模块200，第二选通单元230的第一端连接第一天线端口LB ANT1。第一选通单元220用于选择导通发射单元210与第一滤波模块200之间的射频通路，第二选通单元230用于选择导通第一滤波模块200与第一天线端口LB ANT1之间及输出端口RX与第一天线端口LB ANT1的射频通路。第一选通单元220和第二选通单元230用于共同选择导通发射单元210与第一天线端口LB ANT1之间及输出端口RX与第一天线端口LB ANT1的射频通路，从而第一选通单元220和第二选通单元230可以针对多个低频信号的发射通路和接收通路，通过第一选通单元220和第二选通单元230可以降低第一发射模块201的插入损耗，进而可以提升第一发射模块201的输出功率。具体地，第一选通单元220和第二选通单元230分别为多通道选择开关。

在其中一个实施例中，如图4所示，第一发射模块201还包括：

耦合单元240，分别连接第二选通单元230、第一天线端口LB ANT1，用于耦合第二选通单元230与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路中的低频信号。

具体地，第一发射模块201还配置有耦合输出端口CPLOUT，耦合单元240分别与第二选通单元230、第一天线端口LB ANT1、耦合输出端口CPLOUT连接，耦合第二选通单元230与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路中的低频信号，以经耦合输出端口CPLOUT输出耦合信号。更具体地，耦合单元240包括输入端、输出端和耦合端。耦合单元240的输入端与第二选通单元230耦接，耦合单元240的输出端与第一天线端口LB ANT1耦接，耦合端与耦合输出端口CPLOUT耦接。其中，耦合单元240耦合第二选通单元230与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路中的低频信号以获得耦合信号，耦合信号包括前向耦合信号和反向耦合信号，基于耦合端输出的前向耦合信号，可以检测该低频段信号的前向功率信息；基于耦合端输出的反向耦合信号，可以对应检测该低频段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。

在其中一个实施例中，如图4所示，第一发射模块201还可以被配置有输入端口GSMLB IN、输入端口GSM HB IN及高频输出端口GSM HB OUT。第一发射模块201还包括2G低频发射单元250和2G高频发射单元260。通过2G低频发射单元250和2G高频发射单元260可以分别实现对2G低频信号、2G高频信号的放大处理。

在其中一个实施例中，如图5所示(图5仅示出第一发射模块201)，发射单元210包括功率放大器LB PA1，第一选通单元220包括多通道选择开关SP8T1，第二选通单元230包括多通道选择开关SP8T2，第一滤波模块200为双工器DU。功率放大器LB PA1的输入端与输入端口LNA IN连接；多通道选择开关SP8T1的第一端与功率放大器LB PA1的输出端连接，多通道选择开关SP8T1的多个第二端分别一一对应连接多个双工器DU的第一端，多个双工器DU的第一端连接输出端口RX，多个双工器DU的第二端连接多通道选择开关SP8T2的第二端，多通道选择开关SP8T2的第一端连接耦合器Co1。

具体地，当低频信号的频段为一预设频段时，功率放大器LB PA1、一个双工器可支持对该频段信号的相关处理，以对应输出无杂波的低频信号；当低频信号的频段为多个预设频段时，多通道选择开关SP8T1的多个第二端分别一一对应连接多个第一滤波模块200的第一端，从而功率放大器LB PA1、多个双工器还可支持对多个不同频段的低频信号的相关处理，以对应输出无杂波的各个频段的低频信号。可以理解的是，功率放大器LB PA1、多通道选择开关SP8T1及多个双工器形成了多个发射通路中的滤波通路，多个滤波通路相互独立，彼此不重合。需要说明的是，当发射单元210仅需要实现一个频段低频信号的发射时，多通道选择开关SP8T1的第二端的数量可以仅为一个，同时双工器的数量对应为一个。

在其中一个实施例中，如图5所示，2G低频发射单元250包括功率放大器2G LB PA及滤波器F1；2G高频发射单元260包括功率放大器2G HB PA及滤波器F2。其中，功率放大器2G LB PA的输入端与输入端口GSM LB IN连接，功率放大器2G LB PA的输出端经滤波器F1与第二选通单元230的第一端连接，功率放大器2G HB PA的输入端与输入端口GSM HB IN连接，功率放大器2G HB PA的输出端经滤波器F2与高频输出端口GSM HB OUT连接。功率放大器2G LB PA和功率放大器2G HB PA分别用于对2G低频信号、2G高频信号进行放大处理，滤波器F1和滤波器F2分别用于对2G低频信号、2G高频信号进行滤波处理。

可选地，在图5实施例的基础上，如图6所示(图6仅示出第一收发电路20)，第一接收模块202包括：低噪声放大器LNA1和选通单元，其中选通单元可以是多通道选择开关SP4T1。

低噪声放大器LNA1，低噪声放大器LNA1的输出端与射频收发器10连接；多通道选择开关SP4T1，多通道选择开关SP4T1的第一端连接低噪声放大器LNA1的输入端，多通道选择开关SP4T1的第二端通过输出端口RX连接第一滤波模块200的第一端，通过第一滤波模块与第一天线端口LB ANT1连接以接收第一天线端口LB ANT1输入的低频信号。通过多通道选择开关SP4T1选择导通低噪声放大器LNA1与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路，从而选择对不同频段的5G射频信号进行低噪声放大处理，节省了低噪声放大器LNA1的数量，缩小器件占用主板的面积。需要说明的是，当需要对多个频段的低频信号进行低噪声放大处理时，可以设置多个低噪声放大器LNA1(例如两个低噪声放大器LNA1)。

需要说明的是，第一接收模块202还可以用于连接第五天线以支持对中频信号和高频信号的接收，如图6所示，第一接收模块202还可以包括多通道选择开关nPnT、多个低噪声放大器LNA2和多通道选择开关SP4T2，从而实现对中频信号和高频信号的接收。

为了便于说明，以低频信号为N28频段信号为例对本实施例中的第一收发电路20的信号收发过程进行说明：

N28低频信号的发射过程：射频收发器10通过输入端口PA IN向第一发射模块201的发射单元210输出N28发射信号，经过功率放大器LB PA1进行信号放大，通过多通道选择开关SP8T1、双工器进行滤波处理后经多通道选择开关SP8T2、耦合器Co1输出至第一天线端口LB ANT1，最终到达第一天线ANT1。

N28低频信号的主集接收过程：第一天线ANT1接收来自空间中的N28低频信号，N28低频信号经第一天线端口LB ANT1进入第一发射模块201，经耦合器Co1、多通道选择开关SP8T2进入双工器进行滤波处理，经输出端口RX后输出至第一接收模块202，第一接收模块202的低噪声放大器LNA1对N28低频信号进行放大处理后输出至射频收发器10。

在其中一个实施例中，如图7所示(图7仅示出射频收发器10、第一收发电路20及第一天线ANT1)，第一发射模块201还被配置有辅助发射端口LB TXOU、辅助收发端口LB TRX，辅助发射端口LB TXOU连接发射单元210的输出端，辅助收发端口LB TRX连接第一天线端口LB ANT1；其中：

第一滤波模块203的两个第一端分别一一对应连接辅助发射端口LB TXOU、第一接收模块，第一滤波模块203的第二端连接辅助收发端口LB TRX。

其中，发射单元210参见上述实施例的相关描述，在此不再赘述。

其中，第一滤波模块203通过辅助发射端口LB TXOU与发射单元210连接，通过辅助收发端口LB TRX与第一天线端口LB ANT1连接，从而第一滤波模块203设置在第一发射模块201外部，通过外挂的第一滤波模块203，可以对第一收发电路20收发的低频信号进行滤波处理，同时提高第一滤波模块203对低频信号的隔离作用。需要说明的是，在其他实施例中，也可以外置多个第一滤波模块203，实现对多个不同频段的低频信号进行滤波处理。

在其中一个实施例中，如图8所示(图8仅示出射频收发器10、第一收发电路20及第一天线ANT1)，低频信号包括多个低频频段的射频信号；第一发射模块201还被配置有输出端口RX，输出端口RX被配置为用于连接第一接收模块202，第一发射模块201还包括：

第一选通单元220，第一选通单元220的第一端连接发射单元210的输出端，第一选通单元220的一第二端连接辅助发射端口LB TXOU；第二选通单元230，第二选通单元230的一第一端连接第一天线端口LB ANT1，第二选通单元的一第二端连接辅助收发端口LB TRX。

滤波单元270，滤波单元270的两个第一端分别一一对应连接第一选通单元220的一第二端、输出端口RX，滤波单元270的第二端连接第二选通单元230的一第二端，用于滤除低频信号以外的杂散波及根据低频信号的信号方向分离低频信号的收发路径，滤波单元270进行滤波处理的低频信号的频段与第一滤波模块203进行滤波处理的低频信号的频段不同。

其中，滤波单元270进行滤波处理的低频信号的频段与第一滤波模块203进行滤波处理的低频信号的频段不同，以使第一发射模块201能够支持对不同频段的低频信号的放大处理和滤波处理。滤波单元270的数量可以根据频段的不同数量设置为一个或多个，当滤波单元270的数量为多个时，多个滤波单元270一一对应连接多个输出端口RX。可选地，第一滤波模块203用于滤除主频段的低频信号，滤波单元270用于滤除其他次要频段的低频信号。以能够收发的低频信号为三个不同频段的信号为例，可以设置一个第一滤波模块203和两个滤波单元270，以实现对三个频段低频信号的滤波处理。滤波单元270可以是双工器。

其中，第一选通单元220的第一端连接发射单元210的输出端，第一选通单元220的第二端连接第一滤波模块203，第二选通单元230的一第二端连接辅助收发端口LB TRX或第二选通单元230的多个第二端连接多个辅助收发端口LB TRX，第二选通单元230的第一端连接第一天线端口LB ANT1。第一选通单元220用于选择导通发射单元210与第一滤波模块200之间的射频通路及发射单元210与滤波单元270之间的射频通路，第二选通单元230用于选择导通第一滤波模块203与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路及滤波单元270与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路。从而，第一选通单元220和第二选通单元230用于共同选择导通发射单元210与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路及输出端口RX与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路，从而第一选通单元220和第二选通单元230可以针对多个低频信号的发射通路和接收通路，通过第一选通单元220和第二选通单元230可以降低第一发射模块201的插入损耗，进而可以提升第一发射模块201的输出功率。具体地，第一选通单元220和第二选通单元230分别为多通道选择开关。

在其中一个实施例中，如图8所示，第一发射模块201还包括：

耦合单元240，分别连接第二选通单元230、第一天线端口LB ANT1，用于耦合第二选通单元230与第一天线端口LB ANT1之间的射频通路中的低频信号。耦合单元240的相关描述具体参见上一实施例，在此不再赘述。

可选地，如图8所示，发射模块201还包括：2G低频发射单元250和2G高频发射单元260。2G低频发射单元250和2G高频发射单元260相关描述具体参见上一实施例，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，如图9所示(图9仅示出第一收发电路20)，发射单元210包括功率放大器LB PA1，第一选通单元220包括多通道选择开关SP8T1，第二选通单元230包括多通道选择开关SP8T2，第一滤波模块为双工器DU1，滤波单元270为双工器DU2，耦合单元240为耦合器Co1。

在其中一个实施例中，在图9实施例的基础上，如图10所示(图10仅示出第一收发电路20)，第一接收模块202包括：

低噪声放大器LNA1，低噪声放大器LNA1的输出端与射频收发器10连接；多通道选择开关SP4T1，多通道选择开关SP4T1的第一端连接低噪声放大器LNA1的输入端，多通道选择开关SP4T1的第二端连接第一滤波模块202的第一端，通过第一滤波模块202与第一天线端口LB ANT1连接以接收第一天线端口LB ANT1输入的低频信号。低噪声放大器LNA1和多通道选择开关SP4T1的相关描述参见上述实施例的具体描述，在此不再赘述。

需要说明的是，第一接收模块202还可以用于连接第五天线以支持对中频信号和高频信号的接收，如图10所示，第一接收模块202还可以包括多个低噪声放大器LNA2和多通道选择开关SP4T2，从而实现对中频信号和高频信号的接收。

为了便于说明，以低频信号为N28频段信号为例对本实施例中的第一收发通路20的信号收发过程进行说明：

N28低频信号的发射过程：射频收发器10通过输入端口LAN IN向第一发射模块201输出N28发射信号，经过功率放大器LB PA1进行信号放大，通过多通道选择开关SP8T1输出至辅助发射端口LB TXOU到达第一滤波模块203，第一滤波模块203进行滤波处理后经辅助收发端口LB_TRX、多通道选择开关SP8T2、耦合器Co1输出至第一天线端口LB ANT1，最终到达第一天线ANT1。

N28低频信号的主集接收过程：第一天线ANT1接收来自空间中的N28低频信号，N28低频信号经第一天线端口LB ANT1进入第一发射模块201，经耦合器Co1、多通道选择开关SP8T2、辅助收发端口LB_TRX进入第一滤波模块203进行滤波处理，经辅助输出端口LNA OUT进入第一接收模块202的低噪声放大器LNA1进行放大处理，再输出至射频收发器10。

在其中一个实施例中，如图11所示(图11仅示出射频收发器10、第二收发电路30及第三天线ANT3)，第二收发电路30包括：

第二发射模块301，与射频收发器连接，用于支持对低频信号进行放大处理，并输出放大处理后的所述低频信号；第二接收模块302，与射频收发器10连接，用于支持对低频信号的主集MIMO接收；第二滤波模块303，分别与第二接收模块302、第二发射模块301及第三天线ANT3连接，用于滤除低频信号以外的杂散波及根据低频信号的信号方向分离低频信号的收发路径。

其中，第二发射模块301可以包括功率放大器以实现放大处理功能，第二接收模块302可以包括低噪声放大器以实现对接收的低频信号的低噪声放大处理。第二滤波模块303可以对第二收发电路30收发的低频信号进行滤波处理，以滤除低频信号以外的信号，仅输出低频信号；第二滤波模块303还可以根据低频信号的信号方向分别低频信号的收发路径，以使第二收发电路30实现低频信号的发射和主集MIMO接收。第二滤波模块303可以是双工器。

其中，第二发射模块301、第二滤波模块303及第三天线ANT3形成第二收发电路30的发射通路以实现第二收发电路30的发射功能，具体地，发射通路对低频信号的滤波处理及放大处理，以将滤波处理及放大处理后的低频信号发射至第三天线ANT3。第二滤波模块303、第二接收模块302及第三天线ANT3形成第二收发电路30的接收通路以实现第二收发电路30的主集MIMO接收功能，具体地，接收通路对第三天线ANT3接收的低频信号进行滤波处理及放大处理，并将经滤波处理及放大处理后的低频信号输出至射频收发器10。

在其中一个实施例中，如图12所示(图12仅示出射频收发器10、第二收发电路30及第三天线ANT3)，第二收发电路30还包括：

耦合模块304，设置在第二滤波模块303和第三天线ANT3之间的收发通路上，用于耦合收发通路上的低频信号。

其中，耦合模块304包括输入端、输出端和耦合端。具体地，耦合模块304的输入端与第二滤波模块303耦接，耦合模块304的输出端与第三天线ANT3耦接，耦合模块304可以耦合收发通路上的低频信号以生成耦合信号，耦合信号经耦合输出端输出至射频收发器10。具体的，耦合信号包括前向耦合信号和反向耦合信号，基于前向耦合信号，可以检测该低频信号的前向功率信息；基于反向耦合信号，可以对应检测该低频信号的反向功率信息。可选地，耦合模块304包括耦合器。

在其中一个实施例中，如图13所示(图13仅示出射频收发器10、第二收发电路30及第三天线ANT3)，第二接收模块302包括：

第一低噪声放大单元310，第一低噪声放大单元310的输入端与第二滤波模块303连接，第一低噪声放大单元310的输出端与射频收发器10连接，用于对滤波处理后的低频信号进行放大处理。

其中，第一低噪声放大单元310可以为低噪声放大器，具体地，低噪声放大器的输入端与第二滤波模块303连接，低噪声放大器的输出端与射频收发器10连接。

在其中一个实施例中，如图13所示，第一天线ANT1的天线效率高于第三天线ANT3的天线效率，第二接收模块302还包括：

第二低噪声放大单元320，第二低噪声放大单元320的输入端与第一低噪声放大单元310的输出端连接，第二低噪声放大单元320的输出端与射频收发器10连接，用于对放大处理后的低频信号进行二次放大处理。

通过在第二收发电路30中靠近第三天线ANT3侧的位置设置第二低噪声放大单元320，可以提高第二收发电路30的接收性能，避免由于环境问题引起的效率低、一级噪声放大插损大的问题。可选地，第二低噪声放大单元320为低噪声放大器，低噪声放大器的输入端第一低噪声放大单元310的输出端连接，低噪声放大器的输出端与射频收发器10连接。需要说明的是，第二低噪声放大单元320可以设置在第一低噪声放大单元310和第二滤波模块303之间，也可以设置在射频收发器10和第一低噪声放大单元310之间。

为了便于说明，如图14所示，以低频信号为N28频段信号为例对本实施例中的第二收发电路30的信号收发过程进行说明：

N28低频信号的发射过程：射频收发器10向第二发射模块301输出N28发射信号，经过功率放大器LB PA2进行信号放大，通过第二滤波模块303的双工器Du3进行滤波处理后经耦合器Co2输出至第三天线ANT3。

N28低频信号的主集MIMO接收过程：第三天线ANT3接收来自空间中的N28低频信号，N28低频信号经第二滤波模块303的双工器Du3进行滤波处理及通道选择，经第二接收模块302的两个低噪声放大器进行放大处理后进入射频收发器10。

在其中一个实施例中，如图15所示(图15仅示出射频收发器10、分集接收电路40、第二天线ANT2及第四天线ANT4)，分集接收电路40包括：

第三滤波模块401，与第二天线ANT2连接，用于对第二天线ANT2接收的低频信号进行滤波处理；第一低噪声放大模块402，第一低噪声放大模块402的输入端连接第三滤波模401块，第一低噪声放大模块402的输出端连接射频收发器10，用于对滤波处理后的低频信号进行放大处理；第四滤波模块403，与第四天线ANT4连接，用于对第四天线ANT4接收的低频信号进行滤波处理；第二低噪声放大模块404，第二低噪声放大模块404的输入端连接第四滤波模块，第二低噪声放大模块404的输出端连接射频收发器10，用于对滤波处理后的低频信号进行放大处理。

其中，第三滤波模块401和第四滤波模块403均可以滤波器，第一低噪声放大模块402和第二低噪声放大模块404均可以是低噪声放大器。第三滤波模块401和第一低噪声放大模块402可以实现对第二天线ANT2接收的低频信号进行滤波处理及放大处理，并将经滤波处理及放大处理后的低频信号输出至射频收发器10，实现分集接收电路40的分集接收；第四滤波模块403和第二低噪声放大模块404可以实现对第四天线ANT4接收的低频信号进行滤波处理及放大处理，并将经滤波处理及放大处理后的低频信号输出至射频收发器10，实现分集接收电路40的分集MIMO接收。

在其中一个实施例中，如图16所示(图16仅示出射频收发器10、分集接收电路40、第二天线ANT2及第四天线ANT4)，第二天线的天线效率高于第四天线的天线效率，分集接收电路40还包括：

第三低噪声放大模块405，第三低噪声放大模块405的输入端连接第二低噪声放大模块404的输出端，第三低噪声放大模块405的输出端连接射频收发器10，用于对第二低噪声放大模块404放大处理后的低频信号进行二级放大处理。

通过在分集接收电路40中靠近第四天线ANT4侧的位置设置第三低噪声放大模块405，可以提高分集接收电路40的接收性能，避免由于环境问题引起的效率低引起的插损大的问题。

在其中一个实施例中，低频信号包括多个低频频段的射频信号，第三滤波模块401和第四滤波模块403的数量均为多个；分集接收电路40被配置有第二天线端口LB ANT2和第三天线端口LB ANT3；第三天线端口LB ANT3连接一个第三滤波模块401，如图17所示，分集接收电路40还包括：

第一选通模块406，第一选通模块406的第一端连接第一低噪声放大模块402；第二选通模块407，第二选通模块407的第一端连接第二低噪声放大模块404；第三选通模块408，第三选通模块408的第二端连接第二天线ANT2连接的端口。

其中，每个第三滤波模块401分别连接第一选通模块406和第三选通模块408，多个第四滤波模块403中至少一个分别连接第二选通模块407和第三选通模块408；第一选通模块406、第二选通模块407及第三选通模块408用于共同选择导通第一低噪声放大模块402与第二天线ANT2之间、第二低噪声放大模块404与第四天线ANT4之间的射频通路。从而分集接收电路40能够支持对多个不同频段的低频信号的放大处理。

其中，分集接收电路40被配置有第二天线ANT2连接的端口和第三天线端口LBANT3，分集接收电路40可以理解为LFEM(Low noise amplifier front end module，射频低噪声放大器模组)。通过将分集接收电路40集成化，能够减少射频系统占用的主板面积，提高器件的集成度，有利于器件的小型化，降低成本；同时还可以降低分集接收电路40的插损，提高对低频信号的输出功率，提升低频信号的灵敏度性能，进而可提升射频系统的通信性能。

需要说明的是，在本实施例中，将多个第四滤波模块403中至少一个设置在LFEM模块外部，将其他第四滤波模块403、第三滤波模块401、第一低噪声放大模块402、第二低噪声放大模块404集成在LFEM模块内部。而在其他实施例中，也可以将所有的第四滤波模块403均集成在LFEM模块内部，以提高集成度。

在其中一个实施例中，如图17所示，分集接收电路40被配置有多个输出端口LNAOUT，分集接收电路40还包括：

第四选通模块409，第四选通模块409的两个第一端分别一一对应连接分集接收电路40的输出端口LNA OUT，第四选通模块409的两个第二端分别一一对应连接第一低噪声放大模块402、第二低噪声放大模块404。通过第四选通模块409可以选择导通分集接收电路40的输出端口LNA OUT与第一低噪声放大模块402、第二低噪声放大模块404之间的射频通路。

在其中一个实施例中，如图18所示，第一选通模块406、第二选通模块407、第三选通模块408、第四选通模块409分别对应为多通道选择开关SP4T6、多通道选择开关SP4T7、多通道选择开关SP8T3、双刀双掷开关DPDT。第三滤波模块401和第四滤波模块403分别为滤波器，第一低噪声放大模块402和第二低噪声放大模块404分别为低噪声放大器LNA7、低噪声放大器LNA8。

为了便于说明，以低频信号为N28频段信号为例对本实施例中的分集接收电路40的信号接收过程进行说明：

N28低频信号的分集接收过程：第二天线ANT2接收来自空间中的N28低频信号，N28低频信号经滤波器F3进行滤波处理，经低噪声放大器LNA8进行放大处理后输出至射频收发器10。

N28低频信号的分集MIMO接收过程：第四天线ANT4接收来自空间中的N28低频信号，N28低频信号经滤波器F6进行滤波处理，经低噪声放大器LNA9进行放大处理后输出至射频收发器10。

在其中一个实施例中，如图18所示，分集接收电路40还被配置有中高频天线端口MHB ANT，分集接收电路40还用于连接第六天线以支持对中频信号、高频信号的接收，并对中高频段的射频信号进行滤波放大处理。可选地，分集接收电路40还包括第五选通模块410、第四低噪声放大模块411、第六选通模块412、第五滤波模块413及第七选通模块414。具体地，第五选通模块410可以包括多个多通道选择开关SP4T，第四低噪声放大模块411包括多个低噪声放大器LNA1，第六选通模块412包括多个多通道选择开关SP4T，第五滤波模块413包括多个滤波器，第七选通模块414包括多通道选择开关SP8T4。

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系统，例如，射频系统如图19所示。

通过在通信设备上设置该射频系统，能够实现双路发射和4*4MIMO接收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍提高对于低频信号的吞吐量；可以提升下载速率以提高用户的体验，同时，当通信设备位于小区边缘、楼宇深处、电梯等弱信号环境时通过4*4MIMO接收，具有更高的分集增益及更大的覆盖距离；并且器件具有高集成度，减小了射频系统中各器件占用基板的面积，同时还可以简化布局布线，节约成本。

如图20所示，进一步的，以通信设备为手机11为例进行说明，具体的，如图20所示，该手机11可包括存储器21(其任选地包括一个或多个计算机可读存储介质)、处理器22、外围设备接口23、射频系统24、输入/输出(I/O)子系统26。这些部件任选地通过一个或多个通信总线或信号线29进行通信。本领域技术人员可以理解，图20所示的手机11并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。图20中所示的各种部件以硬件、软件、或硬件与软件两者的组合来实现，包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。

存储器21任选地包括高速随机存取存储器，并且还任选地包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储器设备、或其他非易失性固态存储器设备。示例性的，存储于存储器21中的软件部件包括操作系统211、通信模块(或指令集)212、全球定位系统(GPS)模块(或指令集)213等。

处理器22和其他控制电路(诸如射频系统24中的控制电路)可以用于控制手机11的操作。该处理器22可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、功率管理单元、音频编解码器芯片、专用集成电路等。

处理器22可以被配置为实现控制手机11中的天线的使用的控制算法。处理器22还可以发出用于控制射频系统24中各开关的控制命令等。

I/O子系统26将手机11上的输入/输出外围设备诸如键区和其他输入控制设备耦接到外围设备接口23。I/O子系统26任选地包括触摸屏、按键、音调发生器、加速度计(运动传感器)、周围光传感器和其他传感器、发光二极管以及其他状态指示器、数据端口等。示例性的，用户可以通过经由I/O子系统26供给命令来控制手机11的操作，并且可以使用I/O子系统26的输出资源来从手机11接收状态信息和其他输出。例如，用户按压按钮261即可启动手机或者关闭手机。

射频系统24可以为前述任一实施例中的射频系统。

在本说明书的描述中，参考术语“其中一个实施例”、“可选地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

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 (14)

1.一种射频系统，其特征在于，包括：

射频收发器；

第一收发电路，分别与所述射频收发器、第一天线连接，用于支持对低频信号的发射和主集接收；

第二收发电路，分别与所述射频收发器、第三天线连接，用于支持对低频信号的发射和主集MIMO接收；

分集接收电路，分别与所述射频收发器、第二天线、第四天线连接，用于支持对所述低频信号的分集接收和分集MIMO接收。

2.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述第一收发电路包括：

第一发射模块，被配置有第一天线端口，所述第一天线端口被配置为连接第一天线，所述第一发射模块包括发射单元，所述发射单元的输入端与所述射频收发器连接，所述发射单元用于对接收的所述低频信号进行放大处理，并输出放大处理后的所述低频信号；

第一接收模块，与所述射频收发器连接，用于支持对所述低频信号的主集接收；

第一滤波模块，分别与所述发射单元的输出端、所述第一天线端口及所述第一接收模块连接，用于滤除所述低频信号以外的杂散波及根据所述低频信号的信号方向分离所述低频信号的收发路径。

3.根据权利要求2所述的射频系统，其特征在于，所述第一发射模块还被配置有输出端口，所述输出端口被配置为连接所述第一接收模块；其中：

所述第一滤波模块分别与所述发射单元的输出端、所述第一天线端口、所述输出端口连接，所述第一滤波模块通过所述输出端口与所述第一接收模块连接。

4.根据权利要求3所述的射频系统，其特征在于，所述低频信号包括多个低频频段的射频信号；所述第一滤波模块和所述输出端口的数量均为多个；所述第一发射模块还包括：

第一选通单元，所述第一选通单元的第一端连接所述发射单元；

第二选通单元，所述第二选通单元的第一端连接所述第一天线端口；

其中，每个所述第一滤波模块的两个第一端分别一一对应连接所述第一选通单元的一第二端、一所述输出端口，多个所述第一滤波模块的第二端一一对应连接所述第二选通单元的多个第二端，每个所述第一滤波模块输出的所述低频信号的频段不同。

5.根据权利要求2所述的射频系统，其特征在于，所述第一发射模块还被配置有辅助发射端口、辅助收发端口，所述辅助发射端口连接所述发射单元的输出端，所述辅助收发端口连接所述第一天线端口；其中：

所述第一滤波模块的两个第一端分别一一对应连接所述辅助发射端口、所述第一接收模块，所述第一滤波模块的第二端连接所述辅助收发端口。

6.根据权利要求5所述的射频系统，其特征在于，所述低频信号包括多个低频频段的射频信号；所述第一发射模块还被配置有输出端口，所述输出端口被配置为用于连接所述第一接收模块，所述第一发射模块还包括：

第一选通单元，所述第一选通单元的第一端连接所述发射单元的输出端，所述第一选通单元的一第二端连接所述辅助发射端口；

第二选通单元，所述第二选通单元的一第一端连接所述第一天线端口，所述第二选通单元的一第二端连接所述辅助收发端口；

滤波单元，所述滤波单元的两个第一端分别一一对应连接所述第一选通单元的一第二端、所述输出端口，所述滤波单元的第二端连接所述第二选通单元的一第二端，用于滤除所述低频信号以外的杂散波及根据所述低频信号的信号方向分离所述低频信号的收发路径，所述滤波单元进行滤波处理的低频信号的频段与所述第一滤波模块进行滤波处理的低频信号的频段不同。

7.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述第二收发电路包括：

第二发射模块，与所述射频收发器连接，用于支持对所述低频信号进行放大处理，并输出放大处理后的所述低频信号；

第二接收模块，与所述射频收发器连接，用于支持对所述低频信号的主集MIMO接收；

第二滤波模块，分别与所述第二接收模块、所述第二发射模块及所述第三天线连接，用于滤除所述低频信号以外的杂散波及根据所述低频信号的信号方向分离所述低频信号的收发路径。

8.根据权利要求7所述的射频系统，其特征在于，所述第二收发电路还包括：

耦合模块，设置在所述第二滤波模块和所述第三天线之间的收发通路上，用于耦合所述收发通路上的所述低频信号。

9.根据权利要求7所述的射频系统，其特征在于，所述第二接收模块包括：

第一低噪声放大单元，所述第一低噪声放大单元的输入端与所述第二滤波模块连接，所述第一低噪声放大单元的输出端与所述射频收发器连接，用于对滤波处理后的所述低频信号进行放大处理。

10.根据权利要求9所述的射频系统，其特征在于，所述第一天线的天线效率高于所述第三天线的天线效率，所述第二接收模块还包括：

第二低噪声放大单元，所述第二低噪声放大单元的输入端与所述第一低噪声放大单元的输出端连接，所述第二低噪声放大单元的输出端与所述射频收发器连接，用于对放大处理后的所述低频信号进行二次放大处理。

11.根据权利要求1-10任一项所述的射频系统，其特征在于，所述分集接收电路包括：

第三滤波模块，与所述第二天线连接，用于对所述第二天线接收的所述低频信号进行滤波处理；

第一低噪声放大模块，所述第一低噪声放大模块的输入端连接所述第三滤波模块，所述第一低噪声放大模块的输出端连接所述射频收发器，用于对滤波处理后的所述低频信号进行放大处理；

第四滤波模块，与所述第四天线连接，用于对所述第四天线接收的所述低频信号进行滤波处理；

第二低噪声放大模块，所述第二低噪声放大模块的输入端连接所述第四滤波模块，所述第二低噪声放大模块的输出端连接所述射频收发器，用于对滤波处理后的所述低频信号进行放大处理。

12.根据权利要求11所述的射频系统，其特征在于，所述第二天线的天线效率高于所述第四天线的天线效率，所述分集接收电路还包括：

第三低噪声放大模块，所述第三低噪声放大模块的输入端连接所述第二低噪声放大模块的输出端，所述第三低噪声放大模块的输出端连接所述射频收发器，用于对所述第二低噪声放大模块放大处理后的低频信号进行二级放大处理。

13.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述低频信号包括N5、N8、N20、N28、N71频段中的至少一种。

14.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的射频系统。

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