CN115395968A - 射频电路和通信装置 - Google Patents

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CN115395968A CN202110574180.4A CN202110574180A CN115395968A CN 115395968 A CN115395968 A CN 115395968A CN 202110574180 A CN202110574180 A CN 202110574180A CN 115395968 A CN115395968 A CN 115395968A
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Abstract

本申请公开了一种射频电路和通信装置，涉及通信领域，用于降低支持多个发射通道的通信装置的硬件成本。射频电路包括：第一模拟移相电路、第二模拟移相电路；第一模拟移相电路接收第一射频信号，并输出第三射频信号和第四射频信号，第一模拟移相电路对第三射频信号和第四射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出第三射频信号和第四射频信号；第二模拟移相电路接收第二射频信号，并输出第五射频信号和第六射频信号，第二模拟移相电路对第五射频信号和第六射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出第五射频信号和第六射频信号；其中，第一射频信号和第二射频信号中的相位不同。

Description

射频电路和通信装置
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种射频电路和通信装置。
背景技术
目前支持第五代(5th generation，5G)通信的通信装置支持上行多个发射通道来实现波束成形(beamforming，BF)，用以补偿多天线的空口信道的相位差，从而获得波束成形合并增益，提高上行信号接收强度和信噪比，进而提高了信号质量和传输速率。
但是目前的通信装置支持多个发射通道时的硬件成本较高且体积较大，例如支持四个射频信号就需要四个发射通道。
发明内容
本申请实施例提供一种射频电路和通信装置，用于降低支持多个发射通道的通信装置的硬件成本。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种射频电路，包括：第一模拟移相电路、第二模拟移相电路；第一模拟移相电路接收第一射频信号，并输出第三射频信号和第四射频信号，第一模拟移相电路对第三射频信号和第四射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出第三射频信号和第四射频信号；第二模拟移相电路接收第二射频信号，并输出第五射频信号和第六射频信号，第二模拟移相电路对第五射频信号和第六射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出第五射频信号和第六射频信号；其中，第一射频信号和第二射频信号中的相位不同。
本申请实施例提供的上述射频电路，包括两个模拟移相电路，每个模拟移相电路对输入的射频信号耦合出两个射频信号，再对这两个射频信号中的至少一个进行模拟移相，这两个模拟移相电路共输出四路射频信号并分别通过四个天线发射出去，这两个模拟移相电路实现模拟波束成形，而每个模拟移相电路输入的射频信号事先已经经过数字移相，整个射频电路实现了两个模拟移相电路四个天线的混合波束成形。由于只需要两个模拟移相电路就可以实现四路射频信号的发射，从而降低通信装置的硬件成本和体积。
在一种可能的实施方式中，第一模拟移相电路包括第一正交耦合器和第一移相器，第一正交耦合器的第一输入端与第一输出端之间为直通通路，第一输入端与第二输出端之间为耦合通路，第二输入端与第二输出端之间为直通通路，第二输入端与第一输出端之间为耦合通路；第一正交耦合器的第二输出端耦接至第一移相器的输入端；第一正交耦合器的第一输入端或第二输入端输入第一射频信号，第一正交耦合器的第一输出端输出第三射频信号，第一正交耦合器的第一输出端输出第四射频信号，或者，第一正交耦合器的第一输出端输出第四射频信号，第一正交耦合器的第一输出端输出第三射频信号。正交耦合器的耦合通路相对于直通通路会产生90度移相，配合移相器移相a度，使得第一模拟移相电路可以实现两个天线发射的射频信号具有a度、a+90度、a+180度、a+270度的相位差。
在一种可能的实施方式中，第一模拟移相电路还包括第一功率放大器、第一匹配电路、第一开关和第二开关；第一功率放大器的输入端输入第一射频信号；第一开关将第一功率放大器的输出端耦接至第一正交耦合器的第一输入端，将第一匹配电路耦接至第一正交耦合器的第二输入端，或者，第一开关将第一功率放大器的输出端耦接至第一正交耦合器的第二输入端，将第一匹配电路耦接至第一正交耦合器的第一输入端；第二开关将第一正交耦合器的第一输出端耦接至第一天线，将第一移相器的输出端耦接至第二天线，或者，第二开关将第一正交耦合器的第一输出端耦接至第二天线，将第一移相器的输出端耦接至第一天线。
在一种可能的实施方式中，第一模拟移相电路还包括第五开关，第五开关、第一开关和第二开关还将第一功率放大器的输出端与第一天线或第二天线相耦接。使得第一射频信号不经过第一正交耦合器和第一移相器，直接通过第一天线或第二天线发射出去，即可以对第一射频信号不进行模拟移相和模拟波束成形，以兼容多种模式，使得整个通信装置可以实现数字移相和数字波束成形。
在一种可能的实施方式中，第二模拟移相电路包括第二正交耦合器和第二移相器，第二正交耦合器的第一输入端与第一输出端之间为直通通路，第一输入端与第二输出端之间为耦合通路，第二输入端与第二输出端之间为直通通路，第二输入端与第一输出端之间为耦合通路；第二正交耦合器的第二输出端耦接至第二移相器的输入端；第二正交耦合器的第一输入端或第二输入端输入第二射频信号，第二正交耦合器的第一输出端输出第五射频信号，第二正交耦合器的第一输出端输出第六射频信号，或者，第二正交耦合器的第一输出端输出第六射频信号，第二正交耦合器的第一输出端输出第五射频信号。正交耦合器的耦合通路相对于直通通路会产生90度移相，配合移相器移相a度，使得第二模拟移相电路可以实现两个天线发射的射频信号具有a度、a+90度、a+180度、a+270度的相位差。
在一种可能的实施方式中，第二模拟移相电路还包括第二功率放大器、第二匹配电路、第三开关和第四开关；第二功率放大器的输入端输入第二射频信号；第三开关将第二功率放大器的输出端耦接至第二正交耦合器的第一输入端，将第二匹配电路耦接至第二正交耦合器的第二输入端，或者，第三开关将第二功率放大器的输出端耦接至第二正交耦合器的第二输入端，将第二匹配电路耦接至第二正交耦合器的第一输入端；第四开关将第二正交耦合器的第一输出端耦接至第三天线，将第二移相器的输出端耦接至第四天线，或者，第二开关将第二正交耦合器的第一输出端耦接至第四天线，将第二移相器的输出端耦接至第三天线。
在一种可能的实施方式中，第二模拟移相电路还包括第六开关，第六开关、第三开关和第四开关还将第二功率放大器的输出端与第三天线或第四天线相耦接。使得第二射频信号不经过第二正交耦合器和第二移相器，直接通过第三天线或第四天线发射出去，即可以对第二射频信号不进行模拟移相和模拟波束成形，以兼容多种模式，使得整个通信装置可以实现数字移相和数字波束成形。
在一种可能的实施方式中，第一模拟移相电路为第一平衡式放大电路，第一平衡式放大电路包括第一耦合器件、第一移相器、第一功率放大器和第二功率放大器，第一耦合器件对第一射频信号进行耦合得到第三射频信号和第四射频信号，第一耦合器件的第一输入端输入第一射频信号，第一耦合器件的第一输出端耦接至第一功率放大器的输入端以输出第三射频信号，第一耦合器件的第二输出端耦接至第一移相器的输入端以输出第四射频信号，第一移相器的输出端耦接至第二功率放大器的输入端。该方案相对于上述采用耦合器件的方案，其插损更小，预计可以进一步优化0.3dB，并且产品面积更小，节省通信装置内部空间。
在一种可能的实施方式中，第一耦合器件为正交耦合器、功分器或变压器。第一耦合器件可以为正交耦合器、功分器、变压器等能够将一路射频信号耦合得到两路射频信号的器件。
在一种可能的实施方式中，第二模拟移相电路为第二平衡式放大电路，第二平衡式放大电路包括第二耦合器件、第二移相器、第三功率放大器和第四功率放大器，第二耦合器件对第二射频信号进行耦合得到第五射频信号和第六射频信号，第二耦合器件的第一输入端输入第一射频信号，第二耦合器件的第一输出端耦接至第三功率放大器的输入端以输出第五射频信号，第二耦合器件的第二输出端耦接至第二移相器的输入端以输出第六射频信号，第二移相器的输出端耦接至第四功率放大器的输入端。该方案相对于上述采用耦合器件的方案，其插损更小，预计可以进一步优化0.3dB，并且产品面积更小，节省通信装置内部空间。
在一种可能的实施方式中，第二耦合器件为正交耦合器、功分器或变压器。第二耦合器件可以为正交耦合器、功分器、变压器等能够将一路射频信号耦合得到两路射频信号的器件。
第二方面，提供了一种通信装置，包括如第一方面及其任一实施方式所述的射频电路和射频信号生成电路，射频信号生成电路向射频电路输出第一射频信号和第二射频信号，第一射频信号和第二射频信号的相位不同；射频电路输出第三射频信号、第四射频信号、第五射频信号和第六射频信号，其中，第三射频信号和第四射频信号由第一射频信号得到，并且第三射频信号和第四射频信号的相位不同；第五射频信号和第六射频信号由第二射频信号得到，并且第五射频信号和第六射频信号的相位不同。该通信装置可以是电路板、电路板上的集成电路或套片、终端设备或电子设备等。
关于第二方面的技术效果参照第一方面及其任一实施方式的技术效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种N根天线进行波束成形的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种通信装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的又一种通信装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种射频信号的流向的示意图；
图6为本申请实施例提供的再一种通信装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图一；
图8为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态一的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态二的示意图；
图10为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态三的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态四的示意图；
图12为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态一的示意图；
图13为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态二的示意图；
图14为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态三的示意图；
图15为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态四的示意图；
图16为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图二；
图17为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图三；
图18为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图四；
图19为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图五；
图20为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图六；
图21为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图七；
图22为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态一的示意图；
图23为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态二的示意图；
图24为本申请实施例提供的一种第一模拟移相电路的工作状态三的示意图；
图25为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态一的示意图；
图26为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态二的示意图；
图27为本申请实施例提供的一种第二模拟移相电路的工作状态三的示意图；
图28为本申请实施例提供的一种射频电路的结构示意图八。
具体实施方式
如本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。
本申请中涉及的两个器件之间的“耦接”、“耦合”包括两个器件的直接电连接或间接电连接。
本申请实施例依托无线通信网络中第五代(5th generation，5G)网络的场景进行说明，应当指出的是，本申请实施例中的方案还可以应用于其他无线通信网络中，相应的名称也可以用其他无线通信网络中的对应功能的名称进行替代。
首先对本申请涉及的概念进行描述：
波束成形，源于自适应天线。接收端进行信号处理时，可以通过对多天线接收到的多路信号进行加权合成，形成所需的理想信号，表现在接收方向图即相当于形成了特定方向的波束，例如，将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图。同样的原理也适用于发射端，通过对信号的幅度和相位进行调整，可以形成特定的发射方向图，使得多天线发射的信号到达接收端时相干叠加，以提高接收功率。其中，发射端调整的信号的幅度和相位称为权值，将这些幅度和相位应用在多天线发送称为加权。信号相干叠加可以使多天线发射出的信号能够以完全或接近同相位的状态到达接收端，实现多天线信号叠加的效果。波束成形技术包括模拟波束成形(通过射频电路实现)、数字波束成形(通过数字基带实现)和混合波束成形(通过射频电路实现模拟波束成形以及通过数字基带实现数字波束成形)。
本申请中涉及的波束成形可以通过移相实现，即调整多天线发射的信号的相位，不调整信号的幅度和频率，即各天线以相同的幅度和频率发送但相位可以不同。
波束成形的增益原理：当N根天线的信道完全相关(即只存在由于无线信号波程差引起的相位差异)时，相对于通过一根天线发射信号，使用相同的总功率通过对这N根天线进行适当的相位偏移(以下称为移相)并发射信号，能够使接收侧获得10lgNdB的功率增益。即使N根天线的信道只有部分相关性(即除了上述相位差异还存在幅度差异)，空口信道的最大特征分量在信道总功率中所占的比例ρ也高于1/N，那么以空口信道的最大特征分量作为波束成形的权值对上行信号加权发送，则获得的波束成形增益为10lgρNdB，并且随着天线间信道相关性越高，比例ρ越大，波束成形增益越大。
具体的，如图1所示，在视距(line of sight，LOS)场景下，具有N根均匀线性阵列天线的终端设备的上行信道矩阵为：
Figure BDA0003083734930000051
其中，HUL表示上行信道矩阵，h0、h1、hN-1表示加权系数，该上行信道矩阵的行数是基站天线数，该上行信道矩阵的列数是终端设备发送天线数N，λ表示载波波长，d表示相邻天线的间距，
Figure BDA0003083734930000052
表示入射角。
方案一(单天线发射方案)，如果终端设备上行发射信号只使用其中一根天线，将上行总功率P都通过这一根天线(例如天线0)发出，则基站接收信号为：
Figure BDA0003083734930000053
其中，y表示基站接收信号，HUL表示上行信道矩阵，h0表示加权系数，P表示上行总功率，s表示发送数据流，n表示基站接收噪声。如果噪声功率为N0，则方案一获得的信噪比为：
Figure BDA0003083734930000054
方案二(波束成形方案)，如果将上行总功率P均分到所有天线，同时对不同天线作不同的移相，则基站接收信号为：
Figure BDA0003083734930000055
其中，y表示基站接收信号，h0表示加权系数，P表示上行总功率，s表示发送数据流，λ表示载波波长，N表示终端设备发送天线数，d表示相邻天线的间距，
Figure BDA0003083734930000056
表示入射角，θn表示天线n的发送相位，n＝0,1,...,N-1，则波束成形获得的上行信噪比为：
Figure BDA0003083734930000057
其中，SNRBF表示上行信噪比，N0表示噪声功率，h0表示加权系数，d表示相邻天线的间距，
Figure BDA0003083734930000058
表示入射角，P表示上行总功率，λ表示载波波长，N表示终端设备发送天线数，θn表示天线n的发送相位，n＝0,1,...,N-1。
当发送相位选为正好补偿各天线信道的相位差，即
Figure BDA0003083734930000059
时，公式5可以表示为
Figure BDA00030837349300000510
即通过N根天线的波束成形将相对于单天线发射方案的信噪比提升了N倍，即功率增益为10lgNdB。
本申请实施例涉及的通信装置可以为包含无线收发功能、且可以与网络设备配合为用户提供通讯服务的设备。具体地，通信装置可以指终端设备、用户设备(userequipment，UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信装置、用户代理或用户装置。例如，通信装置可以是客户前置设备(customer premise equipment，CPE)、网桥、监视器、电子屏幕、彩灯控制等室外通信设备，可以是手机、智能音箱、智能手表、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、机器人、无人机、智能驾驶车辆、智能家居、车载设备、医疗设备、智慧物流设备、可穿戴设备，5G网络或5G之后的未来网络中的通信装置等，本申请实施例对此不作限定。
如图2所示，以通信装置为手机为例，对通信装置的结构进行说明。该通信装置200可以是手机。该通信装置200可以包括处理器210、外部存储器接口220、内部存储器221、通用串行总线(universal serial bus，USB)接口230、电源管理模块240、电池241、无线充电线圈242、天线1、天线2、移动通信模块250、无线通信模块260、音频模块270、扬声器270A、受话器270B、麦克风270C、耳机接口270D、传感器模块280、按键290、马达291、指示器292、摄像头293、显示屏294以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口295等。
其中，传感器模块280可以包括压力传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、指纹传感器、温度传感器、触摸传感器、环境光传感器、骨传导传感器等。
可以理解的是，本实施例示意的结构并不构成对通信装置200的具体限定。在本申请另一些实施例中，通信装置200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
处理器210可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器210可以包括应用处理器(application processor，AP)、调制解调处理器、图形处理器(graphics processingunit，GPU)、图像信号处理器(image signal processor，ISP)、控制器、存储器、视频编解码器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、基带处理器以及神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。例如，处理器210可以是应用处理器AP。或者，上述处理器210可以集成在片上系统(system on Chip，SOC)中。或者，上述处理器210可以集成在IC芯片中。该处理器210可以包括城集成电路芯片中的模拟前端(analog front end，AFE)和微处理单元(microcontroller unit，MCU)。
其中，控制器可以是通信装置200的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。
处理器210中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器210中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器210刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器210需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器210的等待时间，因而提高了系统的效率。
在一些实施例中，处理器210可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口和/或USB接口等。
可以理解的是，本实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对通信装置200的结构限定。在本申请另一些实施例中，通信装置200也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。
电源管理模块240用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器(如通信装置200的无线充电底座或者其他可以为通信装置200无线充电的设备)，也可以是有线充电器。例如，电源管理模块240可以通过USB接口230接收有线充电器的充电输入。电源管理模块240可以通过通信装置的无线充电线圈242接收无线充电输入。
其中，电源管理模块240为电池241充电的同时，还可以为通信装置供电。电源管理模块240接收电池241的输入，为处理器210、压力传感器、内部存储器221、外部存储器接口220、显示屏294、摄像头293和无线通信模块260等供电。电源管理模块240还可以用于监测电池241的电池容量、电池循环次数、电池健康状态(漏电、阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块240也可以设置于处理器210中。例如，在本申请实施例中，电源管理模块240可以为压力传感器提供恒压源(如5伏(V)的恒压)或者恒流源。
通信装置200的无线通信功能可以通过天线1、天线2、移动通信模块250、无线通信模块260、调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。通信装置200中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块250可以提供应用在通信装置200上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。无线通信模块260可以提供应用在通信装置200上的包括无线局域网(wireless local area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)、蓝牙(bluetooth，BT)、全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)、调频(frequency modulation，FM)、近距离无线通信技术(near field communication，NFC)、红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。在一些实施例中，通信装置200的天线1和移动通信模块250耦接，天线2和无线通信模块260耦接，使得通信装置200可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。
通信装置200通过GPU、显示屏294以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏294和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器210可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏294用于显示图像，视频等。显示屏294包括显示面板。在一些实施例中，通信装置200可以包括1个或N个显示屏294，N为大于1的正整数。
通信装置200可以通过ISP、摄像头293、视频编解码器、GPU、显示屏294以及应用处理器等实现拍摄功能。ISP用于处理摄像头293反馈的数据。在一些实施例中，ISP可以设置在摄像头293中。摄像头293用于捕获静态图像或视频。在一些实施例中，通信装置200可以包括1个或N个摄像头293，N为大于1的正整数。
外部存储器接口220可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展通信装置200的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口220与处理器210通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器221可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器210通过运行存储在内部存储器221的指令，从而执行通信装置200的各种功能应用以及数据处理。此外，内部存储器221可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
通信装置200可以通过音频模块270、扬声器270A、受话器270B、麦克风270C、耳机接口270D以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。
音频模块270用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。在一些实施例中，音频模块270可以设置于处理器210中，或将音频模块270的部分功能模块设置于处理器210中。扬声器270A，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。受话器270B，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。麦克风270C，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。通信装置200可以设置至少一个麦克风270C。耳机接口270D用于连接有线耳机。耳机接口270D可以是USB接口230，也可以是3.5mm的开放移动终端设备平台(open mobile terminal platform，OMTP)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of theUSA，CTIA)标准接口。
按键290包括开机键、音量键等。按键290可以是机械按键。也可以是触摸式按键。通信装置200可以接收按键输入，产生与通信装置200的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。马达291可以产生振动提示。马达291可以用于来电振动提示，也可以用于触摸振动反馈。指示器292可以是指示灯，可以用于指示充电状态，电量变化，也可以用于指示消息，未接来电，通知等。SIM卡接口295用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口295，或从SIM卡接口295拔出，实现和通信装置200的接触和分离。通信装置200可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。SIM卡接口195可以支持Nano SIM卡、Micro SIM卡、SIM卡等。在一些实施例中，通信装置200采用eSIM，即：嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在通信装置200中，不能和通信装置200分离。
受通信装置的体积和功耗限制，通信装置的移动通信模块250可以包括两个发射通道或四个发射通道，发射通道指从基带信号转换成射频信号并从天线发射出去的通路，每个发射通道用于发射一路射频信号，这些发射通道可以用于发射信号的波束成形，每个发射通道对发射信号进行移相的权值可以通过上行相干码本来进行量化，波束成形可以达到的增益上限见前文所述的波束成形增益相关内容，其中，对于两个发射通道来说，波束成形可以达到的增益上限是3dB，对于四个发射通道来说，波束成形可以达到的增益上限是6dB。如果通信装置和所在接入网的基站都支持两个发射通道的上行相干码本，基站可以根据通信装置发送的上行参考信号进行估计，从上行相干码本中选出一个最优的码字索引，通过下行控制信道发送给通信装置，通信装置解析下行控制信道以得到基站所指示的码字索引，用对应的码字对各发射通道的信号进行移相。
目前支持5G通信的通信装置采用两个发射通道，各发射通道的上行相干码本的量化粒度比较粗，只支持0度、90度、180度、270度四种相位的移相，如果各天线的波程差不属于这四个相位，则不能达到理论的最大增益上限3dB。另外，采用两个发射通道进行波束成形，仅能对两个天线的发射信号进行加权，无法达到四天线的最大增益上限6dB。
在一种可能的实施方式中，通信装置可以通过在多个发射通道的射频收发机(或者称为射频集成电路(radio frequency integrated circuits，RFIC))与射频前端之间耦接移相器来实现上行方向的波束成型。如图3所示，通信装置包括应用处理器(applicationprocessor，AP)301、数字基带(digital baseband，DBB)处理器302、射频收发机303、多个移相器304、多个射频前端305以及多个天线306。
应用处理器301用于从DBB处理器302接收解调后的数据或者向DBB处理器302发送待调制的数据。DBB处理器302用于信号的数字域处理，例如，在数字域对发射的信号进行调制以及对接收的信号进行解调。射频收发机303可以是收发机可以是零中频架构收发机，也可以是超外差架构收发机，用于对发射的信号进行数模转换，将发射的信号从基带向中频进行向上搬移，将发射的信号从中频向射频进行向上搬移，以及，将接收的信号从射频向中频进行向下搬移，将接收的信号从中频向基带进行向下搬移，然后对接收的信号进行模数转换。移相器304用于发射的信号进行移相。射频前端305包括发射通路和接收通路，发射通路用于对发射的信号进行放大后通过天线306发射出去，发射通路包括功率放大器(poweramplifier，PA)、滤波器等器件，接收通路用于通过天线306接收信号后对接收的信号进行放大，接收通路包括低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)、滤波器等器件。
该通信装置通过在射频收发机303与每个射频前端305之间增加一个移相器304，由移相器304对射频收发机303与射频前端305之间传输的射频信号的相位进行调整，从而实现上行方向的波束成形，以提升上行覆盖性能。但是这种方式使用四路射频前端305，器件数量多使得成本较高并且印刷电路板(printed circuit board，PCB)面积大，不利于产品的低成本以及小型化。
在另一种可能的实施方式中，通信装置还可以在一个发射通道的射频前端与天线之间耦接巴特勒矩阵移相网络来实现上行方向的波束成型。如图4所示，该通信装置包括应用处理器301、DBB处理器302、射频收发机303、射频前端305、巴特勒矩阵移相网络307以及多个天线306，巴特勒矩阵移相网络307包括单刀四掷开关401、第一正交耦合器402、第二正交耦合器403、第三正交耦合器404、第四正交耦合器405、第一移相器406、第二移相器407、第一交叉过桥408、第二交叉过桥409。
射频前端305的输出端耦接至单刀四掷开关401的固定端。单刀四掷开关401的第一输出端耦接至第一正交耦合器402的第一输入端，单刀四掷开关401的第二输出端耦接至第一正交耦合器402的第二输入端，单刀四掷开关401的第三输出端耦接至第三正交耦合器404的第一输入端，单刀四掷开关401的第四输出端耦接至第三正交耦合器404的第二输入端。
第一正交耦合器402的第一输出端通过第一移相器406耦接至第二正交耦合器403的第一输入端，第一正交耦合器402的第二输出端通过第一交叉过桥408耦接至第四正交耦合器405的第一输入端。第三正交耦合器404的第一输出端通过第一交叉过桥408耦接至第二正交耦合器403的第二输入端，第三正交耦合器404的第二输出端通过第二移相器407耦接至第四正交耦合器405的第二输入端。
第二正交耦合器403的第一输出端耦接至第一天线ANT1，第二正交耦合器403的第二输出端通过第二交叉过桥409耦接至第二天线ANT2，第四正交耦合器405的第一输出端通过第二交叉过桥409耦接至第三天线ANT3，第四正交耦合器405的第二输出端耦接至第四天线ANT4。
需要说明的是，本申请的附图中，将正交耦合器的第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端依次以标号1-4来表示，对于每个正交耦合器来说，第一输入端与第一输出端之间为直通通路，第一输入端与第二输出端之间为耦合通路，第二输入端与第二输出端之间为直通通路，第二输入端与第一输出端之间为耦合通路。耦接同一输入端的直通通路与耦合通路之间传输的射频信号的相位相差90度。如图5所示，示出了单刀四掷开关401切换至第一正交耦合器402的第一输入端时射频信号的流向，可以实现一个发射通道对四个相位的射频信号进行合成，进而实现波束成形。
但是该方案由于在射频前端之后耦接巴特勒矩阵移相网络，因而仅支持一路发射通道的波束成形，对于两个发射通道来说，则需要功率放大器(power amplifier，PA)支持更高增益(例如PC2规格)。另外，在巴特勒矩阵移相网络中，采用的两级正交耦合器和移相器均存在一定的损耗，因而整体效率下降较多。
为此本申请实施例提供了一种包括射频电路的通信装置，该射频电路包括两个模拟移相电路，每个模拟移相电路对输入的射频信号耦合出两个射频信号，再对这两个射频信号中的至少一个进行模拟移相，这两个模拟移相电路共输出四路射频信号并分别通过四个天线发射出去，这两个模拟移相电路实现模拟波束成形，而每个模拟移相电路输入的射频信号事先已经经过数字移相，整个射频电路实现了两个发射通道四个天线的混合波束成形。由于数字移相的范围可以任意调节，因此，不会受到模拟移相调节范围的限制，使得波束成形收益可以达到理论极限6dB。本申请的实施方式不仅可以应用于5G通信系统中，还可以应用于其他通信系统中，例如后续演进的第六代(6th generation，6G)通信系统等。
如图6所示，该通信装置包括射频电路61、射频信号生成电路62和天线306。射频电路61包括：第一模拟移相电路611和第二模拟移相电路612。射频信号生成电路62可以为芯片，或者，包括DBB处理器302和射频收发机303。天线306包括第一天线ANT1、第二天线ANT2、第三天线ANT3和第四天线ANT4。
DBB处理器302的输出端耦接至射频收发机303的输入端，射频收发机303的第一输出端耦接至第一模拟移相电路611的输入端，第一模拟移相电路611的两个输出端分别耦接至第一天线ANT1和第二天线ANT2，射频收发机303的第二输出端耦接至第二模拟移相电路612的输入端，第二模拟移相电路612的两个输出端分别耦接至第三天线ANT3和第四天线ANT4。
射频收发机(或称RFIC)303包括发射机和接收机(图中未示出)，发射机用于对来自DBB处理器302的发射信号进行处理以向第一模拟移相电路611输出第一射频信号，向第二模拟移相电路612输出第二射频信号。该处理包括对发射信号进行数字移相，进行数模转换，从基带向中频进行向上搬移，从中频向射频进行向上搬移。对于其中的数字移相来说，DBB处理器302可以向发射机输出两个发射信号，发射机对两个发射信号中的至少一个进行数字移相，得到第一射频信号和第二射频信号，使得第一射频信号和第二射频信号的频率相同幅度相同但是相位不同，从而实现数字波束成形。或者，DBB处理器302可以向发射机输出一个发射信号，发射机对该发射信号进行耦合得到两个发射信号，对两个发射信号中的至少一个进行数字移相，得到第一射频信号和第二射频信号，使得第一射频信号和第二射频信号的频率相同幅度相同但是相位不同，从而实现数字波束成形。本申请不对第一射频信号和第二射频信号的相位进行限定，数字移相可以实现比模拟移相更大的相位调节范围。
第一模拟移相电路611对第一射频信号进行耦合得到第三射频信号和第四射频信号，对第三射频信号和第四射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出第三射频信号和第四射频信号，第三射频信号和第四射频信号的频率相同幅度相同但是相位不同。
第二模拟移相电路612对第二射频信号进行耦合得到第五射频信号和第六射频信号，对第五射频信号和第六射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出第五射频信号和第六射频信号，第五射频信号和第六射频信号的频率相同幅度相同但是相位不同。
下面对第一模拟移相电路611和第二模拟移相电路612的几种可能结构进行说明。
在一种可能的实施方式中，如图7所示，第一模拟移相电路611包括第一PA 711、第一正交耦合器712、第一移相器713、第一匹配电路714、第一开关715、第二开关716，其中，射频收发机303的第一输出端耦接至第一PA 711的输入端，第一正交耦合器712的第二输出端耦接至第一移相器713的输入端，第一开关715的四个触点分别耦接至第一PA 711的输出端、第一匹配电路714、第一正交耦合器712的第一输入端和第二输入端，第二开关716的四个触点分别耦接至第一正交耦合器712的第一输出端、第一移相器713的输出端、第一天线ANT1和第二天线ANT2。
其中，第一PA 711用于对第一射频信号进行功率放大。
第一正交耦合器712用于对一个输入端输入的第一射频信号进行耦合得到两个射频信号并分别从两个输出端输出，如前文所述的，耦接正交耦合器同一输入端的直通通路与耦合通路之间传输的射频信号的相位相差90度，所以第一正交耦合器712输出的这两个射频信号的相位相差90度。
第一移相器713用于对输入的射频信号进行模拟移相。
第一匹配电路714用于降低射频信号的反射，提高传输效率。
第一开关715用于将第一PA 711的输出端耦接至第一正交耦合器712的第一输入端，并将第一匹配电路714耦接至第一正交耦合器712的第二输入端，或者，用于将第一PA711的输出端耦接至第一正交耦合器712的第二输入端，并将第一匹配电路714耦接至第一正交耦合器712的第一输入端。
第二开关716用于将第一正交耦合器712的第一输出端耦接至第一天线ANT1，并将第一移相器713的输出端耦接至第二天线ANT2，或者，用于将第一正交耦合器712的第一输出端耦接至第二天线ANT2，并将第一移相器713的输出端耦接至第一天线ANT1。
第二模拟移相电路612包括第二AP 711、第二正交耦合器722、第二移相器723、第二匹配电路724、第三开关725、第四开关726，其中，射频收发机303的第二输出端耦接至第二PA 721的输入端，第二正交耦合器722的第二输出端耦接至第二移相器723的输入端，第三开关725的四个触点分别耦接至第二PA 721的输出端、第二匹配电路724、第二正交耦合器722的第一输入端和第二输入端。
其中，第二PA 721用于对第二射频信号进行功率放大。
第二正交耦合器722用于对一个输入端输入的第二射频信号进行耦合得到两个射频信号并分别从两个输出端输出，如前文所述的，耦接正交耦合器同一输入端的直通通路与耦合通路之间传输的射频信号的相位相差90度，所以第二正交耦合器722输出的这两个射频信号的相位相差90度。
第二移相器723用于对输入的射频信号进行模拟移相。
第二匹配电路724用于降低射频信号的反射，提高传输效率。
第三开关725用于将第二PA 721的输出端耦接至第二正交耦合器722的第一输入端，并将第二匹配电路724耦接至第二正交耦合器722的第二输入端，或者，用于将第二PA721的输出端耦接至第二正交耦合器722的第二输入端，并将第二匹配电路724耦接至第二正交耦合器722的第一输入端。
第四开关726用于将第二正交耦合器722的第一输出端耦接至第三天线ANT3，并将第二移相器723的输出端耦接至第四天线ANT4，或者，用于将第二正交耦合器722的第二输出端耦接至第四天线ANT4，并将第二移相器723的输出端耦接至第三天线ANT3。
本申请不限定第一移相器713和第二移相器723的移相角度，示例性地可以为45度。第一移相器713和第二移相器723可以是谐振电路。
下面以与第一模拟移相电路611相耦接的第一天线ANT1输出的射频信号为第三射频信号，第二天线ANT2输出的射频信号为第四射频信号为例，对第一模拟移相电路611的工作状态进行描述：
如图8所示，在第一状态下，第一开关715将射频收发机303的第一输出端通过第一PA711耦接至第一正交耦合器712的第一输入端，将第一匹配电路714耦接至第一正交耦合器712的第二输入端。第二开关716将第一正交耦合器712的第一输出端耦接至第一天线ANT1，将第一移相器713的输出端耦接至第二天线ANT2。
此时，第一正交耦合器712的第一输入端输入第一射频信号，该第一射频信号经过第一输入端与第一输出端之间的直通通路从第一正交耦合器712的第一输出端输出得到第三射频信号，假设第三射频信号的相位为0度。该第一射频信号经过第一输入端与第二输出端之间的耦合通路从第一正交耦合器712的第二输出端输出得到第四射频信号，则第四射频信号的相位为90度。第四射频信号再经过第一移相器713移相45度后，第四射频信号的相位为135度。因此，最终第四射频信号与第三射频信号的相位差为135-0＝135度。
如图9所示，在第二状态下，第一开关715将射频收发机303的第一输出端通过第一PA711耦接至第一正交耦合器712的第二输入端，将第一匹配电路714耦接至第一正交耦合器712的第一输入端。第二开关716将第一正交耦合器712的第一输出端耦接至第一天线ANT1，将第一移相器713的输出端耦接至第二天线ANT2。
此时，第一正交耦合器712的第二输入端输入第一射频信号，该第一射频信号经过第二输入端与第二输出端之间的直通通路从第一正交耦合器712的第二输出端输出得到第四射频信号，假设第四射频信号的相位为0度。该第一射频信号经过第二输入端与第一输出端之间的耦合通路从第一正交耦合器712的第一输出端输出得到第三射频信号，则第三射频信号的相位为90度。第四射频信号再经过第一移相器713移相45度后，第四射频信号的相位为45度。因此，最终第四射频信号与第三射频信号的相位差为45-90＝-45度。
如图10所示，在第三状态下，第一开关715将射频收发机303的第一输出端通过第一PA 711耦接至第一正交耦合器712的第一输入端，将第一匹配电路714耦接至第一正交耦合器712的第二输入端。第二开关716将第一正交耦合器712的第一输出端耦接至第二天线ANT2，将第一移相器713的输出端耦接至第一天线ANT1。
此时，第一正交耦合器712的第一输入端输入第一射频信号，该第一射频信号经过第一输入端与第一输出端之间的直通通路从第一正交耦合器712的第一输出端输出得到第四射频信号，假设第四射频信号的相位为0度。该第一射频信号经过第一输入端与第二输出端之间的耦合通路从第一正交耦合器712的第二输出端输出得到第三射频信号，则第三射频信号的相位为90度。第三射频信号再经过第一移相器713移相45度后，第三射频信号的相位为135度。因此，最终第四射频信号与第三射频信号的相位差为0-135＝-135度。
如图11所示，在第四状态下，第一开关715将射频收发机303的第一输出端通过第一PA 711耦接至第一正交耦合器712的第二输入端，将第一匹配电路714耦接至第一正交耦合器712的第一输入端。第二开关716将第一正交耦合器712的第一输出端耦接至第二天线ANT2，将第一移相器713的输出端耦接至第一天线ANT1。
此时，第一正交耦合器712的第二输入端输入第一射频信号，该第一射频信号经过第二输入端与第二输出端之间的直通通路从第一正交耦合器712的第二输出端输出得到第三射频信号，假设第三射频信号的相位为0度。该第一射频信号经过第二输入端与第一输出端之间的耦合通路从第一正交耦合器712的第一输出端输出得到第四射频信号，则第四射频信号的相位为90度。第三射频信号再经过第一移相器713移相45度后，第三射频信号的相位为45度。因此，最终第四射频信号与第三射频信号的相位差为90-45＝45度。
基于同样原理，上述第一模拟移相电路611的工作状态同样可以适用于第二模拟移相电路612的工作状态。下面以与第二模拟移相电路612相耦接的第三天线ANT3输出的射频信号为第五射频信号，第四天线ANT4输出的射频信号为第六射频信号为例，对第二模拟移相电路612的工作状态进行描述：
如图12所示，在第五状态下，第三开关725将射频收发机303的第二输出端通过第二PA 721耦接至第二正交耦合器722的第一输入端，将第二匹配电路724耦接至第二正交耦合器722的第二输入端。第四开关726将第二正交耦合器722的第一输出端耦接至第三天线ANT3，将第二移相器723的输出端耦接至第四天线ANT4。与图8类似的，第二正交耦合器722的第一输入端输入第二射频信号后，可以实现第六射频信号与第五射频信号的相位差为135度。
如图13所示，在第六状态下，第三开关725将射频收发机303的第二输出端通过第二PA 721耦接至第二正交耦合器722的第二输入端，将第二匹配电路724耦接至第二正交耦合器722的第一输入端。第四开关726将第二正交耦合器722的第一输出端耦接至第三天线ANT3，将第二移相器723的输出端耦接至第四天线ANT4。与图9类似的，第二正交耦合器722的第二输入端输入第二射频信号后，可以实现第六射频信号与第五射频信号的相位差为-45度。
如图14所示，在第七状态下，第三开关725将射频收发机303的第二输出端通过第二PA 721耦接至第二正交耦合器722的第一输入端，将第二匹配电路724耦接至第二正交耦合器722的第二输入端。第四开关726将第二正交耦合器722的第一输出端耦接至第四天线ANT4，将第二移相器723的输出端耦接至第三天线ANT3。与图10类似的，第二正交耦合器722的第一输入端输入第二射频信号后，可以实现第六射频信号与第五射频信号的相位差为-135度。
如图15所示，在第八状态下，第三开关725将射频收发机303的第二输出端通过第二PA 721耦接至第二正交耦合器722的第二输入端，将第二匹配电路724耦接至第二正交耦合器722的第一输入端。第四开关726将第二正交耦合器722的第一输出端耦接至第四天线ANT4，将第二移相器723的输出端耦接至第三天线ANT3。与图11类似的，第二正交耦合器722的第二输入端输入第二射频信号后，可以实现第六射频信号与第五射频信号的相位差为45度。
需要说明的是，第一模拟移相电路611的工作状态和第二模拟移相电路612的工作状态是相互独立的，分别都可以四个相位之间90度的步进相位差，以及，实现两个天线输出的射频信号之间45度、135度(即45度+90度)、-45度(相当于45度+270度)以及-135度(相当于45度+180度)这四种相位差。将第一移相器713和第二移相器723的移相角度扩展至a时，第一模拟移相电路611和第二模拟移相电路612分别都可以实现两个天线发射的射频信号具有a度、a+90度、a+180度、a+270度的相位差。
另外需要说明的是，对于该射频电路来说，第一模拟移相电路611的任一状态可以与第二模拟移相电路612的任一状态组合。
本申请实施例提供的射频电路，由于只采用了一级正交耦合器和移相器，相对于图4所示的方案来说，插损更小。
考虑到通信装置还可以接收射频信号，如图16所示，第二开关716还可以通过增加更多触点将第一天线ANT1接收的射频信号RX1以及第二天线ANT2接收的射频信号RX2输出，第四开关726还可以通过增加更多触点将第三天线ANT3接收的射频信号RX3以及第四天线ANT4接收的射频信号RX4输出。
另外，如图17所示，本申请实施例提供的射频电路还可以包括第五开关1701和第六开关1702，并且，第一开关715、第二开关716、第三开关725和第四开关726可以增加更多触点。
第五开关1701和第二开关716除了可以将第一天线ANT1接收的射频信号RX1输出以外，第五开关1701、第一开关715、第二开关716还可以将第一PA 711的输出端与第一天线ANT1或第二天线ANT2相耦接，使得第一射频信号不经过第一正交耦合器712和第一移相器713，直接通过第一天线ANT1或第二天线ANT2发射出去，即可以对第一射频信号不进行模拟移相和模拟波束成形，以兼容多种模式，使得整个通信装置可以实现第一射频信号和第二射频信号的数字移相和数字波束成形。
同理，第六开关1702和第四开关726除了可以将第四天线ANT4接收的射频信号RX4输出以外，第六开关1702、第三开关725、第四开关726还可以将第二PA 721的输出端与第三天线ANT3或第四天线ANT4相耦接，使得第二射频信号不经过第二正交耦合器722和第二移相器723，直接通过第三天线ANT3或第四天线ANT4发射出去，即可以对第二射频信号不进行模拟移相和模拟波束成形，以兼容多种模式，使得整个通信装置可以实现第一射频信号和第二射频信号的数字移相和数字波束成形。
另外，如图18所示，本申请实施例提供的射频电路还可以包括第七开关1703，第七开关1703和第四开关726除了可以将第三天线ANT3接收的射频信号RX3输出以外，当第一射频信号是探测参考信号(sounding reference signal，SRS)时，第一开关715、第七开关1703和第四开关726还可以将第一PA 711的输出端分别与第三天线ANT3和第四天线ANT4相耦接，即将SRS分别通过第三天线ANT3和第四天线ANT4输出，同理，第一开关715、第五开关1701和第二开关716还可以将第一PA 711的输出端分别与第一天线ANT1和第二天线ANT2相耦接，即将SRS分别通过第一天线ANT1和第二天线ANT2输出，这样，这四个天线可以通过轮询的方式输出SRS，方便基站对通信装置的四个电线的上行通信质量进行测量。
本申请实施例还提供了另一种射频电路，将第一模拟移相电路和第二模拟移相电路设计为平衡式功率放大电路，相对于图7-图18的方案，其插损更小，预计可以进一步优化0.3dB，并且产品面积更小，节省通信装置内部空间。
如图19所示，第一模拟移相电路611包括第一耦合器件1901、第一移相器1902、第一PA 1903、第二PA 1904、第一合路器1905、第一开关1906和第二开关1907。
第一耦合器件1901用于对第一射频信号进行耦合得到第三射频信号和第四射频信号，第一耦合器件1901可以为正交耦合器、功分器、变压器等能够将一路射频信号耦合得到两路射频信号的器件。
第一移相器1902用于对输入的射频信号进行模拟移相。
第一PA 1903和第二PA 1904用于对输入的射频信号进行功率放大。
第一合路器1905用于对输入的两个射频信号进行同相合成或差分合成得到一路射频信号。
第一开关1906的第一触点耦接至射频收发器303的第一输出端，第一开关1906的第二触点耦接至第一耦合器件1901的第一输入端，第一开关1906的第三触点耦接至射频收发器303的第二输出端，第一开关1906的第四触点耦接至第一PA 1903的输入端，第一开关1906的第五触点耦接至第一耦合器件1901的第一输出端，第一开关1906的第六触点耦接至第一耦合器件1901的第二输出端，第一开关1906的第七触点耦接至第二PA 1904的输入端。其中，第一开关1906的第一触点可以与第二触点或第四触点导通，第一开关1906的第四触点可以与第一触点或第五触点导通，第一开关1906的第三触点可以与第二触点或第七触点导通，第一开关1906的第七触点可以与第三触点或第六触点导通。
第二开关1907的第一触点耦接至第一天线ANT1，第二开关1907的第二触点耦接至第一合路器1905的输出端，第二开关1907的第三触点耦接至第二天线ANT2，第二开关1907的第四触点耦接至第一PA 1903的输出端，第二开关1907的第五触点耦接至第一合路器1905的第一输入端，第二开关1907的第六触点耦接至第一合路器1905的第二输入端，第二开关1907的第七触点耦接至第二PA 1904的输出端。其中，第二开关1907的第一触点可以与第二触点或第四触点导通，第二开关1907的第四触点可以与第一触点或第五触点导通，第二开关1907的第三触点可以与第二触点或第七触点导通，第二开关1907的第七触点可以与第三触点或第六触点导通。
可选的，如图20所示，如果第一耦合器件1901为第一正交耦合器1901，第一模拟移相电路611还包括第一匹配电路1908，第一匹配电路1908耦接至第一正交耦合器1901的第二输入端。另外，图21示出了第一耦合器件1901为第一功分器1901时第一模拟移相电路611的电路结构。
如图19所示，第二模拟移相电路612包括第二耦合器件1911、第二移相器1912、第三PA 1913、第四PA 1914、第二合路器1915、第三开关1916和第四开关1917。
第二耦合器件1911用于对第二射频信号进行耦合得到第五射频信号和第六射频信号，第二耦合器件1911可以为正交耦合器、功分器、变压器等能够将一路射频信号耦合得到两路射频信号的器件。
第二移相器1912用于对输入的射频信号进行模拟移相。
第三PA 1913和第四PA 1914用于对输入的射频信号进行功率放大。
第二合路器1915用于对输入的两个射频信号进行同相合成或差分合成得到一路射频信号。
第三开关1916的第一触点耦接至射频收发器303的第三输出端，第三开关1916的第二触点耦接至第二耦合器件1911的第一输入端，第三开关1916的第三触点耦接至射频收发器303的第四输出端，第三开关1916的第四触点耦接至第三PA 1913的输入端，第三开关1916的第五触点耦接至第二耦合器件1911的第一输出端，第三开关1916的第六触点耦接至第二耦合器件1911的第二输出端，第三开关1916的第七触点耦接至第四PA 1914的输入端。其中，第三开关1916的第一触点可以与第二触点或第四触点导通，第三开关1916的第四触点可以与第一触点或第五触点导通，第三开关1916的第三触点可以与第二触点或第七触点导通，第三开关1916的第七触点可以与第三触点或第六触点导通。
第四开关1917的第一触点耦接至第三天线ANT3，第四开关1917的第二触点耦接至第二合路器1915的输出端，第四开关1917的第三触点耦接至第四天线ANT4，第四开关1917的第四触点耦接至第三PA 1913的输出端，第四开关1917的第五触点耦接至第二合路器1915的第一输入端，第四开关1917的第六触点耦接至第二合路器1915的第二输入端，第四开关1917的第七触点耦接至第四PA 1914的输出端。其中，第四开关1917的第一触点可以与第二触点或第四触点导通，第四开关1917的第四触点可以与第一触点或第五触点导通，第四开关1917的第三触点可以与第二触点或第七触点导通，第四开关1917的第七触点可以与第三触点或第六触点导通。
可选的，如图20所示，如果第二耦合器件1911为第二正交耦合器1911，第二模拟移相电路612还包括第二匹配电路1918，第二匹配电路1918耦接至第二正交耦合器1911的第二输入端。另外，图21示出了第二耦合器件1911为第二功分器1911时第二模拟移相电路612的电路结构。
下面对第一模拟移相电路611的工作状态进行描述：
如图22所示，在第一状态下，第一开关1906将射频收发器303的第一输出端耦接至第一耦合器件1901的第一输入端，将第一耦合器件1901的第一输出端耦接至第一PA 1903的输入端，将第一移相器1902的输出端耦接至第二PA 1904的输入端。第二开关1907将第一PA 1903的输出端耦接至第一合路器1905的第一输入端，将第二PA 1904的输出端耦接至第一合路器1905的第二输入端，将第一合路器1905的输出端耦接至第一天线ANT1。
此时，第一耦合器件1901将射频收发器303的第一输出端输出的射频信号分为两路射频信号，其中一路经过第一移相器1902移相，两路射频信号再分别经过PA进行功率放大，由第一合路器1905对两路射频信号进行合成，如果第一移相器1902移相为零，则第一合路器1905对两路射频信号进行同相合成，如果第一移相器1902移相不为零，则第一合路器1905对两路射频信号进行差分合成。可以实现单个数据流的大功率发射。
如图23所示，在第二状态下，第一开关1906将射频收发器303的第一输出端耦接至第一耦合器件1901的第一输入端，将第一耦合器件1901的第一输出端耦接至第一PA 1903的输入端，将第一移相器1902的输出端耦接至第二PA 1904的输入端。第二开关1907将第一PA 1903的输出端耦接至第一天线ANT1，将第二PA 1904的输出端耦接至第二天线ANT2。
此时，第一耦合器件1901将射频收发器303的第一输出端输出的第一射频信号分为第三射频信号和第四射频信号，第三射频信号经过第一PA 1903进行功率放大，第四射频信号经过第一移相器1902移相后，经过第二PA 1904进行功率放大，这两路射频信号分别通过两个天线发射出去，可以实现模拟波束成形。
如图24所示，在第三状态下，第一开关1906将射频收发器303的第一输出端耦接至第一PA 1903的输入端，将射频收发器303的第二输出端耦接至第二PA 1904的输入端。第二开关1907将第一PA 1903的输出端耦接至第一天线ANT1，将第二PA 1904的输出端耦接至第二天线ANT2。
此时，射频收发器303的第一输出端输出的射频信号经过功率放大后通过第一天线ANT1发射出去，射频收发器303的第二输出端输出的射频信号经过功率放大后通过第二天线ANT2发射出去，可以实现两个数据流独立发射。
基于同样原理，上述第一模拟移相电路611的工作状态同样可以适用于第二模拟移相电路612的工作状态。下面对第二模拟移相电路612的工作状态进行描述：
如图25所示，在第四状态下，第三开关1916将射频收发器303的第三输出端耦接至第二耦合器件1911的第一输入端，将第二耦合器件1911的第一输出端耦接至第三PA 1913的输入端，将第二移相器1912的输出端耦接至第四PA 1914的输入端。第四开关1917将第三PA 1913的输出端耦接至第二合路器1915的第一输入端，将第四PA 1914的输出端耦接至第二合路器1915的第二输入端，将第二合路器1915的输出端耦接至第三天线ANT3。
此时，第二耦合器件1911将射频收发器303的第三输出端输出的射频信号分为两路射频信号，其中一路经过第二移相器1912移相，两路射频信号再分别经过PA进行功率放大，由第二合路器1915对两路射频信号进行合成，如果第二移相器1912移相为零，则第二合路器1915对两路射频信号进行同相合成，如果第二移相器1912移相不为零，则第二合路器1915对两路射频信号进行差分合成。可以实现单个数据流的大功率发射。
如图26所示，在第五状态下，第三开关1916将射频收发器303的第三输出端耦接至第二耦合器件1911的第一输入端，将第二耦合器件1911的第一输出端耦接至第三PA 1913的输入端，将第二移相器1912的输出端耦接至第四PA 1914的输入端。第四开关1917将第三PA 1913的输出端耦接至第三天线ANT3，将第四PA 1914的输出端耦接至第四天线ANT4。
此时，第二耦合器件1911将射频收发器303的第三输出端输出的第二射频信号分为第五射频信号和第六射频，第五射频信号经过第三PA 1913进行功率放大，第六射频信号经过第二移相器1912移相后，经过第四PA 1914进行功率放大，这两路射频信号分别通过两个天线发射出去，可以实现模拟波束成形。
如图27所示，在第六状态下，第三开关1916将射频收发器303的第三输出端耦接至第三PA 1913的输入端，将射频收发器303的第四输出端耦接至第四PA 1914的输入端。第四开关1917将第三PA 1913的输出端耦接至第三天线ANT3，将第四PA 1914的输出端耦接至第四天线ANT4。
此时，射频收发器303的第三输出端输出的射频信号经过功率放大后通过第三天线ANT3发射出去，射频收发器303的第四输出端输出的射频信号经过功率放大后通过第四天线ANT4发射出去，可以实现两个数据流独立发射。
考虑到通信装置还可以接收射频信号，如图28所示，第二开关1917还可以通过增加更多触点将第一天线ANT1接收的射频信号RX1以及第二天线ANT2接收的射频信号RX2输出，第四开关1915还可以通过增加更多触点将第三天线ANT3接收的射频信号RX3以及第四天线ANT4接收的射频信号RX4输出。
需要说明的是，对于该射频电路来说，第一模拟移相电路611的第一状态与第二模拟移相电路612的第四状态可以组合，第一模拟移相电路611的第二状态与第二模拟移相电路612的第五状态可以组合，第一模拟移相电路611的第三状态可以与第二模拟移相电路612的第六状态组合。
本申请实施例提供的通信装置进行混合波束成形的工作过程如下：
通信装置在与基站进行通信前，通过第一天线至第四天线分别接收下行参考信号，经过射频收发机处理后发送给DBB处理器。DBB处理器根据解调的信号进行下行信道估计，并计算优选调相方向，根据优选调相方向计算第一射频信号和第二射频信号的优选相位(此时需要对第一射频信号和第二射频信号的相位误差进行修正)并进行数字移相。DBB处理器还根据优选调相方向计算第三射频信号、第四射频信号、第五射频信号以及第六射频信号的优选相位，向第一模拟移相电路和第二模拟移相电路发送控制信号，该控制信号用于配置第三射频信号、第四射频信号、第五射频信号以及第六射频信号的优选相位从而实现模拟移相，第一射频信号的功率按比例分配给第三射频信号和第四射频信号，第二射频信号的功率按比例分配给第五射频信号和第六射频信号。该控制信号还用于控制第一模拟移相电路和第二模拟移相电路中的开关来选择通路(例如选择接收信号通路或发射信号通路)，从而将射频信号分配给各个天线以发射出去。其中，该控制信号可以是移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)信号、通用输入/输出口(general-purpose input/output，GPIO)信号、服务提供商接口(service providerinterface，SPI)信号等。
本申请实施例提供的上述射频电路和通信装置，该射频电路包括两个模拟移相电路，每个模拟移相电路对输入的射频信号耦合出两个射频信号，再对这两个射频信号中的至少一个进行模拟移相，这两个模拟移相电路共输出四路射频信号并分别通过四个天线发射出去，这两个模拟移相电路实现模拟波束成形，而每个模拟移相电路输入的射频信号事先已经经过数字移相而具有不同的相位，整个射频电路实现了两个发射通道四个天线的混合波束成形。相对于图3所示的方案来说，只需要两个模拟移相电路就可以实现四路射频信号的发射，从而降低通信装置的硬件成本和体积。由于数字移相的范围可以任意调节，因此，不会受到模拟移相调节范围的限制，使得波束成形收益可以达到理论极限6dB。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种射频电路，其特征在于，包括：第一模拟移相电路、第二模拟移相电路；
所述第一模拟移相电路接收第一射频信号，并输出第三射频信号和第四射频信号，所述第一模拟移相电路对所述第三射频信号和所述第四射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出所述第三射频信号和所述第四射频信号；
所述第二模拟移相电路接收第二射频信号，并输出第五射频信号和第六射频信号，所述第二模拟移相电路对所述第五射频信号和所述第六射频信号中的至少一个进行模拟移相后，输出所述第五射频信号和所述第六射频信号；
其中，所述第一射频信号和所述第二射频信号的相位不同。
2.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述第一模拟移相电路包括第一正交耦合器和第一移相器，所述第一正交耦合器的第一输入端与第一输出端之间为直通通路，第一输入端与第二输出端之间为耦合通路，第二输入端与第二输出端之间为直通通路，第二输入端与第一输出端之间为耦合通路；所述第一正交耦合器的第二输出端耦接至所述第一移相器的输入端；
所述第一正交耦合器的第一输入端或第二输入端输入所述第一射频信号，所述第一正交耦合器的第一输出端输出所述第三射频信号，所述第一正交耦合器的第一输出端输出所述第四射频信号，或者，所述第一正交耦合器的第一输出端输出所述第四射频信号，所述第一正交耦合器的第一输出端输出所述第三射频信号。
3.根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述第一模拟移相电路还包括第一功率放大器、第一匹配电路、第一开关和第二开关；所述第一功率放大器的输入端输入所述第一射频信号；
所述第一开关将所述第一功率放大器的输出端耦接至所述第一正交耦合器的第一输入端，将所述第一匹配电路耦接至所述第一正交耦合器的第二输入端，或者，所述第一开关将所述第一功率放大器的输出端耦接至所述第一正交耦合器的第二输入端，将所述第一匹配电路耦接至所述第一正交耦合器的第一输入端；
所述第二开关将所述第一正交耦合器的第一输出端耦接至第一天线，将所述第一移相器的输出端耦接至第二天线，或者，所述第二开关将所述第一正交耦合器的第一输出端耦接至所述第二天线，将所述第一移相器的输出端耦接至所述第一天线。
4.根据权利要求3所述的射频电路，其特征在于，所述第一模拟移相电路还包括第五开关，
所述第五开关、所述第一开关和所述第二开关还将所述第一功率放大器的输出端与所述第一天线或所述第二天线相耦接。
5.根据权利要求2-4任一项所述的射频电路，其特征在于，所述第二模拟移相电路包括第二正交耦合器和第二移相器，所述第二正交耦合器的第一输入端与第一输出端之间为直通通路，第一输入端与第二输出端之间为耦合通路，第二输入端与第二输出端之间为直通通路，第二输入端与第一输出端之间为耦合通路；所述第二正交耦合器的第二输出端耦接至所述第二移相器的输入端；
所述第二正交耦合器的第一输入端或第二输入端输入所述第二射频信号，所述第二正交耦合器的第一输出端输出所述第五射频信号，所述第二正交耦合器的第一输出端输出所述第六射频信号，或者，所述第二正交耦合器的第一输出端输出所述第六射频信号，所述第二正交耦合器的第一输出端输出所述第五射频信号。
6.根据权利要求5所述的射频电路，其特征在于，所述第二模拟移相电路还包括第二功率放大器、第二匹配电路、第三开关和第四开关；所述第二功率放大器的输入端输入所述第二射频信号；
所述第三开关将所述第二功率放大器的输出端耦接至所述第二正交耦合器的第一输入端，将所述第二匹配电路耦接至所述第二正交耦合器的第二输入端，或者，所述第三开关将所述第二功率放大器的输出端耦接至所述第二正交耦合器的第二输入端，将所述第二匹配电路耦接至所述第二正交耦合器的第一输入端；
所述第四开关将所述第二正交耦合器的第一输出端耦接至第三天线，将所述第二移相器的输出端耦接至第四天线，或者，所述第二开关将所述第二正交耦合器的第一输出端耦接至所述第四天线，将所述第二移相器的输出端耦接至所述第三天线。
7.根据权利要求6所述的射频电路，其特征在于，所述第二模拟移相电路还包括第六开关，
所述第六开关、所述第三开关和所述第四开关还将所述第二功率放大器的输出端与所述第三天线或所述第四天线相耦接。
8.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述第一模拟移相电路为第一平衡式放大电路，所述第一平衡式放大电路包括第一耦合器件、第一移相器、第一功率放大器和第二功率放大器，所述第一耦合器件对所述第一射频信号进行耦合得到所述第三射频信号和所述第四射频信号，所述第一耦合器件的第一输入端输入所述第一射频信号，所述第一耦合器件的第一输出端耦接至所述第一功率放大器的输入端以输出所述第三射频信号，所述第一耦合器件的第二输出端耦接至所述第一移相器的输入端以输出所述第四射频信号，所述第一移相器的输出端耦接至所述第二功率放大器的输入端。
9.根据权利要求8所述的射频电路，其特征在于，所述第一耦合器件为正交耦合器、功分器或变压器。
10.根据权利要求1、8-9任一项所述的射频电路，其特征在于，所述第二模拟移相电路为第二平衡式放大电路，所述第二平衡式放大电路包括第二耦合器件、第二移相器、第三功率放大器和第四功率放大器，所述第二耦合器件对所述第二射频信号进行耦合得到所述第五射频信号和所述第六射频信号，所述第二耦合器件的第一输入端输入所述第一射频信号，所述第二耦合器件的第一输出端耦接至所述第三功率放大器的输入端以输出所述第五射频信号，所述第二耦合器件的第二输出端耦接至所述第二移相器的输入端以输出所述第六射频信号，所述第二移相器的输出端耦接至所述第四功率放大器的输入端。
11.根据权利要求10所述的射频电路，其特征在于，所述第二耦合器件为正交耦合器、功分器或变压器。
12.一种通信装置，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的射频电路和射频信号生成电路，所述射频信号生成电路向所述射频电路输出第一射频信号和第二射频信号，所述第一射频信号和所述第二射频信号的相位不同；所述射频电路输出第三射频信号、第四射频信号、第五射频信号和第六射频信号，其中，所述第三射频信号和所述第四射频信号由所述第一射频信号得到，并且所述第三射频信号和所述第四射频信号的相位不同；所述第五射频信号和所述第六射频信号由所述第二射频信号得到，并且所述第五射频信号和所述第六射频信号的相位不同。
13.根据权利要求12所述的通信装置，其特征在于，所述射频信号生成电路为芯片，或者，包括数字基带处理器和射频收发机。
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