CN115514387A - 射频前端模组、无线通信模块以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种射频前端模组、无线通信模块以及电子设备。本发明中，该射频前端模组，与射频收发模组连接，包括：第一功率放大模块、第二功率放大模块；第一功率放大模块用于接收射频收发模组输出的第一信号，并处理第一信号；其中，第一信号包括非5G信号，以及属于5G信号的第一频段集合的信号；第二功率放大模块用于接收射频收发模组输出的第二信号，并处理第二信号；其中，第二信号包括属于5G信号的第二频段集合的信号。本发明的实施方式提供了一种新的智能终端的射频前端模组的实现方式，且能够实现有效降低成本。

Description

射频前端模组、无线通信模块以及电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种射频前端模组、无线通信模块以及电子设备。

背景技术

射频前端包括射频收发器和天线之间的一系列组件，射频前端是移动智能终端数据传输 链路中重要的一环，其直接影响着手机的信号收发。基于此，射频前端已成为移动智能终端 产品的核心组成部分，相关行业技术人员的重点研发方向。

现如今一款智能终端往往需要支持多个频段，频段的增加直接导致射频前端设计复杂度 的提升。特别是随着千兆级网络的来临，多载波、高阶的调制、多入多出(MIMO)等技术的 融入更是令射频前端的设计复杂度直线提升。与此同时，射频前端的实现成本也随着复杂度 的提升而显著增加。而射频前端是移动智能终端产品的无线通信系统中必不可少的组成部分， 因此降低射频前端的实现成本已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种射频前端模组、无线通信模块以及电子设备，用来 以较低的成本实现在智能终端中所需设置的射频前端。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种射频前端模组，所述射频前端模组与 射频收发模组连接，所述射频前端模组包括：第一功率放大模块、第二功率放大模块；所述 第一功率放大模块用于接收所述射频收发模组输出的第一信号，并处理所述第一信号；其中， 所述第一信号包括非5G信号，以及属于5G信号的第一频段集合的信号；所述第二功率放大 模块用于接收所述射频收发模组输出的第二信号，并处理所述第二信号；其中，所述第二信 号包括属于5G信号的第二频段集合的信号。

为了实现上述目的，本发明的实施方式还提供了一种无线通信模块，包括：基带模组、 射频收发模组、天线以及上述的射频前端模组；所述基带模组与所述射频收发模组连接，所 述射频收发模组与所述射频前端模组连接，所述射频前端模组与所述天线连接。

为了实现上述目的，本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括上述的无线通信模 块。

在本发明的实施方式中，属于5G信号的第一频段集合的信号与其余非5G信号复用同一 功率放大模块即第一功率放大模块，因而无需在射频前端模组中设置专门用于处理5G信号的 功率放大模块。同时，第二功率放大模块只需处理属于5G信号的第二频段集合的信号，因而 相比传统的射频前端模组中用不同功率放大模块分别处理非5G信号和5G信号的技术手段， 能够有效降低成本，同时能够满足射频前端处理信号的需求。

另外，所述第二频段集合内各频段的发送频率均与接收频率相同。

另外，所述射频前端模组还包括单刀三掷开关组；所述单刀三掷开关组与所述第二功率 放大模块的输出端连接；所述单刀三掷开关组用于根据GPIO控制信号，对探测参考信号SRS 的发射通道进行切换。利用单刀三掷开关实现射频前端中探测参考信号的收发功能，相比相 关技术中采用单刀四掷开关的技术手段，能够精简射频前端的结构，简化SRS功能的控制逻 辑。同时能够有效节省实现SRS功能所需的成本。

另外，所述单刀三掷开关组包括第一单刀三掷开关和第二单刀三掷开关；所述第一单刀 三掷开关的公共端外接用于收发所述第二信号的主集天线,所述第一单刀三掷开关的第一端 用于根据所述GPIO控制信号接通第一信道,所述第一单刀三掷开关的第二端用于根据所述 GPIO控制信号接通第二信道,所述第一单刀三掷开关的第三端用于根据所述GPIO控制信号 经过开关接通第三信道；所述第二单刀三掷开关的公共端外接用于收发所述第二信号的分集 天线,所述第二单刀三掷开关的第一端用于根据所述GPIO控制信号经过开关接通第三信道, 所述第二单刀三掷开关的第二端用于根据所述GPIO控制信号接通第四信道,所述第二单刀 三掷开关的第三端用于根据所述GPIO控制信号接通第五信道。

另外，所述射频前端模组还包括滤波器；所述滤波器连接在所述第二功率放大模块和所 述单刀三掷开关组之间；所述滤波器用于将所述第二功率放大模块输出的信号中预设频段之 外的信号滤除，并将滤除后的信号输出至所述单刀三掷开关组。

另外，所述第一功率放大模块包括P2N功率放大器；所述第二功率放大模块包括NRHB 功率放大器。

另外，所述第二频段集合包括以下任意频段的组合：B38、B41、N38、N41。

另外，所述射频前端模组还包括天线开关模块；所述天线开关模块与所述第一功率放大 模块的输出端连接；所述天线开关模块用于对所述第一信号的发射通道进行切换。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并 不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有 特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明一实施方式中的射频前端模组的结构示意图；

图2是根据本发明一实施方式中的单刀三掷开关组的连接结构示意图；

图3是根据本发明另一实施方式中的无线通信模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实 施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中， 为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于 以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的 任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系 统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对 于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

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 隐含地包括一个或者更多个该特征。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述 关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在 本发明中的具体含义。

本发明的一实施方式涉及一种射频前端模组。下面对本实施例中的射频前端模组的实现 细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。 结构示意图如图1所示。

在本实施方式中，该射频前端模组与射频收发模组相连(参见图1中示出的TRC)，该射 频前端模组包括：第一功率放大模块、第二功率放大模块；所述第一功率放大模块用于接收 所述射频收发模组输出的第一信号，并处理所述第一信号；其中，所述第一信号包括非5G信 号，以及属于5G信号的第一频段集合的信号；所述第二功率放大模块用于接收所述射频收发 模组输出的第二信号，并处理所述第二信号；其中，所述第二信号包括属于5G信号的第二频 段集合的信号。

目前的射频前端模组中采用P2功率放大器对射频收发模块传输的3G和4G信号进行处理， 采用P5N功率放大器对射频收发模块传输的5G信号进行处理。

而在本发明的实施方式中，属于5G信号的第一频段集合的信号与其余非5G信号复用同 一功率放大模块即第一功率放大模块，因而无需在射频前端模组中设置专门用于处理5G信号 的功率放大模块。同时，在射频前端模组中设置的第二功率放大模块只需处理属于5G信号的 第二频段集合的信号，其需要处理的信号频段较少，因而相比传统射频前端模组中用于处理 5G信号的P5N功率放大器成本更低。因而本实施方式提供的射频前端模组相比传统的射频前 端模组中用不同功率放大模块分别处理非5G信号和5G信号的技术手段，能够有效降低成本， 同时能够满足射频前端处理信号的需求。

值得说明的是，上述第二频段集合内各频段可以是发送频率均与接收频率相同的频段的 信号。双工器的作用是将发射和接收的信号进行隔离。而第二频段集合内各频段的发送频率 均与接收频率相同，因而在这种情况下，第二功率放大模块与后级模块之间无需设置双工器， 因而能够进一步节省射频前端模组所需的成本。

此外，此处涉及的第二频段集合可以包括以下任意频段的组合：B38、B41、N38、N41。 可以理解地，此处所提及的各频段的发送频率与接收频率相同。

此外，在一个例子中，本实施方式中涉及的射频前端模组，还可以包括：单刀三掷开关 组(参见图1)；所述单刀三掷开关组与所述第二功率放大模块的输出端连接；所述单刀三掷 开关组用于根据GPIO控制信号，对探测参考信号SRS的发射通道进行切换。本例中涉及的探 测参考信号(Sounding Reference Signal，简称“SRS”)用于探测用于进行信号传输的最 佳信道。在本例中，行业内首创地利用单刀三掷开关实现射频前端中探测参考信号的收发功 能，相比相关技术中采用单刀四掷开关的技术手段，能够精简射频前端的结构，简化SRS功 能的控制逻辑。同时能够有效节省实现SRS功能所需的成本。此外在本例中，利用GPIO控制 信号和单刀三掷开关组能够实现以1T4R的模式进行探测参考信号SRS的发射通道的切换。

在一个例子中，此处所说的单刀三掷开关组可以包括第一单刀三掷开关和第二单刀三掷 开关，本例中涉及的结构示意图可以如图2所示。其中，所述第一单刀三掷开关的公共端外 接用于收发所述第二信号的主集天线(参见图2),所述第一单刀三掷开关的第一端用于根据 所述GPIO控制信号接通第一信道,所述第一单刀三掷开关的第二端用于根据所述GPIO控制信 号接通第二信道,所述第一单刀三掷开关的第三端用于根据所述GPIO控制信号经过开关(参 见图2)接通第三信道；所述第二单刀三掷开关的公共端外接用于收发所述第二信号的分集 天线(参见图2),所述第二单刀三掷开关的第一端用于根据所述GPIO控制信号经过开关接 通第三信道,所述第二单刀三掷开关的第二端用于根据所述GPIO控制信号接通第四信道,所 述第二单刀三掷开关的第三端用于根据所述GPIO控制信号接通第五信道。

具体地说，利用三组GPIO线对两个单刀三掷开关(SP3T开关)进行控制来实现对探测 参考信号SRS的发射通道进行切换的逻辑配置表如表1所示：

表1单刀三掷开关组的逻辑配置表

其中，表1中示出的SW4901为此处所说的第一单刀三掷开关；表1中示出的SW4902为 此处所说的第二单刀三掷开关。此处值得说明的是，表1中以0表示低电平，以1来表示低电平。

具体地说，在接收到的所述GPIO信号中，GPIO1为高电平信号而GPIO5为低电平信号时， 所述第一单刀三掷开关切换至表1中示出的RF2-SW003 RF1状态，且第一单刀三掷开关用于 保持接收状态；在GPIO1和GPIO5为高电平信号时，所述第一单刀三掷开关切换至表1中示 出的RF3-U4902 DP4T RFIN1状态，且第一单刀三掷开关用于对探测参考信号SRS的发射通道 进行切换。

在接收到的所述GPIO信号中，GPIO1为高电平信号而GPIO0为低电平信号时，所述第二 单刀三掷开关切换至RF2-U5103 B41 DRX M状态，且所述第二单刀三掷开关用于保持接收状 态；在GPIO1和GPIO0为高电平信号时，所述第二单刀三掷开关切换至RF3-U4902DP4T RFIN4 状态，且所述第二单刀三掷开关用于对探测参考信号SRS的发射通道进行切换。

此外应当说明的是，表1中涉及的SW4901的RF1-FL5001 B1 PRX M状态，以及SW4902 的RF1-FL5001 B1 DRX M状态根据智能终端的传输需求被设置为切换至预设模式。由于相关 部分并非本申请的重点，因而涉及的技术细节在此处不再赘述。此外，还值得说明的是，第 一单刀三掷开关用于在连接至主集接收天线(PRX)时实现对探测参考信号SRS的发射通道进 行切换，此时射频前端模组的工作频段和制式包括表1中示出的B1/N1 PRXMIMO、SA PRX MIMO 以及NSA TRX/SA PRX MIMO SRS；第二单刀三掷开关用于在连接至分集接收天线(DRX)时实 现对探测参考信号SRS的发射通道进行切换，此时射频前端模组的工作频段和制式包括表1 中示出的B1/N1 DRX MIMO、SA DRX MIMO以及SA DRX MIMO SRS。

在一个更为具体的实施例中，上述第一功率放大模块可以包括P2N功率放大器；所述第 二功率放大模块可以包括NR HB功率放大器。而目前的射频前端模组中一般采用P2功率放大 器对射频收发模块传输的3G和4G信号进行处理，采用P5N功率放大器对射频收发模块传输 的5G信号进行处理。

P2N功率放大器相比P2功率放大器除了3G和4G的信号之外还能够处理一部分的5G信 号，同时相比P2功率放大器实现了成本的降低；而NR HB功率放大器相比P5N功率放大器， 所需处理的信号的频段显著减少，因而其成本也相较于P5N功率放大器也更低。

将上述实施方式中的P2N功率放大器、NR HB功率放大器以及单刀三掷开关组进行结合， 能够实现射频前端成本的极致降低。此方案与相关技术中采用Phase5N功率放大器的射频前 端模组的成本对比如表2所示。

表2本实施方式中射频前端模组与传统方案的成本对比表

此外还值得说明的是，本实施方式中涉及的射频前端模组还可以包括滤波器(图中未示 出)。所述滤波器连接在所述第二功率放大模块和所述单刀三掷开关组之间；所述滤波器用于 将所述第二功率放大模块输出的信号中预设频段之外的信号滤除，并将滤除后的信号输出至 所述单刀三掷开关组。

射频前端模组还可以包括天线开关模块(参见图1)；所述天线开关模块与所述第一功率 放大模块的输出端连接；所述天线开关模块用于对所述第一信号的发射通道进行切换。

此外，射频前端模组还可以包括低噪声放大器(参见图1)以及天线调谐器等模块。其 中，低噪声放大器用于实现接收通道的射频信号的放大；天线调谐器是连接发射系统与天线 的一种阻抗匹配网络，能够使得天线在所应用频率上辐射功率最大。此外，图1中示出的低 噪放前端模组、分集前端模组、2G功率放大器、双工器以及预设模组，图2中示出的微带耦 合器等其余射频前端模组所包括的模块由于并非本申请的重点，因此此处不再进行更为细节 的介绍。

此外值得一提的是，本实施方式提供的射频前端模组支持的频段包括表3中所示的各频 段：

表3本实施方式提供的射频前端模组支持的频段表

本发明的另一实施方式涉及一种无线通信模块，该无线通信模块包括基带模组101、射 频收发模组102、天线104以及前述实施方式中涉及的射频前端模组103，所述基带模组与所 述射频收发模组连接，所述射频收发模组与所述射频前端模组连接，所述射频前端模组与所 述天线连接，其结构示意图如图3所示。可以理解地，前述实施方式中所公开的技术细节在 本实施方式中依然有效，为减少重复，相关内容在本实施方式中不再赘述。

此外值得说明的是，本实施方式中涉及的基带模组101用于合成即将发射的基带信号， 或对接收到的基带信号进行解码；射频收发模组102用于接收和发出射频信号；天线104用 于实现接收或者发射射频模拟信号。

通过本实施方式提供的无线通信模块能够使得智能终端实现无线通信。此外，属于5G信 号的第一频段集合的信号与其余非5G信号复用同一功率放大模块即第一功率放大模块，因而 无需在射频前端模组中设置专门用于处理5G信号的功率放大模块。同时，第二功率放大模块 只需处理属于5G信号的第二频段集合的信号，因而相比传统的射频前端模组中用不同功率放 大模块分别处理非5G信号和5G信号的技术手段，能够有效降低成本，同时能够满足射频前 端处理信号的需求。

本发明的另一实施方式涉及一种电子设备，该电子设备包括前述实施方式中涉及的无线 通信模块。可以理解地，前述实施方式中所公开的技术细节在本实施方式中依然有效，为减 少重复，在本实施方式中不再赘述。

值得一提的是，本发明上述实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中， 一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单 元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所 提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员 可以在不脱离本申请的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明 的保护范围并不被上述实施例所限，而应该符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种射频前端模组，其特征在于，所述射频前端模组与射频收发模组连接，所述射频前端模组包括：第一功率放大模块、第二功率放大模块；

所述第一功率放大模块用于接收所述射频收发模组输出的第一信号，并处理所述第一信号；其中，所述第一信号包括非5G信号，以及属于5G信号的第一频段集合的信号；

所述第二功率放大模块用于接收所述射频收发模组输出的第二信号，并处理所述第二信号；其中，所述第二信号包括属于5G信号的第二频段集合的信号。

2.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述第二频段集合内各频段的发送频率均与接收频率相同。

3.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，还包括：单刀三掷开关组；

所述单刀三掷开关组与所述第二功率放大模块的输出端连接；

所述单刀三掷开关组用于根据GPIO控制信号，对探测参考信号SRS的发射通道进行切换。

4.根据权利要求3所述的射频前端模组，其特征在于，所述单刀三掷开关组包括第一单刀三掷开关和第二单刀三掷开关；

所述第一单刀三掷开关的公共端外接用于收发所述第二信号的主集天线,所述第一单刀三掷开关的第一端用于根据所述GPIO控制信号接通第一信道,所述第一单刀三掷开关的第二端用于根据所述GPIO控制信号接通第二信道,所述第一单刀三掷开关的第三端用于根据所述GPIO控制信号经过开关接通第三信道；

所述第二单刀三掷开关的公共端外接用于收发所述第二信号的分集天线,所述第二单刀三掷开关的第一端用于根据所述GPIO控制信号经过开关接通第三信道,所述第二单刀三掷开关的第二端用于根据所述GPIO控制信号接通第四信道,所述第二单刀三掷开关的第三端用于根据所述GPIO控制信号接通第五信道。

5.根据权利要求3所述的射频前端模组，其特征在于，还包括滤波器；

所述滤波器连接在所述第二功率放大模块和所述单刀三掷开关组之间；

所述滤波器用于将所述第二功率放大模块输出的信号中预设频段之外的信号滤除，并将滤除后的信号输出至所述单刀三掷开关组。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一功率放大模块包括P2N功率放大器；所述第二功率放大模块包括NR HB功率放大器。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的射频前端模组，其特征在于，所述第二频段集合包括以下任意频段的组合：

B38、B41、N38、N41。

8.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，还包括天线开关模块；

所述天线开关模块与所述第一功率放大模块的输出端连接；

所述天线开关模块用于对所述第一信号的发射通道进行切换。

9.一种无线通信模块，其特征在于，包括：基带模组、射频收发模组、天线以及如权利要求1至8中任一项所述的射频前端模组；

所述基带模组与所述射频收发模组连接，所述射频收发模组与所述射频前端模组连接，所述射频前端模组与所述天线连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的无线通信模块。

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