CN115664456A - 一种射频传输电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种射频传输电路及电子设备，涉及移动终端技术领域。该电路包括射频集成电路、双工器、低噪声放大器、匹配网络和天线，双工器分别与射频集成电路、低噪声放大器和天线相连，低噪声放大器与射频集成电路相连。匹配网络包括相连的第一匹配网络和第二匹配网络，第一匹配网络还与低噪声放大器相连，第二匹配网络还与双工器相连。第一匹配网络用于将低噪声放大器的输入阻抗调整至预设阻抗，第二匹配网络用于调整第一相位和第二相位之和为π+2 Kπ，K为整数。第一相位为预设点看向双工器的阻抗在史密斯圆图中的相位，第二相位为预设点看向低噪声放大器的阻抗在史密斯圆图中的相位，预设点位于第二匹配网络与双工器的连接线上。

Description

一种射频传输电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种射频传输电路及电子设备。

背景技术

频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）是移动通信系统中使用的全双工通信技术的一种，采用两个独立的信道分别进行向下传送和向上传送信息的技术。为了防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰，在两个信道之间存在一个保护频段。

现有的终端设备（如智能手机等）中，常见的FDD射频接收电路设计是双工器后端增加外置低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA），以提高接收电路灵敏度性能。但往往因双工器隔离度不够大，发射 (Transmit，TX)端泄露在接收 (Receive，RX)端上的信号经由后端LNA，造成收发单元之间的干扰，影响接收通道的灵敏度。

发明内容

本申请提供一种射频传输电路及电子设备，该射频传输电路中设置有匹配电路，该匹配电路可以调整低噪声放大器的输入阻抗位于接收灵敏度最优点，该射频传输电路可以使泄漏到接收通道内的TX频段射频信号在双工器和低噪声放大器之间反复反射，并通过调整TX频段射频信号的相位，使得在双工器和低噪声放大器之间反射的TX射频信号形成相互抵消的效果，改善收发单元对TX频段射频信号的隔离度，减小对接收通道的影响。

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，提供一种射频传输电路，该传输电路包括：射频集成电路、双工器、低噪声放大器、匹配网络和天线。其中，双工器分别与射频集成电路、低噪声放大器和天线相连，低噪声放大器与射频集成电路相连。该匹配网络包括相连的第一匹配网络和第二匹配网络，第一匹配网络还与低噪声放大器相连，第二匹配网络还与双工器相连。第一匹配网络用于将低噪声放大器的输入阻抗调整至预设阻抗，第二匹配网络用于调整第一相位和第二相位之和为π+2 Kπ，其中，K为整数，预设阻抗与低噪声放大器的参数相关。第一相位为预设点看向双工器的阻抗在史密斯圆图中的相位，第二相位为预设点看向低噪声放大器的阻抗在史密斯圆图中的相位，预设点位于第二匹配网络与双工器的连接线上。

在此基础上，通过设置第一匹配网络，实现对低噪声放大器的输入阻抗进行调整，使其达到接收灵敏度最优点，以提升接收通道的接收灵敏度。通过设置第二匹配网络，实现对TX频段的射频信号的相位进行调整，将预设点看向双工器的阻抗在史密斯圆图中的相位与预设点看向低噪声放大器的阻抗在史密斯圆图中的相位调整为互为补角，使得在双工器和低噪声放大器之间反射的TX射频信号形成相互抵消的效果，改善收发单元对TX频段射频信号的隔离度，减小对接收通道的影响。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第一匹配网络为由电感和/或电容组成的匹配电路。该设计方式给出了第一匹配网络的一种实现方式。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第一匹配网络包括第一电感和第二电感，第一电感的第一端与低噪声放大器相连，第一电感的第二端与第二匹配网络相连；第二电感的第一端与第一电感的第二端相连，第二电感的第二端接地。该设计方式给出了第一匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第一匹配网络包括电感和电容。电感的第一端与低噪声放大器相连，电感的第二端与第二匹配网络相连，电容的第一端与电感的第二端相连，电容的第二端接地。或者，电容的第一端与低噪声放大器相连，电容的第二端与第二匹配网络相连，电感的第一端与电容的第二端相连，电感的第二端接地。该设计方式给出了第一匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第一匹配网络包括传输线和电感，传输线的两端分别与低噪声放大器和第二匹配网络相连，电感的第一端与传输线相连，电感的第二端接地。该设计方式给出了第一匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第一匹配网络包括一电感，电感的第一端与低噪声放大器相连，电感的第二端与第二匹配网路相连。该设计方式给出了第一匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第二匹配网络为T型匹配网络或π型匹配网络，第二匹配网络为由电感和电容组成的匹配电路。该设计方式给出了第二匹配网络的一种实现方式。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第二匹配网络包括第一电容、第二电容和第三电感。第三电感的第一端与第一匹配网络相连，第三电感的第二端与双工器相连，第一电容的第一端与第三电感的第一端相连，第一电容的第二端接地，第二电容的第一端与第三电感的第二端相连，第二电容的第二端接地。该设计方式给出了第二匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第二匹配网络包括一个电容和两个电感。电容的第一端与第一匹配网络相连，电容的第二端与双工器相连，其中一个电感的第一端与电容的第一端相连，其中一个电感的第二端接地；另一个电感的第一端与电容的第二端相连，另一个电感的第二端接地。或者，其中一个电感的第一端与第一匹配网络相连，其中一个电感的第二端与另一个电感的第一端相连，另一个电感的第二端与双工器相连，电容的第一端与其中一个电感的第二端相连，电容的第二端接地。该设计方式给出了第二匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，第二匹配网络包括一个电感和两个电容。其中一个电容的第一端与第一匹配网络相连，其中一个电容的第二端与另一个电容的第一端相连，另一个电容的第二端与双工器相连，电感的第一端与其中一个电容的第二端相连，电感的第二端接地。该设计方式给出了第二匹配网络的一种结构。

在第一方面的一种可能的设计方式中，低噪声放大器包括三极管，三极管的发射极通过预设反馈电感接地或者直接接地；或者，低噪声放大器包括场效应管，场效应管的源极通过预设反馈电感接地或者直接接地。使得低噪声放大器在噪声系数无损失的情况下，提高低噪声放大器输入端的反射系数。

第二方面，提供一种电子设备，包括印制电路板和第一方面及其任一种可能的设计方式所提供的射频传输电路，射频传输电路设置于印制电路板上。

可以理解地，上述提供的第二方面所提供的电子设备所能达到的有益效果，可参考如第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中的一种射频传输电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种射频传输电路的电路结构图；

图3为本申请实施例提供的一种射频信号的波形图和不同相位时的相位关系图；

图4为本申请实施例提供的一种射频传输电路中射频信号在低噪声放大器和双工器的RX滤波器之间传输的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种射频传输电路中各位置的阻抗设计要求示意图；

图6为本申请实施例提供的一种射频传输电路中匹配网络的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种射频传输电路中第一匹配电路的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种射频传输电路中第二匹配电路的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种射频传输电路的仿真电路结构图；

图10为本申请实施例提供的另一种射频传输电路的仿真电路结构图；

图11为本申请实施例提供的又一种射频传输电路的仿真电路结构图；

图12为本申请实施例提供的一种仿真电路中双工器的源阻抗与双工器的负载阻抗在史密斯圆图中的示意图；

图13为本申请实施例提供的一种仿真电路的隔离度示意图；

图14为本申请实施例提供的一种射频传输电路中低噪声放大器的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请的实施例中，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。

应理解，在本文中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例，而并非旨在进行限制。如在对各种所述示例的描述中所使用的那样，单数形式“一个（“a”，“an”）”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项（个），可以表示：a, b, c, a-b, a-c, b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

还应理解，本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联的所列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。术语“和/或”，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。另外，本申请中的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还应理解，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是滑动连接，还可以是可拆卸连接，或成一体等；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

还应理解，术语“包括”（也称“includes”、“including”、“comprises”和/或“comprising”）当在本说明书中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件、和/或其分组。

应理解，说明书通篇中提到的“一实施例”、“另一实施例”、“一种可能的设计方式”意味着与实施例或实现方式有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本申请一实施例中”或“在本申请另一实施例中”、“一种可能的设计方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

本申请提供一种电子设备，该电子设备可以为用户设备（user equipment，UE）或者终端设备（terminal）等，例如，电子设备可以为平板电脑（portable android device，PAD）、个人数字处理（personal digital assistant，PDA）、具有无线通信功能的手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备、虚拟现实（virtual reality，VR）终端设备、增强现实（augmented reality，AR）终端设备、工业控制（industrial control）中的无线终端、无人驾驶（self driving）中的无线终端、远程医疗（remote medical）中的无线终端、智能电网（smart grid）中的无线终端、运输安全（transportation safety）中的无线终端、智慧城市（smart city）中的无线终端、智慧家庭（smart home）中的无线终端等移动终端或固定终端。本申请实施例中对电子设备的形态不做具体限定。

参考图1，图1为现有技术中的一种射频传输电路的结构示意图，该射频传输电路中包括了本申请中所提供的一种提升主集接收隔离度的电路。如图1所示，该射频传输电路中包括射频集成电路（Radio Frequency Integrated Circuit，RFIC），射频集成电路中包括射频集成电路，功率放大器（Power Amplifier，PA），双工器，匹配网络，低噪声放大器，开关和天线。其中，双工器的发射端通过功率放大器与射频集成电路相连，双工器的接收端通过低噪声放大器与射频集成电路相连，双工器的另一端与开关相连，开关上连接有天线。

其中，射频集成电路、功率放大器、双工器、开关和天线构成射频传输电路的发射（TX）通道，天线、开关、双工器、低噪声放大器和射频集成电路构成射频传输电路的接收（RX）通道。当射频传输通路处于工作状态时，发射通道中射频的发射功率往往远远大于接收通道中射频的接收功率。射频传输通路工作于FDD频段时，射频传输电路中滤波器（双工器）的隔离度一般无法达到理想情况，不够高，发射通道中的信号会泄露到接收通道中，对接收通道中的低噪声放大器造成干扰，使得低噪声放大器无法对接收信号形成良好的放大效果，可能导致低噪声放大器输出的结果仅为高电平或者低电平（输出为0或1），形成阻塞效应，影响射频集成电路对接收信号的接收灵敏度。

为了解决发射通道中泄露的TX频段的射频信号对接收通道中RX频段的射频信号的影响，本申请实施例提供一种射频传输电路，参考图2，图2为本申请实施例提供的一种射频传输电路的电路结构图。如图2所示，图2所示的传输电路与图1所示的传输电路基本相同，图2与图1的区别在于，图2中还包括匹配网络，其中，双工器的接收端与低噪声放大器之间通过匹配网络连接。在图2所示的射频传输电路中，射频集成电路、功率放大器、双工器、开关和天线构成射频传输电路的发射通道，天线、开关、双工器、匹配网络、低噪声放大器和射频集成电路构成射频传输电路的接收通道。其中，双工器和开关可以集成在一个带集成双工器的前端模块（FEMID）中。

需要说明的是，在射频传输电路中，低噪声放大器的输入阻抗一般要求具有较高的驻波比。双工器包括两组不同频率的带通滤波器，为了便于描述，将其中一个连接于发射通道中的带通滤波器称为TX滤波器，将另一个连接于接收通道中的带通滤波器称为RX滤波器。RX滤波器对于TX频段而言，为高驻波比状态；RX滤波器对于RX频段而言，为直通状态。由于低噪声放大器和RX滤波器对TX频段的射频信号都是高驻波比状态，因此，当发射通道中TX频段的射频信号泄露到接收通道中时，TX频段的射频信号会在低噪声放大器和双工器（RX滤波器）之间的连接电路中进行多次反射。

本申请实施例中，通过在双工器与噪声放大器之间设置匹配网络，匹配网络用于调整在低噪声放大器和双工器之间反射的TX射频信号的相位，使得在接收通道中多次反射的TX射频信号相对于射频集成电路形成相互抵消的效果，大幅度降低TX射频信号幅度，从而改善TX频段的隔离度。此外，匹配网络还可以调整低噪声放大器的输入阻抗，使得低噪声放大器的输入阻抗位于低噪声放大器的灵敏度最优点附近，从而调整射频集成电路对接收信号的接收灵敏度。需要说明的是，低噪声放大器的灵敏度最优点是由低噪声放大器的硬件结构所决定的。低噪声放大器的输入阻抗是在RX频段上的阻抗，低噪声放大器的输入阻抗位于低噪声放大器的灵敏度最优点附近可以是指：低噪声放大器的输入阻抗在史密斯圆图中的位置与低噪声放大器的灵敏度最优点重合，也可以是指低噪声放大器的输入阻抗在史密斯圆图中的位置位于低噪声放大器的灵敏度最优点附近，该输入阻抗对接收灵敏度的影响处于可接受范围内。例如，低噪声放大器的输入阻抗在史密斯圆图上的幅度误差小于史密斯圆图半径的15%；低噪声放大器的输入阻抗在史密斯圆图中的相位误差小于30°。

匹配网络包括第一匹配网络和第二匹配网络，其中，第一匹配网络的一端与低噪声放大器电连接，第二匹配网络的一端与双工器电连接，第一匹配网络和第二匹配网络电连接。

第一匹配网络用于将低噪声放大器的输入阻抗调整至预设阻抗，预设阻抗与低噪声放大器的具体参数相关。也即，第一匹配网络调整低噪声放大器的输入阻抗位于低噪声放大器的灵敏度最优点，或者位于低噪声放大器的灵敏度最优点附近。第二匹配网络为移相结构，其作用是在RX滤波器带外发射频点，将第一相位和第二相位调节至互为补角。其中，第一相位是指RX滤波器与第二匹配网络相连的端口的源阻抗在史密斯圆图中的相位，第二相位是指RX滤波器与第二匹配网络相连的端口的负载阻抗在史密斯圆图中的相位。需要说明的是，RX滤波器与第二匹配网络相连的端口的源阻抗是在TX频段上的阻抗，RX滤波器与第二匹配网络相连的端口的负载阻抗也是在TX频段上的阻抗。通过调整第一相位和第二相位之间互为补角，可以调整双工器向低噪声放大器传输的射频信号的相位，使得从双工器传向低噪声放大器的相邻两次射频信号的相位差达到180°。需要说明的是，本申请实施例中的补角是指π+2 Kπ，其中，K为整数，因此，补角包括-180°，180°，540°，900°等。

下面对通过第二匹配网络调整TX射频信号的相位，来改善TX频段载频隔离度的原理进行简单的介绍。

以TX频段的射频信号为正弦波为例，参考图3，图3为本申请实施例提供的一种射频信号的波形图和不同相位时的相位关系图。如图3所示，TX射频信号的波形为正弦波，图3中分别示出了主信号以及主信号的同相信号、90°异相信号和180°异相信号。两路相位差为零的同相信号的振幅叠加后会导致接收信号强度大大增加，振幅甚至有可能增加两倍。如果信号的相位差达到180° (信号的波峰对应另一路信号的波谷)，信号将会彼此抵消，导致有效信号强度降到零。相位差具有累积效应。依据两路信号相位差的大小，接收信号强度可能增加或减弱。

由于低噪声放大器和双工器中的RX滤波器对TX频段的射频信号都处于高驻波比状态，当发射通道中TX频段的射频信号泄露到接收通道中时，TX频段的射频信号会在低噪声放大器和双工器（RX滤波器）之间的连接电路中进行多次反射。

参考图4，图4为本申请实施例提供的一种射频传输电路中射频信号在低噪声放大器和双工器的RX滤波器之间传输的示意图。当从发射通道泄露出的TX射频信号从双工器传向低噪声放大器时，由于低噪声具有较高的驻波比（高反射系数），大部分的TX射频信号会被反射回去，反射回去的TX射频信号传输到双工器中的RX滤波器后，由于RX滤波器对TX频段的射频信号而言也是高驻波比状态，因此TX射频信号又会被反射回去，使得TX射频信号在低噪声放大器和双工器之间不断被反射。

如图4所示，图4中从右向左的箭头表示射频信号从双工器向低噪声放大器传输，从左向右的箭头表示射频信号从低噪声放大器向双工器传输。图4中从上到下的箭头依次表示第一次传输的射频信号，第二次传输的射频信号，第三次传输的射频信号……，被反射的次数越多，则该射频信号的能量越来越弱。其中，奇数次传输的射频信号为从双工器向低噪声放大器传输的射频信号，偶数次传输的射频信号为低噪声放大器向双工器传输的射频信号。

结合图3可知，若第一次传输的射频信号为图3中的主信号，第三次传输的射频信号为图3中的180°异相信号，第五次传输的射频信号为图3中的主信号，第七次传输的射频信号为图3中的180°异相信号……，也即，从双工器向低噪声放大器传输的射频信号，每两组信号分别为主信号和180°异相信号。根据上述分析，当信号的相位差达到180°(信号的波峰对应另一信号的波谷)时，信号将会彼此抵消，导致有效信号强度降到零。本申请中的第二匹配网络为移相结构，其需要满足的要求是调整第一相位和第二相位互为补角。也即，可以将从双工器向低噪声放大器传输的射频信号，以及该射频信号在低噪声放大器与双工器之间反射后的射频信号，调节为图3所示的主信号和180°异相信号。使得从双工器中泄露出的射频信号和该射频信号被双工器反射回来的信号在到达低噪声放大器的端口时，形成相互抵消的效果。

需要说明的是，从双工器泄露出来的射频信号会在低噪声放大器和双工器之间不断的反射，但是每次反射后的射频信号相比前一次传输的射频信号，其能量越来越弱。由于本申请中主要是为了减小泄露的射频信号对接收通道中低噪声放大器的影响，因此主要关注双工器向低噪声放大器传输的射频信号即可。通过设置第二匹配网络进行移相，可以使得第一次传输的射频信号和第三次传输的射频信号为互为180°异相信号，以及使得第五次传输的射频信号和第七次传输的射频信号为互为180°异相信号。其原理是使得奇数次传输的射频信号中，每相邻的两次传输的射频信号互为180°异相信号，从而实现双工器向低噪声放大器传输的TX射频信号，相邻的两次传输信号形成波峰对波谷，使得这两次的传输信号相对于低噪声放大器形成抵消的效果。

本申请中的匹配网络还包括第一匹配网络，第一匹配网络设置于低噪声放大器与第二匹配网络之间，第一匹配网络用于调整低噪声放大器的输入阻抗，将低噪声放大器的输入阻抗调整至预设阻抗。该预设阻抗使得低噪声放大器的输入阻抗在接收灵敏度的最优点附近，换言之，将低噪声放大器的输入阻抗调至低噪声放大器噪声系数最小时的阻抗，该预设阻抗即为使低噪声放大器噪声系数最小的阻抗。通过调整低噪声放大器的输入阻抗至预设阻抗，有利于提升接收通道的接收灵敏度。

由于低噪声放大器的输入阻抗是在RX频段上的阻抗，而双工器对于RX频段的射频信号是直通状态，因此在未设置匹配网络时，低噪声放大器的输入阻抗为50Ohm，该阻抗在史密斯圆图中处于中心位置。在设置第一匹配网络和第二匹配网络后，由于第一匹配网络位于低噪声放大器与第二匹配网络之间，而第二匹配网络的作用相当于一个移相器，因此第二匹配网络不会改变第一匹配网络看向第二匹配网络的阻抗，也即，在设置第二匹配网络之前和之后，第一匹配网络看向第二匹配网络的阻抗都是50Ohm。

对于低噪声放大器来说，第一匹配网络是近端，第二匹配网络是远端，RX射频信号先通过第二匹配网络，再经过第一匹配网络到达低噪声放大器。经过第二匹配网络移相后的阻抗仍为50Ohm，然后经过第一匹配网络进行阻抗匹配，将阻抗调整至预设阻抗，使得接收通道保持较高的灵敏度。

需要说明的是，在进行匹配网络设计时，可以先根据要求设计第一匹配网络的结构，然后再根据移相的要求设计第二匹配网络的结构。需要说明的是，在设计第二匹配网络时，需要保证其具有调整射频信号的相位的功能，但不会改变第一匹配网络看向双工器的阻抗。

参考图5，图5为本申请实施例提供的一种射频传输电路中各位置的阻抗设计要求示意图。如图5所示，本申请实施例提供的射频传输电路在设置匹配网络后，需要满足将低噪声放大器的输入阻抗Γ_LNA调整至预设阻抗，以及需要将第一相位α和第二相位β调至互为补角。在设计第一匹配网络和第二匹配网络时，由于第二匹配网络为移相结构，不会对第一匹配网络与双工器之间的连接网络在RX频段的特征阻抗造成影响，因此，可以先设计第一匹配网络的结构。在设计第一匹配网络时，可以根据将低噪声放大器的输入阻抗Γ_LNA调整至预设阻抗这一要求来确定第一匹配网络的具体结构。

低噪声放大器的输入阻抗Γ_LNA是指：从a点向双工器看去的阻抗。输入阻抗Γ_LNA是指在RX频段上的阻抗。 a点位于低噪声放大器的输入端与第一匹配网络的第一端之间，第一匹配网络的第一端是指第一匹配网络与低噪声放大器相连的一端。低噪声放大器的输入阻抗是由低噪声放大器右端所有的电路决定的，参考图2，低噪声放大器右端所有的电路包括第一匹配网络、第二匹配网络、双工器、开关、天线和连接电路等，而除了第一匹配网络和第二匹配网络以外，其它器件的参数都是已知的，在设置第一匹配网络和第二匹配网络之前，低噪声放大器的输入阻抗一般射频传输线的阻抗（50Ohm）匹配。而第二匹配网络为移相结构，不会对射频传输线在RX频段的阻抗（50Ohm）产生影响，因此，可以根据预设阻抗和已知的电路网络的阻抗（低噪声放大器输入端除第一匹配网络以外其它所有器件所组成的电路网络），选择构成第一匹配网络的元件和具体的参数。

当确定第一匹配网络的具体结构后，可根据将第一相位和第二相位调至互为补角这一目标确定第二匹配网络的具体结构。如图5所示，第二匹配网络连接于第一匹配网络与双工器之间，预设点b位于第二匹配网络与双工器之间。RX滤波器与第二匹配网络相连的端口的源阻抗Γ_A是指从预设点b向双工器看去的阻抗，RX滤波器与第二匹配网络相连的端口的负载阻抗Γ_B是指从预设点b向低噪声放大器看去的阻抗。第一相位是指源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位，也即图5中的α，第二相位是指负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的相位，也即图5中的β。由于预设点b右侧的所有器件（如双工器中的RX滤波器）和连接电路的参数在设计射频传输电路时已经确定，因此源阻抗Γ_A也是一确定的参数，根据源阻抗的值也就可以确定第一相位α的具体大小。

而预设点b左侧的所有器件和射频集成电路除了匹配网络以外，其余器件的参数也是已知的，根据上述对第一匹配网络的介绍可知，可以通过预设阻抗计算出满足要求的第一匹配电路，在得到第一匹配电路的具体结构后，可以根据第一相位和第二相位互为补角这一目标，设计出相应的第二匹配电路。

由于第一相位和第二相位互为补角，本实施例中以补角为180°为例，在第一相位α确定的情况下，可知第二相位β=180°-α。根据上述分析可知，影响第二相位β的主要是第二匹配网络，因此，可以选取合适的器件和对应的参数，使得组成的第二匹配网络可以使得第二相位β满足β=180°-α。需要注意的是，在设置第二匹配网络时，需要确保第二匹配网络只是起到移相的作用，而不会对RX频段上第一匹配网络看向双工器的阻抗产生影响，从而避免对低噪声放大器的输入阻抗产生影响，导致低噪声放大器的输入阻抗无法调节到预设阻抗位置。

本申请实施例中，匹配网络主要由电感和电容等元件构成。参考图6，图6为本申请实施例提供的一种射频传输电路中匹配网络的结构示意图。如图6所示，匹配网络包括第一匹配网络和第二匹配网络。其中，第一匹配网络包括第一电感和第二电感，第一电感的第一端与低噪声放大器相连，第一电感的第二端与第二匹配网络相连。第二电感的第一端与第一电感的第二端相连，第二电感的第二端接地。第二匹配网络包括第一电容、第二电容和第三电感，其中，第三电感的第一端与第一匹配网络（第一电感的第二端）相连，第三电感的第二端与双工器（RX滤波器）相连，第一电容的第一端与第三电感的第一端相连，第一电容的第二端接地。第二电容的第一端与第三电感的第二端相连，第二电容的第二端接地。

本申请实施例中的第一匹配网络和第二匹配网络并不限于图6中所介绍的结构，图6只是示出了其中一种具体的结构。若第一匹配网络和第二匹配网络中有相同的两个元件（例如，电容或者电感），这两个元件处于串联或者并联状态，可以将这两个元件合并为一个，例如，可以将两个并联的电感合并为一个电感。下面对第一匹配网络可能的其它结构进行介绍。参考图7，图7为本申请实施例提供的一种射频传输电路中第一匹配电路的结构示意图，如图7所示，第一匹配网络可以如图7 中（a）所示，该第一匹配网路包括一电感L4，电感L4的第一端与低噪声放大器相连，电感L4的第二端与第二匹配网络相连。

第一匹配网络可以如图7 中（b）所示，该第一匹配网路包括传输线和电感L5，传输线的两端分别与低噪声放大器和第二匹配网络相连，电感L5的第一端与传输线相连，电感L5的第二端接地。

第一匹配网络可以如图7 中（c）所示，该第一匹配网路包括电感L6和电容C3，电感L6的第一端与低噪声放大器相连，电感L6的第二端与第二匹配网络相连，电容C3的第一端与电感L6的第二端相连，电容C3的第二端接地。第一匹配网络可以如图7 中（d）所示，将电感L6和电容C3和位置进行调换，具体的，电容C3的第一端与低噪声放大器相连，电容C3的第二端与第二匹配网络相连，电感L6的第一端与电容C3的第二端相连，电感L6的第二端接地。

下面对第二匹配网络可能的其它结构进行介绍。参考图8，图8为本申请实施例提供的一种射频传输电路中第二匹配电路的结构示意图，如图8所示，第二匹配网络可以如图8 中（a）所示，该第二匹配网路包括电感L7、电感L8和电容C4，其中，电容C4的第一端与第一匹配网络相连，电容C4的第二端与双工器（RX滤波器）相连，电感L7的第一端与电容C4的第一端相连，电感L7的第二端接地。电感L8的第一端与电容C4的第二端相连，电容C4的第二端接地。

第二匹配网络可以如图8 中（b）所示，该第二匹配网路包括电感L9、电感L10和电容C5，其中，电感L9的第一端与第一匹配网络相连，电感L9的第二端与电感L10的第一端相连，电感L10的第二端与双工器（RX滤波器）相连。电容C5的第一端与电感L9的第二端（或者电感L10的第一端）相连，电容C5的第二端接地。

第二匹配网络可以如图8 中（c）所示，该第二匹配网路包括电感L11、电容C6和电容C7，其中，电容C6的第一端与第一匹配网络相连，电容C6的第二端与电容C7的第一端相连，电容C7的第二端与双工器（RX滤波器）相连。电感L11的第一端与电容C6的第二端（或者电容C7的第一端）相连，电感L11的第二端接地。

图6、图7和图8中所介绍的结构仅仅是对第一匹配网络和第二匹配网络的具体结构进行了举例介绍，具体设置第一匹配网络和第二匹配网络时，在满足通过设置第一匹配网络和第二匹配网络，使得低噪声放大器的输入阻抗达到预设阻抗，且第一相位和第二相位互为补角的要求下，本领域技术人员可以将上述第一匹配网络和第二匹配网络进行自由匹配。此外，第一匹配网络和第二匹配网络也可以为其它形式的匹配结构，只要满足上述要求即可。

下面，对本申请实施例中设置有第一匹配网络和第二匹配网络的射频传输电路进行仿真分析，以FEMID Band1为例进行仿真。需要说明的是，本申请中主要对第二匹配网络的移相效果进行仿真，以分析泄露的TX射频信号对接收通道的影响。也即，可以通过设置第一匹配网络的参数，使得低噪声放大器的输入阻抗在接收通道的灵敏度最优点。

参考图9，图9为本申请实施例提供的一种射频传输电路的仿真电路结构图。如图9所示，图9中Term1是仿真射频传输电路中发射通道内的功率放大器，功率放大器左侧的是模拟双工器，Term2是仿真射频传输电路中的低噪声放大器，电感L1是仿真第一匹配网络，通过增加一个环形器，模拟没有反射信号的情况。详细参数参见图9。

参考图10，图10为本申请实施例提供的另一种射频传输电路的仿真电路结构图。如图10所示，图10中Term3是仿真射频传输电路中发射通道内的功率放大器，功率放大器左侧的是模拟双工器，Term4是仿真射频传输电路中的低噪声放大器，电感L2是仿真第一匹配网络，微带线TL1是仿真第二匹配电路，微带线的长度为X。参考图11，图11为本申请实施例提供的又一种射频传输电路的仿真电路结构图。如图11所示，图11中Term5是仿真射频传输电路中发射通道内的功率放大器，功率放大器左侧的是模拟双工器，Term6是仿真射频传输电路中的低噪声放大器，电感L3是仿真第一匹配网络，微带线TL2是仿真第二匹配电路，微带线的长度为Y。图11和图10的区别主要在于微带线的长度不同，通过调节微带线的长度来模拟第一相位和第二相位之间的变化。详细参数参见图10、图11。

具体的，可以通过调节微带线的长度为X，使得双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位与双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的相位之和为π+2 Kπ，以及，通过调节微带线的长度为Y，使得双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位与双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的相位之和为2 Kπ。

参考图12，图12为本申请实施例提供的一种仿真电路中双工器的源阻抗与双工器的负载阻抗在史密斯圆图中的示意图。根据图9所示的仿真电路图，可以测得双工器的源阻抗Γ_A，以及源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的位置。具体的检测方法为，将双工器右侧的电路替换为一个检测端口即可，检测方法属于常规技术，在此不作赘述。根据图10和图11所示的仿真电路图，可以测得双工器在不同匹配网络（通过调节微带线的长度）下的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的位置，以获得不同的第一相位和第二相位。同理，检测方法可以是，将第二匹配网络左侧的电路替换为一个检测端口。本申请实施例中，对第一相位和第二相位之和为π+2 Kπ，以及第一相位和第二相位之和为2 Kπ，这两种极值条件下，射频传输电路的隔离度进行仿真分析。其中，K为整数。

根据双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的位置，以及使得双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位与双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的相位之和为π+2 Kπ这两个条件，可以得出双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的位置。根据双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的位置，以及使得双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位与双工器的负载阻抗Γ_B`在史密斯圆图中的相位之和为2 Kπ这两个条件，可以得出双工器的负载阻抗Γ<sub>B</sub>`在史密斯圆图中的位置。双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的位置、双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的位置和双工器的负载阻抗Γ_B`在史密斯圆图中的位置具体如图12所示。

对图9、图10和图11所示的仿真电路进行隔离度分析。参考图13，图13为本申请实施例提供的一种仿真电路的隔离度示意图。如图13所示，对图9所示的仿真电路进行隔离度分析，可以得到功率放大器（Term1）与低噪声放大器（Term2）之间的隔离度曲线为图13中的S1。调节图10中微带线的长度X，使得双工器的负载阻抗为图12中所示的负载阻抗Γ_B，此时，对图10所示的仿真电路进行隔离度分析，得到功率放大器（Term3）与低噪声放大器（Term4）之间的隔离度曲线为图13中的S2。调节图11中微带线的长度Y，使得双工器的负载阻抗为图12中所示的负载阻抗Γ_B`，此时，对图11所示的仿真电路进行隔离度分析，得到功率放大器（Term5）与低噪声放大器（Term6）之间的隔离度曲线为图13中的S3。从图13中可以看出，当双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位与双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的相位之和为π+2 Kπ时，此时的隔离度（S2）最好。当双工器的源阻抗Γ_A在史密斯圆图中的相位与双工器的负载阻抗Γ_B在史密斯圆图中的相位之和为2 Kπ时，此时的隔离度（S3）最差，两者之间的隔离度相差约为10dB。

通过上述仿真分析可知，当第一相位与第二相位之和为π+2 Kπ时，隔离度最好，也即泄露的TX射频信号对接收通道的影响最小。当第一相位与第二相位之和为2 Kπ时，隔离度最差，泄露的TX射频信号对接收通道的影响最大。

在本申请另一实施例中，还可以通过取消低噪声放大器中用于匹配的反馈电感的方式，来提高接收通道的接收灵敏度。参考图14，图14为本申请实施例提供的一种射频传输电路中低噪声放大器的局部结构示意图。其中，图14中（a）示出了现有技术中低噪声放大器的局部结构，从图14的（a）中可以看出，低噪声放大器包括三极管/场效应管和电感，其中三极管/场效应管的发射极/源极通过电感进行接地。图14中（b）示出了本申请实施例中低噪声放大器的局部结构，从图14的（b）中可以看出，低噪声放大器包括三极管/场效应管和电感，其中三极管/场效应管的发射极/源极直接接地。此外，也可以将三极管/场效应管的发射极/源极通过一个预设反馈电感进行接地，预设反馈电感的电感值小于或等于预设电感值，该预设电感值是根据低噪声放大器的反射系数和噪声系数决定的。使得三极管/共源管的发射极/源极通过一个预设反馈电感进行接地，或者，通过取消用于匹配的反馈电感（相当于直接接地），可以在噪声系数无损失的情况下提高低噪声放大器输入端的反射系数，有利于提高从低噪声放大器反射回去的TX射频信号的强度，从而有利于利用上述所介绍的改变相位的方式，实现TX射频信号相互抵消的效果。此外，取消了低噪声放大器中的反馈电感，在进行硬件设计时，有利于节省芯片的面积。

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。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，本申请保护范围包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

以上对本申请所提供的一种射频传输电路及电子设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的传输电路及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

以上内容，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，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，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 (12)

1.一种射频传输电路，其特征在于，包括：

射频集成电路、双工器、低噪声放大器、匹配网络和天线，所述双工器分别与所述射频集成电路、低噪声放大器和所述天线相连，所述低噪声放大器与所述射频集成电路相连；

所述匹配网络包括相连的第一匹配网络和第二匹配网络，所述第一匹配网络还与所述低噪声放大器相连，所述第二匹配网络还与所述双工器相连；

所述第一匹配网络用于将所述低噪声放大器的输入阻抗调整至预设阻抗，所述第二匹配网络用于调整第一相位和第二相位之和为π+2 Kπ，其中，K为整数，所述预设阻抗与所述低噪声放大器的参数相关；

所述第一相位为预设点看向所述双工器的阻抗在史密斯圆图中的相位，所述第二相位为所述预设点看向所述低噪声放大器的阻抗在史密斯圆图中的相位，所述预设点位于所述第二匹配网络与所述双工器的连接线上。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一匹配网络为由电感和/或电容组成的匹配电路。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一匹配网络包括第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端与所述低噪声放大器相连，所述第一电感的第二端与所述第二匹配网络相连；

所述第二电感的第一端与所述第一电感的第二端相连，所述第二电感的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一匹配网络包括电感和电容；

所述电感的第一端与所述低噪声放大器相连，所述电感的第二端与所述第二匹配网络相连，所述电容的第一端与所述电感的第二端相连，所述电容的第二端接地；

或者，

所述电容的第一端与所述低噪声放大器相连，所述电容的第二端与所述第二匹配网络相连，所述电感的第一端与所述电容的第二端相连，所述电感的第二端接地。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一匹配网络包括传输线和电感，所述传输线的两端分别与所述低噪声放大器和所述第二匹配网络相连，所述电感的第一端与所述传输线相连，所述电感的第二端接地。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一匹配网络包括一电感，所述电感的第一端与所述低噪声放大器相连，所述电感的第二端与所述第二匹配网络相连。

7.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第二匹配网络为T型匹配网络或π型匹配网络，所述第二匹配网络为由电感和电容组成的匹配电路。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二匹配网络包括第一电容、第二电容和第三电感；

所述第三电感的第一端与所述第一匹配网络相连，所述第三电感的第二端与所述双工器相连，所述第一电容的第一端与所述第三电感的第一端相连，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第一端与所述第三电感的第二端相连，所述第二电容的第二端接地。

9.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二匹配网络包括一个电容和两个电感；

所述电容的第一端与所述第一匹配网络相连，所述电容的第二端与所述双工器相连，其中一个电感的第一端与所述电容的第一端相连，所述其中一个电感的第二端接地；另一个电感的第一端与所述电容的第二端相连，所述另一个电感的第二端接地；

或者，其中一个电感的第一端与所述第一匹配网络相连，所述其中一个电感的第二端与另一个电感的第一端相连，所述另一个电感的第二端与所述双工器相连，所述电容的第一端与所述其中一个电感的第二端相连，所述电容的第二端接地。

10.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二匹配网络包括一个电感和两个电容，

其中一个电容的第一端与所述第一匹配网络相连，所述其中一个电容的第二端与另一个电容的第一端相连，所述另一个电容的第二端与所述双工器相连，所述电感的第一端与所述其中一个电容的第二端相连，所述电感的第二端接地。

11.根据权利要求1至6任意一项所述的电路，其特征在于，所述低噪声放大器包括三极管，所述三极管的发射极通过预设反馈电感接地或者直接接地；

或者，所述低噪声放大器包括场效应管，所述场效应管的源极通过预设反馈电感接地或者直接接地；

使得所述低噪声放大器在噪声系数无损失的情况下，提高所述低噪声放大器输入端的反射系数。

12.一种电子设备，其特征在于，包括印制电路板和权利要求1至11任意一项所述的射频传输电路，所述射频传输电路设置于所述印制电路板上。

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