CN116938429A - 多工器、射频设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种多工器，其包括：一个第一端口；多个第二端口；射频开关，其包括一个公共端和多个输入输出IO端，所述公共端连接所述第一端口；所述射频开关用于独立控制各所述IO端与所述公共端是否导通；多个滤波器，每个所述滤波器连接在一个所述第二端口与一个所述IO端之间。本公开还提供了一种射频设备。本公开的多工器中设有射频开关，射频开关能保证其各IO端间隔离度高，故与各IO端连接的滤波器间的隔离度高，从而可在较大范围内选择成熟的器件，使多工器的结构简单，成本低；同时，射频开关可独立控制各第二端口与第一端口的导通情况，选择多工器中实际起作用的通路，使多工器的功能“可选”，通用性好。

Description

多工器、射频设备
技术领域
本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种多工器、射频设备。
背景技术
多工器(包括双工器)是一种多端口组合分路装置，用于将多个端口与另一个端口连接，从而实现多路(2路或以上)射频信号的同步传输。
但在一些相关技术中，多工器的结构复杂、成本高。
发明内容
本公开提供一种多工器、射频设备。
第一方面，本公开实施例提供一种多工器，其包括：
一个第一端口；
多个第二端口；
射频开关，其包括一个公共端和多个输入输出IO端，所述公共端连接所述第一端口；所述射频开关用于独立控制各所述IO端与所述公共端是否导通；
多个滤波器，每个所述滤波器连接在一个所述第二端口与一个所述IO端之间。
在一些实施例中，所述射频开关为具有多路导通Multi-on功能的射频开关。
在一些实施例中，所述滤波器包括单路滤波器。
在一些实施例中，至少一个所述滤波器为单向滤波器；
至少一个所述单向滤波器的第一端与一个所述IO端连接，第二端与一个所述第二端口连接；所述单向滤波器用于对来自所述IO端的射频信号进行滤波，将其中预定频率范围的射频信号输出至所述第二端口；
和/或，
至少一个所述单向滤波器的第一端与一个所述第二端口连接，第二端与一个所述IO端连接；所述单向滤波器用于对来自所述第二端口的射频信号进行滤波，将其中预定频率范围的射频信号输出至所述IO端。
在一些实施例中，至少一个所述滤波器为双向滤波器；每个所述双向滤波器的第一端与一个所述IO端连接，第二端与一个所述第二端口连接。
在一些实施例中，所述滤波器包括声表面波SAW滤波器、体声波BAW滤波器、薄膜腔声谐振FBAR滤波器、低温共烧陶瓷LTCC滤波器中的至少一种。
在一些实施例中，所述滤波器符合时分双工TDD制式、频分双工FDD制式中的至少一种。
在一些实施例中，每个所述滤波器用于在滤波后输出预定频率范围的射频信号；
不同所述滤波器的所述预定频率范围是相同或不同的。
第二方面，本公开实施例提供一种射频设备，其包括：
本公开实施例的任意一种多工器。
在一些实施例中，所述射频设备为通信终端。
本公开实施例的多工器中设有一个多刀的射频开关，而射频开关本身就具有保证其各IO端间隔离度高的能力，由此，与各IO端连接的滤波器间本身的隔离度就较高，不容易产生相互干扰(例如各滤波器间的二次谐波干扰较小)，从而各滤波器采用常规的设计也可保证高隔离度，可在较大范围内选择成熟的器件，最终使多工器的结构简单，成本低；同时，射频开关还可独立的控制各第二端口与第一端口的导通情况，也就是选择多工器中实际起作用的通路的个数、功能(如通路对应的频率范围、射频信号传输方向)等，也就是多工器的功能是“可选”的，通用性好。
附图说明
在本公开实施例的附图中：
图1为本公开实施例提供的一种多工器的组成框图；
图2为本公开实施例提供的另一种多工器的组成框图；
图3为本公开实施例提供的再一种多工器中部分电路结构和射频信号传输的示意图；
图4为本公开实施例提供的一种射频设备的组成框图；
图5为本公开实施例提供的另一种射频设备的组成框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开实施例提供的多工器、射频设备进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述本公开，但是所示的实施例可以以不同形式来体现，且本公开不应当被解释为限于以下阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
本公开实施例的附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与详细实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细实施例进行描述，以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见。
本公开可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。
在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
除非另外限定，否则本公开所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本公开明确如此限定。
本公开不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不是旨在限制性的。
多工器是一种多端口组合分路装置，用于将多个端口(第二端口)与另一个端口(第一端口)连接，从而实现多路(2路或以上)射频信号的同步传输。
例如，多工器可用于在射频设备中将射频处理电路(用于处理射频信号)的多个子电路的接头与天线(用于接收、发送射频信号)连接。
在一些相关技术中，多工器中的每个通路实际是通过一个滤波器实现的，而由于多个滤波器要设于多工器设备的较小空间内，故各滤波器之间很容易产生相互干扰。
因此，为了实现各滤波器间的高隔离度，会导致多工器设计和器件选择困难，结构复杂，成本高。
第一方面，本公开实施例提供一种多工器。
参照图1、图2，本公开实施例的多工器包括：
一个第一端口；
多个第二端口；
射频开关，其包括一个公共端和多个输入输出IO端，公共端连接第一端口；射频开关用于独立控制各IO端与公共端是否导通；
多个滤波器，每个滤波器连接在一个第二端口与一个IO端之间。
本公开实施例的多工器包括一个第一端口(单端)和多个第二端口(多端)，其用于实现多个第二端口与该第一端口间的连接，也就是实现多路射频信号(每个第二端口对应一路射频信号)的同步传输。
参照图1、图2，本公开实施例的多工器中还包括一个射频开关，该射频开关具有多个IO端(输入/输出端)和一个公共端，并能够独立的控制各IO端与该公共端是导通或是关断，即，射频开关的每个IO端与公共端间的连接状态是独立的，不受其它IO端与公共端间的连接状态的影响。同时，射频开关的公共端连接多工器的第一端口，而其每个IO端则通过一个滤波器连接多工器的一个第二端口，由此，每个滤波器构成一个通路，并能对通路中的射频信号进行滤波，而多工器的第一端口则是通过该射频开关与各通路连接的。
应当理解，每个滤波器是用于进行一定频率范围的滤波的(即滤除特定频率范围的杂波，而允许特定频率范围的波通过)，而本公开实施例的多工器中，每个滤波器对应的频率范围是根据进入相应通路的射频信号的频率范围预先设定的，且各滤波器对应的频率范围可以相同，也可以不同。
本公开实施例的多工器中设有一个多刀的射频开关，而射频开关本身就具有保证其各IO端间隔离度高的能力，由此，与各IO端连接的滤波器间本身的隔离度就较高，不容易产生相互干扰(例如各滤波器间的二次谐波干扰较小)，从而各滤波器采用常规的设计也可保证高隔离度，可在较大范围内选择成熟的器件，最终使多工器的结构简单，成本低；同时，射频开关还可独立的控制各第二端口与第一端口的导通情况，也就是选择多工器中实际起作用的通路的个数、功能(如通路对应的频率范围、射频信号传输方向)等，也就是多工器的功能是“可选”的，通用性好。
在一些实施例中，第二端口的个数为2个；滤波器的个数为2个。
作为本公开实施例的一种方式，参照图2，多工器中可有且只有2个通路(即第二端口、滤波器的数个均可为2个)，故其也可称为“双工器”。双工器是多工器的一种常用形式，其可用于将射频处理电路中的发射子电路(用于提供待发射的射频信号的子电路)和接收子电路(用于处理接收到的射频信号的子电路)与天线连接等场景。
在一些实施例中，第二端口的个数大于或等于3个；滤波器的个数大于或等于3个。
作为本公开实施例的一种方式，参照图1，多工器中也可有3个或更多的通路(即第二端口、滤波器的数个均可为3个或更多)，从而，多工器具体可为“三工器”、“四工器”等形式。
应当理解，当射频开关中部分IO端与公共端间的连接关断时，多工器中实际其作用的通路的个数就会减少，由此，多工器整体实际实现的功能就会不同。
例如，若在某时刻，多工器(如双工器)中实际仅有一条通路导通，则在功能上其实际相当于单独的滤波电路；再如，若在某时刻，三工器中实际仅有两条通路导通，则在功能上其实际相当于双工器。
应当理解，在不同时刻，射频开关中的IO端与公共端间的具体导通状况，可根据当时具体应用环境的需求选择，在此不再详细描述。
在一些实施例中，射频开关为具有多路导通Multi-on功能的射频开关。
作为本公开实施例的一种方式，射频开关可具有“Multi-on(多路导通)”功能，Multi-on功能是射频开关的一种已有功能，其可在保证较高隔离度的情况下，实现射频开关的多个IO端与公共端间的同时导通。
在一些实施例中，滤波器包括单路滤波器。
作为本公开实施例的一种方式，由于每个通路中的滤波器实际只用处理一路射频信号，故其可采用单路滤波器。
在一些实施例中，至少一个滤波器为单向滤波器；
至少一个单向滤波器的第一端与一个IO端连接，第二端与一个第二端口连接；单向滤波器用于对来自IO端的射频信号进行滤波，将其中预定频率范围的射频信号输出至第二端口；
和/或，
至少一个单向滤波器的第一端与一个第二端口连接，第二端与一个IO端连接；单向滤波器用于对来自第二端口的射频信号进行滤波，将其中预定频率范围的射频信号输出至IO端。
在一些实施例中，至少一个滤波器为双向滤波器；每个双向滤波器的第一端与一个IO端连接，第二端与一个第二端口连接。
根据每个通路需求的不同，本公开实施例的每个通路中的滤波器可采用单向滤波器，也可采用双向滤波器。
其中，对单向滤波器，其第一端(输入端)可连接IO端，第二端(输出端)则连接第二端口，从而该单向滤波器可对来自IO端的射频信号进行预定频率范围的滤波，将滤波后的射频信号输出至第二端口，以从第二端口输出到多工器外。或者，单向滤波器的第一端(输入端)也可连接第二端口，第二端(输出端)则连接IO端，从而该单向滤波器可对来自第二端口的射频信号进行预定频率范围的滤波，将滤波后的射频信号输出至IO端，以从IO端输出到多工器外。
即，采用单向滤波器的通路也是“单向”的，只有当其特定端(滤波器的第一端)有射频信号输入时，才能从另一端输出滤波后的射频信号。
而双向滤波器的第一端连接IP端，第二端连接第二端口。对双向滤波器，其任意一端(第一端或第二端)有射频信号输入时，该端就是输入端，而另一端就是输出端(双向滤波器的第一端和第二端是相对的)，由此，双向滤波器可对从两端来的射频信号分别进行预定频率范围的滤波。
即，采用双向滤波器的通路也是“双向”的，其任意端有射频信号输入时，都能从另一端输出滤波后的预定频率范围的射频信号。
也就是说，多工器的不同通路中射频信号的传输方向可以是不同的，有的通路可以是从第二端口输入射频信号，有的通路可以是从第二端口输出射频信号，还有的通路可以是分时的从第二端口输入射频信号/输出射频信号，因此，多工器的第一端口、第二端口与输入端、输出端等并无必然的对应关系。
在一些实施例中，每个滤波器用于在滤波后输出预定频率范围的射频信号；不同滤波器的预定频率范围是相同或不同的。
可见，不同通路的滤波器是相互独立的，故不同通路的滤波器对应的“预定频率范围”可以是相同的，也可以是不同的。而且，对双向滤波器，其对从不同端输入的射频信号进行的滤波(第一滤波和第二滤波)，可以是对应相同预定频率范围的，也可以是对应不同预定频率范围的。
在一些实施例中，滤波器包括声表面波SAW滤波器、体声波BAW滤波器、薄膜腔声谐振FBAR滤波器、低温共烧陶瓷LTCC滤波器中的至少一种。
本公开实施例的多工器中，由于各滤波器之间本身的隔离度即较高，故可根据需要选择采用各种已知形式的滤波器。例如，本公开实施例中的滤波器可选自SAW(SurfaceAcoustic Wave)滤波器、BAW(Bulk Acoustic Wave)滤波器、FBAR(Film Bulk AcousticResonator)滤波器、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)滤波器等形式，在此不再详细描述。
示例性的，在一些相关技术中，通信技术(如长期演进LTE通信技术)中用的射频信号频率范围通常在600MHz至2700MHz之间，且其中有大量的工作频段，其中，若通路对应低频场景、中频场景则可选用SAW滤波器，而若通路对应中频场景、高频场景则可选用BAW滤波器、FBAR滤波器等。
在一些实施例中，滤波器符合时分双工TDD制式、频分双工FDD制式中的至少一种。
本公开实施例的多工器中，可采用TDD(Time Division Duplexing)制式的滤波器(进一步为符合TDD制式的双向滤波器)，也可采用FDD(Frequency Division Duplexing)制式的滤波器(进一步为符合FDD制式的单向滤波器)。
应当理解，本公开实施例的多工器中使用的滤波器的具体形式也不限于以上的描述，只要其能实现相应通路的滤波要求即可。
示例性的，参照图3，其示出了本公开实施例的一种具体的多工器中的部分电路结构和射频信号的传输情况。本公开实施例的多工器具体是有3个通路的三工器，其中，包括3个滤波器(filter-1滤波器、filter-2滤波器、filter-2滤波器)和三个第二端口(图中未示出)，而该3个滤波器分别与射频开关的3个IO端(IO-1端、IO-2端、IO-3端)连接。
具体的，连接IO-1端的是filter-1滤波器，其是用于向IO-1端输入射频信号的单向滤波器；而连接IO-2端的是filter-2滤波器，其是用于接收IO-2端输出的射频信号的单向滤波器；而连接IO-3端的则是filter-3滤波器，其是既可用于向IO-3端输入射频信号，也可用于接收IO-3端输出的射频信号的双向滤波器(进一步为符合TDD制式的双向滤波器)。
由此，本公开实施例的三工器中的通路具体包括以下三个发射通路：
发射通路，即Filter-1滤波器所在的通路，其用于接收频率范围为F(1`)的射频信号(如射频芯片输出的射频信号)，该射频信号经Filter-1滤波器滤除杂波后送入射频开关的IO-1端，再经过射频开关之后从第一端口(图中未示出)输出频率范围为F(1`)的射频信号，具体可以是输入至天线发射，也可以是进行下一步的射频信号处理。
接收通路，即Filter-2滤波器所在的通路，当射频开关的公共端接收到的频率范围为F(1,2，～，n)的射频信号时，将其经IO-2端送入Filter-2滤波器进行滤除杂波，并最终将频率范围为F(2)的射频信号输出至射频处理电路(如射频芯片)进行后续处理。
接收/发射通路，即Filter-3滤波器所在的通路，如前，Filter-3滤波器是符合TDD制式的双向滤波器，从而可保证发射/接收共用一个通路，也就是使接收工作流程(即将频率范围为F(n`)的射频信号转变为频率范围为F(n)的射频信号并从第一端口输出)、发射工作流程分(即频率范围为F(1,2，～，n)的射频信号转变为频率范围为F(n)的射频信号并从第二端口输出)分时的运行，其具体过程分别与以上发射通路、接收通路单独的工作过程对应，故在此不再详细描述。
第二方面，参照图4，本公开实施例提供一种射频设备，其包括：
本公开实施例的任意一种多工器。
本公开实施例的射频设备是指具有射频通信功能的设备，且其中包括以上的多工器。
具体的，参照图5，本公开实施例的射频设备还可包括用于处理射频信号的射频处理电路(如射频芯片)，以及用于接收和/或发送射频信号的天线，而以上多工器可连接在射频处理电路和天线之间。
在一些实施例中，射频设备为通信终端。
作为本公开实施例的一种方式，射频设备可为通信终端，即具有通信功能的终端设备，如手机、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、智能电视、物联网(IoT，Internet ofThings)终端等。
应当理解，本公开实施例的射频设备的具体形式不限于此，例如其也可为基站中用的设备等。
本公开已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (10)

1.一种多工器，其包括：
一个第一端口；
多个第二端口；
射频开关，其包括一个公共端和多个输入输出IO端，所述公共端连接所述第一端口；所述射频开关用于独立控制各所述IO端与所述公共端是否导通；
多个滤波器，每个所述滤波器连接在一个所述第二端口与一个所述IO端之间。
2.根据权利要求1所述的多工器，其中，
所述射频开关为具有多路导通Multi-on功能的射频开关。
3.根据权利要求1所述的多工器，其中，
所述滤波器包括单路滤波器。
4.根据权利要求1所述的多工器，其中，至少一个所述滤波器为单向滤波器；
至少一个所述单向滤波器的第一端与一个所述IO端连接，第二端与一个所述第二端口连接；所述单向滤波器用于对来自所述IO端的射频信号进行滤波，将其中预定频率范围的射频信号输出至所述第二端口；
和/或，
至少一个所述单向滤波器的第一端与一个所述第二端口连接，第二端与一个所述IO端连接；所述单向滤波器用于对来自所述第二端口的射频信号进行滤波，将其中预定频率范围的射频信号输出至所述IO端。
5.根据权利要求1所述的多工器，其中，
至少一个所述滤波器为双向滤波器；每个所述双向滤波器的第一端与一个所述IO端连接，第二端与一个所述第二端口连接。
6.根据权利要求1所述的多工器，其中，
所述滤波器包括声表面波SAW滤波器、体声波BAW滤波器、薄膜腔声谐振FBAR滤波器、低温共烧陶瓷LTCC滤波器中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的多工器，其中，
所述滤波器符合时分双工TDD制式、频分双工FDD制式中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的多工器，其中，
每个所述滤波器用于在滤波后输出预定频率范围的射频信号；
不同所述滤波器的所述预定频率范围是相同或不同的。
9.一种射频设备，其包括：
权利要求1至8中任意一项所述的多工器。
10.根据权利要求9所述的射频设备，其中，
所述射频设备为通信终端。
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