CN201937576U - 一种射频前端接收装置、发射装置及终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种射频前端接收装置、发射装置及终端，其中，射频前端接收装置，在天线到射频芯片之间，依次设有宽带前端滤波器，及与所述宽带前端滤波器串联的并联电路；所述并联电路中，窄带前端滤波器与导线并联，所述并联电路中邻近所述宽带前端滤波器一端设有用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的开关控制电路。本实用新型可以降低设计难度和成本，解决现有技术中窄带前端滤波器的设计指标要求较高；需要额外增加低噪放器件，提高了射频芯片的成本和面积等技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线领域中的射频前端接收装置、发射装置及终端。
背景技术
现有技术常见的终端芯片框架结构示意图如图1所示，包括前端滤波器、功放(PA)、射频芯片和基带芯片，其中，接收部分的射频芯片由图1上半部分的低噪放(LNA)、解调器、放大器(AMP)组成，发射部分的射频芯片由图1下半部分的放大器、调制器、滤波器组成；基带芯片包含模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)和数字基带部分。一般情况下，如果窄带频段的相邻频段为相同模式的频段，如频分双工模式(FDD)，时分双工模式(TDD)，终端射频前端部分可以只使用一种带宽较宽系统的前端滤波器。
但是，如图2所示，当该终端从系统带宽较宽的区域移动到其他运营商或地区同一频段的系统带宽较窄的区域时(如从20M系统带宽移动到10MHz系统带宽的区域)，且相邻频段为不同模式，考虑到FDD系统对于TDD系统的干扰，终端射频前端设计中须增加适用于该较窄系统带宽的滤波器，以滤除FDD频段的影响。
针对图2这种情况，传统的射频前端设计方法采用多个支持不同带宽的前端滤波器并联的结构，接收部分解调器之前的结构如图3所示，需要分别在射频前端和射频芯片中增加一个开关，指向所需带宽的前端滤波器，同时需要增加支持不同带宽的前端滤波器，此外射频芯片还要增加相应的低噪放器件(LNA)。发射部分功放之后的结构如图4所示，增加的开关指向所需带宽的前端滤波器，同时需要增加若干支持不同带宽的前端滤波器。
传统的射频前端设计方法，如图3和图4结构中，由于终端在较窄系统带宽下，信号只经过支持该较窄带宽的前端滤波器滤波，因此较窄带宽的前端滤波器的设计指标要求较高(其近端和远端的抑制要求都比较严格)，前端滤波器设计要求难度高；而且接收部分需要额外增加低噪放器件(LNA)，提高了射频芯片的成本和面积。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了降低设计难度和成本，提供一种射频前端接收装置、发射装置及终端。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种射频前端接收装置，在天线到射频芯片之间，依次设有宽带前端滤波器，及与所述宽带前端滤波器串联的并联电路；所述并联电路中，窄带前端滤波器与导线并联，所述并联电路中邻近所述宽带前端滤波器一端设有用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的开关控制电路。
优选地，所述开关控制电路可以包括用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的单刀多掷开关。
优选地，所述宽带前端滤波器为时分双工模式TDD的宽带频段滤波器或频分双工模式FDD的宽带频段前端滤波器，所述窄带前端滤波器可以为时分双工模式TDD的窄带频段滤波器或频分双工模式FDD的窄带频段前端滤波器。
优选地，所述并联电路中邻近所述射频芯片一端还可以设有与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路配合控制信号经过所述窄带前端滤波器或导线的另一开关控制电路。
优选地，邻近所述射频芯片的开关控制电路与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路为同位电路。
为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，提供了一种射频前端发射装置，在功放到天线之间，依次设有宽带前端滤波器，及与所述宽带前端滤波器串联的并联电路；
所述并联电路中，窄带前端滤波器与导线并联，所述并联电路中邻近所述宽带前端滤波器一端设有用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的开关控制电路。
优选地，所述开关控制电路可以包括用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的单刀多掷开关。
优选地，所述宽带前端滤波器为时分双工模式TDD的宽带频段滤波器或频分双工模式FDD的宽带频段前端滤波器，所述窄带前端滤波器可以为时分双工模式TDD的窄带频段滤波器；或频分双工模式FDD的窄带频段前端滤波器。
优选地，所述并联电路中邻近所述天线一端还可以设有与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路配合控制信号经过所述窄带前端滤波器或导线的另一开关控制电路。
优选地，邻近所述射频芯片的开关控制电路与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路为同位电路。
为了实现上述目的，根据本实用新型的再一个方面，提供了一种终端，包括上述任意一种射频前端接收装置、射频前端发射装置，或者两者的结合。
本实用新型提出了一种射频前端接收装置、射频前端发射装置及终端，通过设置串联的宽带前端滤波器及并联电路，当在宽带系统中，开关控制电路的控制信号不经过窄带前端滤波器，信号只经过宽带前端滤波器；当在窄带系统中且邻频为不同模式时，开关控制电路的控制信号经过并联电路中的其中一窄带前端滤波器，信号分别经过宽带前端滤波器和窄带前端滤波器。
本实用新型中，由于宽带前端滤波器已经对于远端杂散进行了足够的抑制，因此接收和发射装置中窄带前端滤波器的远端抑制能力要求可降低，从而降低了窄带前端滤波器的射频设计指标；另外，由于本实用新型接收和发射装置中与射频芯片串联，相对于现有技术的并联结构减少了射频芯片中的LNA的数量，因此降低了射频芯片的成本和面积。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术终端芯片框架结构示意图；
图2为终端移动到窄带区域且邻频为不同模式的示意图；
图3为现有技术多个支持不同带宽的接收部分射频前端结构示意图；
图4为现有技术多个支持不同带宽的发射部分射频前端结构示意图
图5为本实用新型射频前端接收装置实施例一结构示意图；
图6为本实用新型射频前端接收装置实施例二结构示意图；
图7为本实用新型射频前端接收装置实施例三结构示意图；
图8为本实用新型射频前端发射装置实施例一结构示意图；
图9为本实用新型射频前端发射装置实施例二结构示意图；
图10为本实用新型射频前端发射装置实施例三结构示意图。
具体实施方式
图5为本实用新型射频前端接收装置实施例一结构示意图。如图5所示，本实施例的射频前端接收装置包括：宽带前端滤波器，如图5所示，宽带前端滤波一端与天线相连，另一端与并联电路串联；并联电路中，N个并联的窄带前端滤波器(N≥1)，每一窄带前端滤波器均与一传输信号的导线并联，并且并联电路中邻近宽带前端滤波器一端设有一开关控制电路，该开关控制电路用于控制信号经过导线或者其中一个窄带前端滤波器。
下面介绍下本实用新型射频前端接收装置的工作过程：当处于带宽较宽的TDD系统中(例如20MHz)，开关控制电路控制信号指向图5所示的A点，即天线接收到的信号经过宽带前端滤波器滤波后直连到接收机的射频芯片；当处于某一带宽较窄的系统中(例如10MHz)且邻频仍为TDD系统时，开关控制电路控制信号指向图5所示的A点，射频前端接收部分的设计可以共用宽带前端滤波器；当处于某一带宽较窄的系统中(例如10MHz)且邻频为FDD系统时，开关控制电路控制信号指向图5所示的B至K中其中一点，宽带前端滤波器与支持某一较窄带宽的窄带前端滤波器串联，即天线接收到的信号首先经过宽带前端滤波器进行滤波，然后再经过所需窄带前端滤波器进一步滤波后，最后将经过两次滤波的信号连接到射频芯片。
本领域技术人员应了解，本实用新型不仅适用TDD系统，如图2所示，从TD-LTE系统带宽较宽的区域移动到其他运营商或地区同一频段的系统带宽较窄的区域(如TD-LTE客户漫游到其他国家或运营商，且漫游地TD-LTE分配频谱带宽较窄)，且邻带是FDD的情况；而且适用从FDD带宽较宽的区域移动到其他运营商或地区同一频段的系统带宽较窄的区域(如CDMA客户漫游到其他国家或运营商，且漫游地CDMA分配频谱带宽较窄)，且邻带是TDD的情况，只要是从一种模式的宽带系统到窄带系统，且邻频为另一种模式系统时，为了避免干扰，均可适用本实用新型。
本实用新型的有益效果：由于宽带前端滤波器已经对于远端杂散进行了足够的抑制，因此窄带前端滤波器的远端抑制能力要求可降低，从而降低了窄带前端滤波器的射频设计指标；另外，相对于现有技术的并联结构减少了射频芯片中的LNA的数量(支持越多的系统带宽，相应LNA器件的减少数量就越多)，因此降低了射频芯片的成本和面积。
本领域技术人员应了解，窄带前端滤波器可以根据所需支持带宽的情况进行配置，例如TD-LTE系统可以配置为15/10/5/1.4MHz；WCDMA系统可以配置5MHz，FDD-LTE系统可以配置为15/10/5/1.4MHz，也可以根据支持带宽的数量增加并联电路相应的窄带前端滤波器支路数量。
图6为本实用新型射频前端接收装置实施例二结构示意图。图7为本实用新型射频前端接收装置实施例三结构示意图。图6为并联电路只并联一个窄带前端滤波器的情况，图7为导线与N个窄带前端滤波器并联的情况。如图6所示，开关控制电路为一单刀双掷开关，而图7中的开关控制电路为一单刀多掷开关，单刀多掷开关的控制支路的条数等于所有窄带前端滤波器的个数加1(导线支路)。
如图6和图7所示，并联电路中邻近射频芯片一端还可以设有另一开关控制电路，且可以与邻近宽带前端滤波器的开关控制电路为同位电路。本领域技术人员应了解，本文所指的同位电路是指射频前端和射频芯片开关根据系统工作带宽指向同一前端滤波器，如图6和图7所示，邻近宽带前端滤波器的边开关控制电路的开关打到哪里，远离宽带前端滤波器的开关控制电路的这一组开关也打到哪里，两者同位从而保证同一路前端滤波器贯通。
图8为本实用新型射频前端发射装置实施例一结构示意图，如图8所示，本实施例的射频前端发射装置包括：宽带前端滤波器，如图8所示，宽带前端滤波一端与功放相连，另一端与并联电路串联；并联电路中，N个并联的窄带前端滤波器(N≥1)，每一窄带前端滤波器均与用于传输信号的导线并联，并且并联电路中邻近宽带前端滤波器一端设有开关控制电路，该开关控制电路用于控制信号经过导线或者其中一个窄带前端滤波器。
下面介绍下本实用新型射频前端发射装置的工作过程：当处于带宽较宽的TDD系统中(例如20MHz)，开关控制电路控制信号指向图8所示的A点，即经过功放的信号经过宽带前端滤波器滤波后直连到天线进行发射；当处于某一带宽较窄的系统中(例如10MHz)且邻频仍为TDD系统时，开关控制电路控制信号指向图8所示的A点，射频前端发射部分的设计可以共用宽带前端滤波器；当处于某一带宽较窄的系统中(例如10MHz)且邻频为FDD系统时，开关控制电路控制信号指向图8所示的B至K中其中一点，宽带前端滤波器与支持某一较窄带宽的窄带前端滤波器串联，即经过功放的信号首先经过宽带前端滤波器进行滤波，然后再经过所需窄带前端滤波器进一步滤波后，最后将经过两次滤波的信号发送到天线进行发射。
图9为本实用新型射频前端发射装置实施例二结构示意图。图10为本实用新型射频前端发射装置实施例三结构示意图。图9为并联电路只并联一个窄带前端滤波器的情况，图10为导线与N个窄带前端滤波器并联的情况。如图9所示，开关控制电路为一单刀双掷开关，而图10中的开关控制电路为一单刀多掷开关，单刀多掷开关的控制支路的条数等于所有窄带前端滤波器的个数加1(导线支路)。如图9和图10所示，并联电路中邻近射频芯片一端还可以设有另一开关控制电路，且可以与邻近宽带前端滤波器的开关控制电路同位。
本领域技术人员应了解，本实用新型的射频前端接收或发射装置，其核心器件为串联连接的宽带滤波器及并联电路，区别只是接收装置位于天线和射频芯片之间，发射装置位于功放和天线之间，图5-图7对于适用范围以及窄带前端滤波器的配置等同样适用发射装置。
本实用新型还要求保护一种包括上述图5-图7任一射频前端接收装置的终端，或者图8-图10任意一种射频前端发射装置的终端，或者两者的任意结合，由于其他部分可以采用现有技术终端的内部结构，而图5-图10已经比较清楚的示出了接收和发射装置的结构，因此，不再对本实用新型的终端重新画图。
本实用新型保护的终端可以应用于支持多个TD-LTE带宽的场景；TD-LTE终端为了在系统带宽较窄且邻近FDD频谱的环境下正常工作，根据本实用新型仅需在终端增加开关控制电路和串联滤波器，并且滤波器的串联结构使得设计复杂度降低以及减小射频芯片的成本。当然也适用于支持多个CDMA带宽的场景，可以实现CDMA终端为了在系统带宽较窄且邻近TDD频谱的环境下正常工作。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种射频前端接收装置，其特征在于，在天线到射频芯片之间，依次设有宽带前端滤波器，及与所述宽带前端滤波器串联的并联电路；
所述并联电路中，窄带前端滤波器与导线并联，所述并联电路中邻近所述宽带前端滤波器一端设有用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的开关控制电路。
2.根据权利要求1所述的射频前端接收装置，其特征在于，所述开关控制电路包括用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的单刀多掷开关。
3.根据权利要求1所述的射频前端接收装置，其特征在于，所述宽带前端滤波器为时分双工模式TDD的宽带频段滤波器或频分双工模式FDD的宽带频段前端滤波器，所述窄带前端滤波器为时分双工模式TDD的窄带频段滤波器或频分双工模式FDD的窄带频段前端滤波器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的射频前端接收装置，其特征在于，所述并联电路中邻近所述射频芯片一端还设有与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路配合控制信号经过所述窄带前端滤波器或导线的另一开关控制电路。
5.根据权利要求4所述的射频前端接收装置，其特征在于，邻近所述射频芯片的开关控制电路与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路为同位电路。
6.一种射频前端发射装置，其特征在于，在功放到天线之间，依次设有宽带前端滤波器，及与所述宽带前端滤波器串联的并联电路；
所述并联电路中，窄带前端滤波器与导线并联，所述并联电路中邻近所述宽带前端滤波器一端设有用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的开关控制电路。
7.根据权利要求6所述的射频前端发射装置，其特征在于，所述开关控制电路包括用于控制信号经过所述窄带前端滤波器或所述导线的单刀多掷开关。
8.根据权利要求6所述的射频前端发射装置，其特征在于，所述宽带前端滤波器为时分双工模式TDD的宽带频段滤波器或频分双工模式FDD的宽带频段前端滤波器，所述窄带前端滤波器为时分双工模式TDD的窄带频段滤波器或频分双工模式FDD的窄带频段前端滤波器。
9.根据权利要求6-8任一项所述的射频前端发射装置，其特征在于，所述并联电路中邻近所述天线一端还设有与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路配合控制信号经过所述窄带前端滤波器或导线的另一开关控制电路。
10.根据权利要求9所述的射频前端发射装置，其特征在于，邻近所述射频芯片的开关控制电路与邻近所述宽带前端滤波器的开关控制电路为同位电路。
11.一种终端，其特征在于，包括上述权利要求1-5任意一项所述的射频前端接收装置。
12.一种终端，其特征在于，包括上述权利要求6-10任一项所述的射频前端发射装置。
13.一种终端，其特征在于，包括上述权利要求1-5任意一项所述的射频前端接收装置，以及权利要求6-10任一项所述的射频前端发射装置，所述射频前端接收装置与所述射频前端发射装置中间通过串联的射频芯片和基带芯片进行连接。
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| CN2011200414140U CN201937576U (zh) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | 一种射频前端接收装置、发射装置及终端 |
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| CN102647200A (zh) * | 2011-02-18 | 2012-08-22 | 中国移动通信集团公司 | 一种射频前端接收装置、发射装置及终端 |
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