CN205725742U - 一种载波聚合电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信领域，公开了一种载波聚合电路及电子设备。该载波聚合电路包括：至少两个双工器及至少一个开关；双工器具有发射端、接收端及公共端；任意两个双工器的公共端之间通过开关连接；开关具有三个触点，分别为：定触点、第一动触点、第二动触点；载波聚合电路具有至少两个公共端；定触点与双工器的公共端相连；第一动触点、第二动触点分别与载波聚合电路的一个公共端相连。本实用新型实施方式相对于现有技术而言，利用多个双工器及开关代替现有技术载波聚合电路中的多工器来实现多个频段的上下行信号的分离，既减少了多工器对相关频段的发射和接收性能的影响，提升了整机的性能，也节省了摆件空间、降低了成本。

Description

一种载波聚合电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及通信领域，特别涉及一种载波聚合电路及电子设备。

背景技术

在通用移动通信技术的长期演进(Long Term Evolution,简称“LTE”)中，为了提高传输速率，采用了载波聚合(Carrier Aggregation,简称“CA”)的技术。载波聚合分频段内载波聚合和频段间载波聚合，例如，LTE B1频段内的2个或2个以上载波聚合在一起使用，就称为频段内载波聚合；而B1和B3的载波聚合在一起使用，则称为频段间载波聚合。LTE的最大带宽是20M，而通过载波聚合，则可使带宽大于20M，例如，将2个20M载波聚合在一起时，传输带宽可达40M，极大地提高了LTE的传输速率。

而在频段间载波聚合中，为了分离多个频段的上下行信号，则需要使用多工器(如四工器、六工器)，以2个频段间的载波聚合为例，为了分离两个频段的上下行信号，需要使用四工器(如图1所示)，但多工器在使用过程中差损较大，因此不管终端是否工作在CA模式，相关频段的发射和接收性能都会受到影响，且由于多工器需要分离多个频段的上下行信号，因此多工器的体积、损耗均比较大，成本也比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种载波聚合电路及电子设备，使得频段间的载波取聚合电路在不使用多工器(如四工器、六工器等)的情况下，仍可以分离多个频段的上下行信号，提升相关频段的发射和接收性能。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种载波聚合电路。该载波聚合电路包括：至少两个双工器及至少一个开关；双工器具有发射端、接收端及公共端；任意两个双工器的公共端之间通过开关连接；开关具有三个触点，分别为：定触点、第一动触点、第二动触点；载波聚合电路具有至少两个公共端；定触点与双工器的公共端相连；第一动触点、第二动触点分别与载波聚合电路的一个公共端相连。

本实用新型的实施方式还提供了一种电子设备。该电子设备包括如上所述的载波聚合电路。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，利用多个双工器及开关(如单刀双掷高频开关)代替现有技术载波聚合电路中的多工器(如四工器、六工器等)来实现多个频段的上下行信号的分离，既减少了多工器对相关频段的发射和接收性能的影响，提升了整机的性能，也节省了摆件空间、降低了成本。

进一步地，载波聚合电路具有两个双工器及一个开关；两个双工器分别为：第一双工器、第二双工器；载波聚合电路具有两个公共端，分别为：第一公共端、第二公共端；开关的定触点与第一双工器的公共端相连；开关的第一动触点与第一公共端相连；开关的第二动触点分别与第二公共端、第二双工器的公共端相连。用两个双工器及一个开关代替了现有技术载波聚合电路中的四工器，有利于减少四工器对相关频段的发射和接收性能的影响，降低成本。

进一步地，载波聚合电路具有三个双工器，分别为：第一双工器、第二双工器、第三双工器；载波聚合电路具有两个开关，分别为：第一开关、第二开关；载波聚合电路具有三个公共端，分别为：第一公共端、第二公共端、第三公共端；第一开关的定触点与第一双工器的公共端相连；第一开关的第一动触点与第一公共端相连；第一开关的第二动触点分别与第二公共端、第二双工器的公共端、第二开关的第二动触点相连；第二开关的第一动触点与第三公共端相连；第二开关的定触点与第三双工器的公共端相连。用三个双工器及两个开关代替了现有技术载波聚合电路中的六工器，有利于减少六工器对相关频段的发射和接收性能的影响，降低成本。

进一步地，载波聚合电路还具有第三开关及第四公共端；第三开关的定触点与第二双工器的公共端相连；第三开关的第一动触点与第四公共端相连；第三开关的第二动触点分别与第二公共端、第一开关的第二动触点及第二开关的第二动触点相连，有利于实现三个频段任意组合间的载波聚合。

进一步地，双工器的公共端跟与其相连的开关的触点之间的距离小于预设值，有利于提高相关频段发射和接收的性能。

进一步地，载波聚合电路具有至少两个开关；开关之间的连线距离小于预设值，有利于减少开关管脚之间的寄生影响。

进一步地，双工器的公共端与开关之间、及开关与载波聚合电路的公共端之间均设有匹配电路。

进一步地，电子设备还包括：中央处理器CPU；CPU通过输出控制信号到开关来控制开关的导通与闭合。

进一地地，电子设备为手机。

附图说明

图1是根据现有技术的四工器的结构示意图；

图2是根据现有技术的双工器的结构示意图；

图3是根据本实用新型第一实施方式的载波聚合电路的结构示意图；

图4是根据本实用新型第二实施方式的载波聚合电路的结构示意图；

图5是根据本实用新型第三实施方式的载波聚合电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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，在本实用新型各实施方式中，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，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种载波聚合电路。由于在LTE FDD模式的非载波聚合电路中，可通过双工器(如图2所示)把上行和下行的信号分离，且双工器相对于多工器(如四工器、六工器)来说，在使用过程中差损较小，体积及成本都要小得多，基于这一提示，本实施方式可通过采用适当的策略来组合多个双工器，代替现有技术中的多工器，实现多个频段的上下行信号的分离。

本实施方式将以利用两个双工器的组合来实现四工器为例进行说明：

如图3所示，在本实施方式中，该载波聚合电路具有两个双工器及一个开关(即图3中的S)。其中，两个双工器分别为：第一双工器、第二双工器，每个双工器均具有：发射端(即TX)、接收端(即RX)及公共端(图中未示出)；开关具有三个触点，分别为：定触点(即图3中的标号1)、第一动触点(即图3中的标号2)、第二动触点(即图3中的标号3)，在实际应用中，该开关可以由单刀双掷高频开关实现，也可以由其它器件实现，本实施方式做限制。

此外，在本实施方式中，该载波聚合电路还具有两个公共端，分别为：第一公共端、第二公共端。在本实施方式中，开关的定触点与第一双工器的公共端相连；开关的第一动触点与第一公共端相连；开关的第二动触点分别与第二公共端、第二双工器的公共端相连。

下面将以B1和B3频段间的载波聚合为例，对本实施方式的实施过程进行说明：

以第一双工器为B1的双工器，第二双工器为B3的双工器为例，当终端工作在B1+B3的载波聚合模式时，控制器(如CPU)可通过BPI端口或其它控制端口输出控制信号到开关，使开关的定触点与第二动触点导通(即图3中的1、3连接)，此时，载波聚合电路的第一公共端被断开，B1和B3的信号通过第二公共端输入输出。

具体地说，B1的上行信号从第一双工器的发射端(TX)到达第一双工器的公共端，再经过开关到达第二公共端，并从第二公共端输出；B1的下行信号从第二公共端输入，经过开关到达第一双工器的公共端，再通过第一双工器的接收端(RX)输出。

B3的上行信号从第二双工器的发射端(TX)输入，经第二双工器的公共端到达第二公共端，并从第二公共端输出；B3的下行信号从第二公共端输入，经第二双工器的公共端到达第二双工器的接收端(RX)。

当终端工作在非载波聚合模式时，控制器通过控制端口输出控制信号到开关，使开关的定触点与第一动触点导通(即图3中的1、2连接)，此时，第一双工器与第二双工器相互独立，B1、B3的信号通道相互分离。B1的上行信号从第一双工器的发射端(TX)到达第一双工器的公共端，并经开关到达第一公共端；B1的下行信号从第一公共端经开关到达第一双工器的公共端，并通过第一双工器的接收端(RX)输出；B3的上下信号的传输过程与B1的上下信号类似，本实施方式不再赘述。

在实际的电路设计中，为了提高相关频段发射和接收的性能，可使双工器的公共端跟与其相连的开关的触点之间的距离小于预设值，该预设值可以是摆件布局所允许的最小距离，也就是说，在本实施方式中，第一双工器的公共端应紧靠开关的定触点(即图3中的标号1)，第二双工器的公共端应紧靠开关的第二动触点(即图3中的标号3)。

另外，在实际电路设计中，可根据第一双工器、第二双工器的损耗大小及客户对不同频段发射和接收的指标要求，来决定本实施方式中载波聚合电路的第二公共端是靠近第一双工器，还是靠近第二双工器，以第一双工器为B1的双工器，第二双工器为B3的双工器为例，若第一双工器的损耗大于第二双工器，且客户注重B1频段的信号，则本实施方式中载波聚合电路的第二公共端应靠近第一双工器。

值的一提的是，为尽量减小器件之间的失配导致的传输损耗，本实施方式在双工器的公开端与开关之间，以及开关与载波聚合电路的公开端之间均设置了匹配电路。

本实施方式中的载波聚合电路既可设计在普通的印刷电路板PCB上，也可设计在芯片或模块中。

不难发现，本实用新型实施方式相对于现有技术而言，用两个双工器及一个开关代替了现有技术载波聚合电路中的四工器，来实现2个频段的上下行信号的分离，既减少了四工器对相关频段的发射和接收性能的影响，提升了整机的性能，也节省了摆件空间、降低了成本。

本实用新型第二实施方式涉及一种载波聚合电路。第二实施方式与第一实施方式大致相同，其主要区别之处在于：第一实施方式利用两个双工器及一个开关代替了现有技术中的四工器；而第二实施方式则利用三个双工器及两个开关代替了现有技术中的六工器。

如图4所示，在本实施方式中，该载波聚合电路具有三个双工器及两个开关。其中，三个双工器分别为：第一双工器、第二双工器、第三双工器；两个开关分别为：第一开关(即图4中的S1)、第二开关(即图4中的S2)。

此外，在本实施方式中，该载波聚合电路还具有三个公共端，分别为：第一公共端、第二公共端、第三公共端。

具体地说，在本实施方式中，第一开关的定触点与第一双工器的公共端相连；第一开关的第一动触点与第一公共端相连；第一开关的第二动触点分别与第二公共端、第二双工器的公共端、第二开关的第二动触点相连；第二开关的第一动触点与第三公共端相连；第二开关的定触点与第三双工器的公共端相连。

在实际的电路设计中，为了减少开关管脚之间的寄生影响，可使开关之间的连线距离小于预设值，该预设值可以是摆件布局所允许的最小距离，也就是说，在本实施方式中，第一开关应紧靠第二开关。

以第一双工器为B1的双工器、第二双工器为B3的双工器、第三双工器为B5的双工器为例，当终端工作在B1+B3+B5的载波聚合模式时，控制器(如CPU)可通过BPI端口或其它控制端口输出控制信号到第一开关及第二开关，使第一开关及第二开关的定触点与第二动触点导通(即图4中的1、3连接)，此时，载波聚合电路的第一公共端、第三公开端被断开，B1、B3和B5的信号通过第二公共端输入输出。

当终端工作在B1+B3的载波聚合模式时，控制器通过控制端口输出控制信号到第一开关及第二开关，使第一开关的定触点与第二动触点导通、第二开关的定触点与第一动触点导通，此时，载波聚合电路的第一公共端被断开，B1、B3的信号通过第二公共端输入输出，第三双工器独立于第一双工器及第二双工器，仍是B5的专属信号通道。当终端工作在B3+B5的载波聚合模式时，其控制过程与此类似，本实施方式不再赘述。

当终端工作在非载波聚合模式时，控制器通过控制端口输出控制信号到第一开关及第二开关，使第一开关及第二开关的定触点与第一动触点导通(即图4中的1、2连接)，此时，第一双工器、第二双工器及第三双工器相互独立，B1、B3、B5的信号通道相互分离。

本实施方式相对于现有技术而言，用三个双工器及两个开关代替了现有技术中的六工器，来实现3个频段的上下行信号的分离，有利于减少六工器对相关频段的发射和接收性能的影响，降低成本。

本实用新型第三实施方式涉及一种载波聚合电路。第三实施方式是在第二实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：本实施方式在该载波聚合电路上进一步设置了第三开关及第四公共端，有利于实现三个频段任意组合间的载波聚合。

具体地说，如图5所示，在本实施方式中，该载波聚合电路还具有第三开关(即图5中的S3)及第四公共端；其中，第三开关的定触点与第二双工器的公共端相连；第三开关的第一动触点与第四公共端相连；第三开关的第二动触点分别与第二公共端、第一开关的第二动触点及第二开关的第二动触点相连。

在本实施方式中，可实现三个频段任意组合间的载波聚合，如当终端需实现三个频段间的载波聚合时，控制器可通过控制端口输出控制信号到第一开关、第二开关及第三开关，使第一开关、第二开关及第三开关的定触点与第二动触点导通(即图5中的1、3连接)。此时，载波聚合电路的第一公共端、第三公开端及第四公共端被断开，三个频段的信号均通过第二公共端输入输出。

若终端需实现三个频段中任意两个频段间的载波聚合，控制器可通过控制端口输出控制信号到第一开关、第二开关及第三开关，使其中一个开关的定触点与第一动触点导通，另外两个开关的定触点与第二动触点导通，从而使得其中一个双工器被独立出去，另外两个双工器则构成了四工器实现了两个频段间的载波聚合。

若终端工作在非载波聚合模式，控制器可通过控制端口输出控制信号到三个开关中的任意两个开关，使它们的定触点与第一动触点导通即可，剩下的一个开关的定触点既可与第一动触点导通，也可与第二动触点导通，与第二动触点导通时，其信号可通过第二公共端输入输出。

本实用新型第四实施方式涉及一种电子设备。该电子设备包括如第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式所述的载波聚合电路。

该电子设备可以是手机、平板电脑等移动终端，电子设备的中央处理器可通过BPI端口或其它控制端口输出控制信号到载波聚合电路中的开关，通过控制开关的导通与断开来实现频段间的载波聚合。

以第一实施方式中的载波聚合电路为例，当电子设备工作在B1+B3的载波聚合模式下时，中央处理器输出控制信号至开关，使开关的定触点与第二动触点导通，断开开关的定触点与第一动触点；当电子设备工作在非聚合模式下时，中央处理器输出控制信号至开关，使开关的定触点与第一动触点导通，断开开关的定触点与第二动触点。

本实施方式可与第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式互相配合实施。第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种载波聚合电路，其特征在于，包括：至少两个双工器及至少一个开关；

所述双工器具有发射端、接收端及公共端；任意两个双工器的公共端之间通过所述开关连接；

所述开关具有三个触点，分别为：定触点、第一动触点、第二动触点；

所述载波聚合电路具有至少两个公共端；

所述定触点与所述双工器的公共端相连；

所述第一动触点、第二动触点分别与所述载波聚合电路的一个公共端相连。

2.根据权利要求1所述的载波聚合电路，其特征在于，所述载波聚合电路具有两个双工器及一个开关；

两个双工器分别为：第一双工器、第二双工器；

所述载波聚合电路具有两个公共端，分别为：第一公共端、第二公共端；

所述开关的定触点与第一双工器的公共端相连；所述开关的第一动触点与所述第一公共端相连；所述开关的第二动触点分别与所述第二公共端、第二双工器的公共端相连。

3.根据权利要求1所述的载波聚合电路，其特征在于，所述载波聚合电路具有三个双工器，分别为：第一双工器、第二双工器、第三双工器；

所述载波聚合电路具有两个开关，分别为：第一开关、第二开关；

所述载波聚合电路具有三个公共端，分别为：第一公共端、第二公共端、第三公共端；

所述第一开关的定触点与所述第一双工器的公共端相连；所述第一开关的第一动触点与所述第一公共端相连；所述第一开关的第二动触点分别与所述第二公共端、第二双工器的公共端、第二开关的第二动触点相连；所述第二开关的第一动触点与所述第三公共端相连；所述第二开关的定触点与所述第三双工器的公共端相连。

4.根据权利要求3所述的载波聚合电路，其特征在于，所述载波聚合电路还具有第三开关及第四公共端；

所述第三开关的定触点与所述第二双工器的公共端相连；所述第三开关的第一动触点与所述第四公共端相连；所述第三开关的第二动触点分别与所述第二公共端、第一开关的第二动触点及所述第二开关的第二动触点相连。

5.根据权利要求1所述的载波聚合电路，其特征在于，所述双工器的公共端跟与其相连的开关的触点之间的距离小于预设值。

6.根据权利要求1所述的载波聚合电路，其特征在于，所述载波聚合电路具有至少两个开关；

所述开关之间的连线距离小于预设值。

7.根据权利要求1所述的载波聚合电路，其特征在于，所述双工器的公共端与开关之间、及所述开关与载波聚合电路的公共端之间均设有匹配电路。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的载波聚合电路。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括中央处理器CPU；

所述CPU通过输出控制信号到开关来控制所述开关的导通与闭合。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机。