CN209345143U - 射频收发单元及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频收发单元及终端设备，一种射频收发单元包括：功率放大器、分路开关、合路开关、至少两个发射滤波链路、天线开关和接收链路；至少两个发射滤波链路并联于分路开关和合路开关之间，每个发射滤波链路包括至少一个发射滤波器，每个发射滤波链路的工作频段不同；功率放大器与分路开关连接，合路开关与天线开关连接，天线开关还与接收链路连接。本实用新型公开的射频收发单元及终端设备，用于对宽带无线通信中高次谐波进行抑制。

Description

射频收发单元及终端设备

技术领域

本实用新型实施例涉及无线通信技术，尤其涉及一种射频收发单元及终端设备。

背景技术

随着无线通信技术的发展，终端设备的无线通信需求越来越高，其中，为了提高终端设备的无线通信数据传输速度，就需要终端设备支持更宽的通信带宽。

在传统的终端设备中，终端设备所需发射的无线通信信号需要依次通过放大器、发射滤波器、天线开关以及天线后发出。但在工作带宽较宽时，终端设备发射的无线信号中，较低频率信号的高次谐波可能同时落在工作带宽内，一个宽频的发射滤波器也很难对高次谐波进行有效的抑制。

现有技术中，为了解决上述问题，仅能设计多个窄频的射频收发单元，从而为终端设备拼接出宽频的无线通信系统。但多个射频收发单元会增加终端设备的成本，另外，还需要占用终端设备中有限的空间，不利于终端设备轻薄化的设计。

实用新型内容

本实用新型提供一种射频收发单元及终端设备，以对宽带无线通信中高次谐波进行抑制。

第一方面，本实用新型实施例提供一种射频收发单元，包括：

功率放大器、分路开关、合路开关、至少两个发射滤波链路、天线开关和接收链路；

至少两个发射滤波链路并联于分路开关和合路开关之间，每个发射滤波链路包括至少一个发射滤波器，每个发射滤波链路的工作频段不同；

功率放大器与分路开关连接，合路开关与天线开关连接，天线开关还与接收链路连接；

功率放大器用于将待发送无线信号放大，分路开关和合路开关用于根据发射控制指令，与不同发射滤波链路连接，以使待发送无线信号通过功率放大器的放大后，由分路开关输出至天线开关，其中，待发送无线信号的频率处于分路开关和合路开关连接的发射滤波链路的工作频段；

天线开关用于根据发射控制指令，与合路开关连接，将合路开关输入的待发送无线信号通过与天线开关连接的天线发射。

在第一方面一种可能的实现方式中，天线开关还用于当与天线开关连接的天线接收到待接收无线信号时，根据接收控制指令与接收链路连接；

分路开关和合路开关还用于根据接收控制指令关闭与至少一个发射滤波链路的连接。

在第一方面一种可能的实现方式中，分路开关和合路开关，具体用于在接收到接收控制指令后，在预设时间内关闭与至少一个发射滤波链路的连接。

在第一方面一种可能的实现方式中，接收链路包括接收滤波器和低噪声放大器，天线开关为环形器。

在第一方面一种可能的实现方式中，分路开关和合路开关的接口数量大于至少两个发射滤波链路的数量。

在第一方面一种可能的实现方式中，每个发射滤波链路包括至少两个发射滤波器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种终端设备，包括：终端设备主体、射频收发单元、天线；

射频收发单元和天线设置于终端设备主体内，

终端设备主体生成的待发送无线信号通过射频收发单元和天线后发射，天线接收到的无线信号通过射频收发单元传输至终端设备主体；

射频收发单元包括如第一方面任一种可能的实现方式中的射频收发单元。

本实用新型实施例提供的射频收发单元及终端设备，通过在发射端设计分路开关、合路开关和至少两个发射滤波链路，使得射频收发单元能够为宽频划分出的不同频率的待发送无线信号选择不同的发射滤波链路进行滤波处理，并通过合并不同频率的待发送无线信号还原带发射的宽频无线信号，避免了由于工作带宽较宽而导致的高次谐波对无线信号的影响，比现有技术中为了抑制高次谐波而采用多个窄带模块拼接宽频系统的方案成本低，组装模块少，不会对应用该射频收发单元的终端设备系统产生影响。

附图说明

图1为终端设备中射频单元的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的射频收发单元实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的射频收发单元实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的终端设备实施例一的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的射频收发单元的谐波抑制方法实施例一的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

终端设备为了实现双向通信，其射频单元均需要是双工的，也就是说需要同时支持无线信号的发射和接收。在终端设备中一般采用天线开关或环形器作为发射和接收的隔离器件，同一无线通信制式中一个频段的无线信号通过同一个天线进行无线信号的发射和接收。其中射频单元作为终端设备中进行无线信号的收发出入口，其性能对终端设备的无线通信能力产生了很大的影响。

如图1所示，图1为终端设备中射频单元的结构示意图，其中，射频单元11中的功放12连接滤波器13，滤波器13与天线开关14连接，天线开关14还与天线15和接收链路16连接。终端设备为了实现无线通信，需要具有无线信号的生成能力，这一般依靠终端设备中的基带单元实现。不同无线通信制式的基带单元可以产生相应无线通信制式的中频信号，再经过变频单元的变频后，待发送无线信号会输送至射频单元11。射频单元11中的功放12对待发送无线信号进行放大后，再通过滤波器13滤波后，通过天线开关14和天线15发送。天线15接收到的无线信号通过天线开关14后传输至接收链路16，接收链路16对其进行处理后再经过变频单元变频后输送至基带单元进行后续处理。其中接收链路中一般包括接收滤波器、低噪声放大器等器件，其具体的结构和处理方法可以采用现有技术中任一种结构和方法。由于本实用新型是针对射频单元对无线信号的发送端进行的改进，因此不对接收端的具体结构和处理方法进行详细说明。需要说明的是，天线开关14也可以采用环形器来实现。

对于射频单元11的发送端，由于传统的终端设备中，采用一个发送链路，即一个串行的链路，需要滤波器13的工作频段涵盖该射频单元11所需的全部工作频段。对于传统的无线通信制式，由于工作频段相对较窄，滤波器13的性能可以满足需求。但随着无线通信技术的发展，为了适应更复杂多变的应用场景，对射频带宽的要求越来越宽，随着工作频段的增加，工作频段内低频信号的高次谐波将处于工作频段内，使得单个滤波器13已经无法滤除高次谐波。例如对于工作频段为300MHz-700MHz的无线通信制式，300MHz信号在变频时产生的二次谐波将在600MHz左右，将位于工作频段内。

现有技术中，为了解决上述高次谐波的问题，只能为终端设备设计多个窄带的射频收发单元，但这样显然也将增加成本。另外，多个独立的射频收发单元将占用终端设备中有限的空间，射频收发单元的增加也将给整个终端设备系统带来不可预见的风险和不稳定性，也不利于带宽的拓展。

图2为本实用新型实施例提供的射频收发单元实施例一的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的射频收发单元包括：

功率放大器21、分路开关22、合路开关23、发射滤波链路24、发射滤波链路25、发射滤波链路26、天线开关27和接收链路28。其中，本实施例中以三个发射滤波链路为例进行说明，但本实用新型所提供的射频收发单元中的发射滤波链路的数量不以此为限，发射滤波链路的数量只要大于两个，即在本实用新型的保护范围内。

发射滤波链路24、发射滤波链路25、发射滤波链路26并联于分路开关22和合路开关23之间，每个发射滤波链路包括至少一个发射滤波器，在本实施例中，以每个发射滤波链路包括一个发射滤波器为例进行说明，其中，发射滤波链路24包括发射滤波器241，发射滤波链路25包括发射滤波器251、发射滤波链路26包括发射滤波器261。发射滤波链路24、发射滤波链路25、发射滤波链路26的工作频段不同，也即发射滤波器241、发射滤波器251、发射滤波器261的工作频段不同。

功率放大器21与分路开关22连接，合路开关23与天线开关27连接，天线开关27还与接收链路28连接。在本实施例中，天线开关27与接收链路28与图1所示实施例中的天线开关14和接收链路16相同，可以为现有技术中任一种天线开关和接收链路。

功率放大器21将终端设备中基带单元处理后并通过变频单元变频后生成的待发送无线信号放大，根据待发送无线信号的频率，可以确定待发送无线信号对应的发射滤波链路，即待发送无线信号的频率处于哪个发射滤波链路的工作频段内。在确定了待发送无线信号对应的发射滤波链路后，终端设备中的控制单元即可向分路开关22和合路开关23发送发射控制指令，使分路开关22和合路开关23与该发射滤波链路连接。例如待发送无线信号对应的发射滤波链路为发射滤波链路24，这样就形成了功率放大器21、分路开关22、发射滤波链路24、合路开关23组成的一个无线信号通路。由功率放大器放大后的待发送无线信号就可以通过发射滤波链路24的滤波后传输至天线开关27。在终端设备发送无线信号时，天线开关27被控制与合路开关23连接，这样放大后的待发送无线信号即可通过天线开关27连接的天线发射出去，实现终端设备无线信号的发射。

仍然以工作频段为300MHz-700MHz为例，在本实施例中，可以将三个发射滤波单元的工作频段分开设计为300MHz-400MHz、401MHz-500MHz、501MHz-700MHz，这样三个频段的二次谐波分别为600MHz-800MHz、802MHz-1000MHz、1002MHz-1400MHz，这样每一个发射滤波单元分别采用窄带滤波器，就可以实现很好的谐波抑制。

由于在本实施例中，设计了多个发射滤波链路，且每个发射滤波链路的工作频段不同，那么每个发射滤波链路的工作带宽就可以设计的相对较窄，通过控制分路开关和合路开关与不同的发射滤波链路连接，使得终端设备待发送的无线信号可以根据频率通过不同的发射滤波链路进行滤波处理，避免了二次谐波无法被滤除的问题。另外，多个发射滤波链路的工作带宽相对较窄，那么其中的发射滤波器的成本将能够得到控制。并且，本实施例提供的射频收发单元仅是设计了多个发射滤波链路，实际上还是一个完整的射频收发单元，同时也避免了多个射频收发单元对终端设备系统产生的影响。

本实施例提供的射频收发单元，通过在发射端设计分路开关、合路开关和至少两个发射滤波链路，使得射频收发单元能够为宽频划分出的不同频率的待发送无线信号选择不同的发射滤波链路进行滤波处理，并通过合并不同频率的待发送无线信号还原带发射的宽频无线信号，避免了由于工作带宽较宽而导致的高次谐波对无线信号的影响，比现有技术中为了抑制高次谐波而采用多个窄带模块拼接宽频系统的方案成本低，组装模块少，不会对应用该射频收发单元的终端设备系统产生影响。

图3为本实用新型实施例提供的射频收发单元实施例二的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的射频收发单元在图2的基础上，接收链路28具体包括接收滤波器281和低噪声放大器282。

在本实施例中，为接收链路28提供了一种可能的结构。其中接收滤波器281用于滤除天线接收到的信号中工作带宽以外的信号。低噪声放大器282对滤波后的信号进行放大后，即可输送至应用射频收发单元的终端设备的变频单元、基带单元中进行后续处理。

可选地，在发射滤波链路24、发射滤波链路25和发射滤波链路26中，发射滤波器的数量还可以为多个，在图3中，以每个发射滤波链路中包括两个发射滤波器为例，即发射滤波链路24中包括发射滤波器241和发射滤波器242，发射滤波链路25中包括发射滤波器251和发射滤波器252，发射滤波链路26中包括发射滤波器261和发射滤波器262。在每个发射滤波链路中设计多个发射滤波器，可以提高发射滤波链路对谐波的抑制能力。例如一个发射滤波器的谐波抑制能力为30dB，那么两个串联的发射滤波器的谐波抑制能力就为60dB。每个发射滤波链路中的发射滤波器可以是具有不同抑制能力的滤波器，这样所组成的发射滤波链路可以根据需求组成具有不同抑制能力的发射滤波链路，达到任意滤波指标的需求，提高了射频收发单元的应用范围。

进一步地，由于无线通信制式主要分为频分双工(Frequency DivisionDuplexing，FDD)和时分双工(Time Division Duplexing，TDD)两种，其中，TDD制式的无线通信制式，发射链路和接收链路是分时切换的。而在收发切换时，对保护时隙有严格的要求，比如3us，也就是要求从发射无线信号完毕，到天线开关27切换到接收链路28的时间，不能超过3us。但是功率放大器21关断一般都有时延，很难在这么短的时间内彻底切断信号，这样在接收链路28工作时，就会有一部分功率放大器21残余信号经过天线开关27的泄露，进入接收链路28，造成接收质量下降。

因此，在本实用新型实施例中，分路开关22和合路开关23还可以在天线开关27切换到接收链路28时，根据接收控制指令关闭与发射滤波链路的连接。由于分路开关22和合路开关23的关断速度很快，因此在接收链路28工作时，关闭分路开关22和合路开关23，就可以避免功率放大器21残余的信号泄露至接收链路28，也就是相当于提高了射频收发单元中收发链路之间的隔离度。这样就可以提高射频收发单元的接收质量。另外，为了进一步地避免功率放大器21残余的信号泄露至接收链路28，分路开关22和合路开关23，还可以在接收到接收控制指令后，在预设时间内关闭与至少一个发射滤波链路的连接。

进一步地，天线开关27的形式可以为多种形式，例如环形器、各种形式的双工器等。在本实施例中，可以采用环形器作为天线开关27。环形器为一种无源的器件，成本较低，配合可控的分路开关22和合路开关23，可以确保射频收发单元收发端之间的隔离度。

进一步地，在本实用新型实施例中，分路开关22和合路开关23的接口数量还可以大于发射滤波链路的数量。以图2或图3为例，发射滤波链路为三个，但分路开关22和合路开关23的接口数量可以大于三个，例如为四个或五个。这样可以提高射频收发单元的可扩展性。随着无线通信技术的发展，无线通信制式的工作带宽可能进一步提高，为分路开关22和合路开关23设计多余的接口，可以在无线通信制式的工作带宽提高时，仅需增加相应的发射滤波链路即可。这样提高了射频收发单元的可扩展性，降低了系统升级的成本。

图4为本实用新型实施例提供的终端设备实施例一的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的终端设备包括终端设备主体41、射频收发单元42和天线43。

射频收发单元42和天线43设置于终端设备主体41内，终端设备主体41生成的待发送无线信号通过射频收发单元42和天线43后发射，天线43接收到的无线信号通过射频收发单元42传输至终端设备主体41。

射频收发单元42可以为图2或图3所示的射频收发单元。终端设备主体41根据终端设备所需的功能需求，可以配置有不同的器件，但为了实现无线通信，至少需要包括一个无线通信制式的基带处理单元和变频单元。另外，终端设备主体41还可以包括外壳，显示屏、扬声器等输出设备，按键、触控装置等输入设备等其他器件。终端设备主体41中的各种器件均可以采用现有技术的设计，在本实用新型中不再赘述。只要采用了本实用新型实施例提供的射频收发单元的终端设备，都在本实用新型的保护范围之内。

图5为本实用新型实施例提供的射频收发单元的谐波抑制方法实施例一的流程图，本实施例提供的射频收发单元的谐波抑制方法应用于射频收发单元，射频收发单元包括：功率放大器、分路开关、合路开关、至少两个发射滤波链路、天线开关和接收链路；至少两个发射滤波链路并联于分路开关和合路开关之间，每个发射滤波链路包括至少一个发射滤波器，每个发射滤波链路的工作频段不同；功率放大器与分路开关连接，天线开关分别与合路开关和接收链路连接。

如图5所示，本实施例提供的射频收发单元的谐波抑制方法包括：

步骤S501，根据待发送无线信号的频率，确定待发送无线信号所处频段。

步骤S502，控制分路开关和合路开关打开至与待发送无线信号所处频段对应的发射滤波链路，以及天线开关切换至与合路开关连接，以使待发送无线信号通过功率放大器、分路开关、待发送无线信号所处频段对应的发射滤波链路、合路开关、天线开关后通过与天线开关连接的天线发射。

本实施例提供的射频收发单元的谐波抑制方法用于对图2所示射频收发单元进行控制，其实现原理和技术效果已经在图2所示实施例中进行了说明，此处不再赘述。

进一步地，在图4所示实施例的基础上，射频收发单元的谐波抑制方法还包括：当与天线开关连接的天线接收到无线信号时，控制天线开关与接收链路连接，并控制分路开关和合路开关关闭。

进一步地，当与天线开关连接的天线接收到无线信号时，控制天线开关与接收链路连接，并控制分路开关和合路开关关闭，具体包括：当与天线开关连接的天线接收到无线信号时，控制天线开关与接收链路连接，并在预设时间内控制分路开关和合路开关关闭。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本实用新型可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种射频收发单元，其特征在于，包括：

功率放大器、分路开关、合路开关、至少两个发射滤波链路、天线开关和接收链路；

所述至少两个发射滤波链路并联于所述分路开关和所述合路开关之间，每个发射滤波链路包括至少一个发射滤波器，每个发射滤波链路的工作频段不同；

所述功率放大器与所述分路开关连接，所述合路开关与所述天线开关连接，所述天线开关还与所述接收链路连接；

所述功率放大器用于将待发送无线信号放大，所述分路开关和所述合路开关用于根据发射控制指令，与不同发射滤波链路连接，以使待所述发送无线信号通过所述功率放大器的放大后，由所述分路开关输出至所述天线开关，其中，所述待发送无线信号的频率处于所述分路开关和所述合路开关连接的发射滤波链路的工作频段；

所述天线开关用于根据所述发射控制指令，与所述合路开关连接，将所述合路开关输入的待发送无线信号通过与所述天线开关连接的天线发射。

2.根据权利要求1所述的射频收发单元，其特征在于，所述天线开关还用于当与所述天线开关连接的天线接收到待接收无线信号时，根据接收控制指令与所述接收链路连接；

所述分路开关和所述合路开关还用于根据所述接收控制指令关闭与所述至少一个发射滤波链路的连接。

3.根据权利要求2所述的射频收发单元，其特征在于，所述分路开关和所述合路开关，具体用于在接收到所述接收控制指令后，在预设时间内关闭与所述至少一个发射滤波链路的连接。

4.根据权利要求1～3任一项所述的射频收发单元，其特征在于，所述接收链路包括接收滤波器和低噪声放大器。

5.根据权利要求1～3任一项所述的射频收发单元，其特征在于，所述天线开关为环形器。

6.根据权利要求1～3任一项所述的射频收发单元，其特征在于，所述分路开关和所述合路开关的接口数量大于所述至少两个发射滤波链路的数量。

7.根据权利要求1～3任一项所述的射频收发单元，其特征在于，每个发射滤波链路包括至少两个发射滤波器。

8.一种终端设备，其特征在于，包括：终端设备主体、射频收发单元、天线；

所述射频收发单元和所述天线设置于所述终端设备主体内，

所述终端设备主体生成的待发送无线信号通过射频收发单元和所述天线后发射，所述天线接收到的无线信号通过所述射频收发单元传输至所述终端设备主体；

所述射频收发单元包括如权利要求1～7任一项所述的射频收发单元。