CN210986100U - 5g通讯nr及en-dc的射频前端电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种5G通讯NR及EN‑DC的射频前端电路及电子设备，射频收发器的LTE中频发射信号端和N1发射信号端分别与双刀双掷开关连接，双刀双掷开关与功率放大器U2101、功率放大器U2110的射频信号输入端连接；射频收发器的LTE高频发射信号端和N41发射信号端分别通过单刀双掷开关U2109与功率放大器U2101连接；功率放大器U2101的N41发射信号端与射频耦合器连接，射频耦合器、5G射频器件U2507的N41上行单流信号输出端分别与单刀双掷开关U2506的输入端连接；采用此技术方案，充分利用了传统4G产品的相关器件实现了5G的通讯NR及EN‑DC射频技术，降低了成本。

Description

5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路及电子设备。

背景技术

目前，5G通讯组网分为独立组网（Standalone，SA）和非独立组网（Non-Standalone，NSA）两种方案。SA组网方案主要用到NR（New Radio）射频技术，而NSA组网方案主要用到EN-DC（E_UTRE-NR Dual Connectivity）射频技术。当前主流芯片厂商提供的支持上述两种5G通信要求的射频设计方案使用的基本都是依赖于欧美主流器件供应商高集成度的元器件，而相对4G时代的通讯产品而言，不仅成本陡增，而且难以将以往成熟的射频元器件利用起来，从而造成物料利用率低。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型公开了一种5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路及电子设备，降低了成本，提高了现有物料的利用率。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其包括射频收发器、双刀双掷开关U2113、功率放大器U2101、功率放大器U2110、单刀双掷开关U2109、射频耦合器U2510、单刀双掷开关U2506、5G射频器件U2507、ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_TRX1天线和射频前端模组FEM U2202；

所述射频收发器的LTE中频发射信号端和N1发射信号端分别与双刀双掷开关U2113的输入端连接，所述双刀双掷开关U2113的输出端与功率放大器U2101、功率放大器U2110的射频信号输入端连接；即双刀双掷开关U2113将射频收发器输出的LTE中频发射信号和N1发射信号切换控制输出到LTE/WCDMA PAM Phase 5N HPUE(功率放大器U2101)和LTEB3 PAM(功率放大器U2110)的射频信号输入端，实现N1/B1/B3频段功率放大器的发射信号输入及放大；

所述射频收发器的LTE高频发射信号端、N41发射信号端分别通过单刀双掷开关U2109与功率放大器U2101的射频信号输入端连接；即单刀双掷开关U2109将射频收发器输出的LTE高频发射信号和N41发射信号切换控制输出到LTE/WCDMA PAM Phase 5N HPUE(功率放大器U2101)的射频信号输入端，实现LTE高频信号和N41频段功率放大器的发射信号输入；

所述功率放大器U2101的N41发射信号端与射频耦合器U2510的输入端连接；即射频耦合器U2510将从功率放大器U2101输出的N41发射信号传递到下一级；

所述射频耦合器U2510的N41上行单流信号输出端、5G射频器件U2507的N41上行单流信号输出端通过电容L2566和电容L2567的选择电路与单刀双掷开关U2506的输入端连接；即单刀双掷开关U2506将由射频耦合器U2510输出的N41上行单流信号（1T）和由5G射频器件U2507输出的N41上行单流信号(1T)在其输入端做信号输入选择（优先选择来源于4G射频器件U2101的信号），实现选择其中一路单流信号输入，经由U2506切换变成两路的发射信号链路流；

所述单刀双掷开关U2506的输出端与ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线连接，即所述ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线承载经所述单刀双掷开关U2506输出的两路N41轮发信号；

所述ANT_TRX1天线承载LTE频段及N1频段。

采用此技术方案，通过传统4G产品的LTE/WCDMA PAM Phase 5N HPUE(功率放大器)、LTE B3 PAM(功率放大器U2110)、双刀双掷射频开关、单刀双掷射频开关、射频耦合器及天线阵列等器件的协调工作实现了5G的通讯NR及EN-DC 射频技术，降低了成本。

作为本实用新型的进一步改进，所述射频耦合器U2510的N41上行单流信号输出端通过电容L2567与所述单刀双掷开关U2506的ANT端连接，所述5G射频器件U2507的N41上行单流信号输出端通过电容L2566与所述单刀双掷开关U2506的ANT端连接，所述电容L2566和电容L2567共焊盘，实现N41上行单流信号优先选择来源于4G射频器件功率放大器U2101，避免直接或减少对5G高昂成本器件5G射频器件U2507的使用。进一步的，所述L2566和电容L2567的电容值为47pF。

作为本实用新型的进一步改进，所述实现5G通讯NR及EN-DC技术的射频前端电路包括ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线、第一5G射频链路、第二5G射频链路，第一5G射频链路、第二5G射频链路的两路轮发信号端分别与ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线连接。其中，第一5G射频链路、第二5G射频链路指区别于上述射频链路的其他5G射频链路，第一和第二仅仅作为两个链路的区别而言。

所述ANT_DIV5天线和ANT_DIV4天线承载N41 来源于其他5G射频链路的两路轮发信号，与ANT_TRX2天线和ANT_TRX3天线承载的经由单刀双掷开关U2506输出的两路N41轮发信号一起，共同实现NR通信要求中的上行双流在四天线间轮发而下行四流传输。

作为本实用新型的进一步改进，所述实现5G通讯NR及EN-DC技术的射频前端电路包括功率检测电路，所述射频耦合器U2510的输出端与功率检测电路连接。射频耦合器U2510将从U2101输出的N41发射信号传递到下一级的同时并反馈接入到相应的功率检测电路中，实现N41上行单流（1T）信号正常传输及经功率检测电路由收发器实现各工作环境下的动态功率调整。

作为本实用新型的进一步改进，所述ANT_TRX1天线与ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线中的其中任意两个天线共同承载B39+N41、B3+N41的EN-DC的通信信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述射频收发器与ANT_TRX1天线连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述LTE频段中的LTE Band39/3由射频收发器、功率放大器U2110及射频前端模组FEM U2202 间的射频链路实现。

本使用新型还公开了一种电子设备，其包括如上任一项所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的技术方案，利用已有成熟射频器件及部分5G产品元器件进行相关射频链路搭建，实现了5G通讯中部分NR及EN-DC的通信要求，充分利用已有成熟的射频器件，减少了对高昂成本的5G元器件的依赖，降低产品硬件成本，增加产品竞争力。

附图说明

图1为本实用新型实施例的由双刀双掷开关U2113、单刀双掷开关U2109、LTE/WCDMA PAM Phase 5N HPUE(功率放大器U2101)等元器件搭建的实现LTE高频频段/N41频段、LTE中频频段/N1频段的发射放大电路。

图2为本实用新型实施例的由LTE B3 PAM(功率放大器U2110)等元器件搭建的实现LTE Band3的发射放大电路的电路图。

图3为本实用新型实施例的由射频耦合器U2510等元器件搭建的N41发射传输及功率反馈电路的电路图。

图4为本实用新型实施例的由单刀双掷开关U2506等元器件搭建的N41上行单流信号(1T) 输入选择电路的电路图。

图5-图8为本实用新型实施例的由ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_DIV4天线、ANT_DIV5天线相关网络及元器件搭建的N41上行双流在四天线间轮发而下行四流传输射频电路的电路图；其中，图5是ANT_TRX2天线，图6是ANT_TRX3天线，图7是ANT_DIV4天线，图8是ANT_DIV5天线。

图9为本实用新型实施例的由ANT_TRX1天线和射频前端模组FEM U2202相关网络及元器件搭建的承载LTE频段（LTE Band39/3等）及N1频段射频链路电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1~图9所示，一种实现5G通讯NR及EN-DC技术的射频前端电路，其包括射频收发器、双刀双掷开关U2113、功率放大器U2101、功率放大器U2110、单刀双掷开关U2109、射频耦合器U2510、单刀双掷开关U2506、5G射频器件U2507、ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线、NT_TRX1天线和射频前端模组FEM U2202。所述射频收发器的LTE中频发射信号端和N1发射信号端分别与双刀双掷开关U2113的输入端连接，所述双刀双掷开关U2113的输出端与功率放大器U2101、功率放大器U2110的射频信号输入端连接；所述射频收发器的LTE高频发射信号端和N41发射信号端分别通过单刀双掷开关U2109与功率放大器U2101的射频信号输入端连接；所述功率放大器U2101的N41发射信号端与射频耦合器U2510的输入端连接；所述射频耦合器U2510的输出端将从U2101输出的N41发射信号传递到下一级同时并反馈接入到相应的功率检测电路中，实现N41上行单流（1T）信号正常传输及经功率检测电路由收发器实现各工作环境下的动态功率调整。

所述射频耦合器U2510的N41上行单流信号输出端、5G射频器件U2507的N41上行单流信号输出端分别与单刀双掷开关U2506的输入端连接；所述单刀双掷开关U2506的输出端与ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线连接，ANT_TRX2天线和ANT_TRX3天线承载经由U2506输出的两路N41轮发信号， ANT_DIV5天线和ANT_DIV4天线端承载N41 来源于其他5G射频链路的另两路轮发信号，共同实现NR通信要求中的上行双流在四天线间轮发而下行四流传输。所述ANT_TRX1天线承载LTE频段及N1频段。

具体而言，如图1所示，双刀双掷开关U2113将射频收发器输出LTE中频发射信号和N1发射信号切换控制输出到LTE/WCDMA PAM Phase 5N HPUE(功率放大器U2101)的射频信号输入端，实现N1/B1等中频频段功率放大器的发射信号输入及放大；单刀双掷开关U2109将射频收发器输出的LTE高频发射信号和N41发射信号切换控制输出到LTE/WCDMA PAMPhase 5N HPUE(功率放大器U2101)的射频信号输入端，实现LTE高频信号和N41频段功率放大器的发射信号输入及放大。

如图2所示，LTE B3 PAM(功率放大器U2110)实现将来源于双刀双掷开关U2113切换出的B3发射输入信号放大。

如图3所示，射频耦合器U2510将从U2101输出的N41发射信号传递到下一级同时并反馈接入到相应的功率检测电路中，确保信号正常传输及经功率检测电路由收发器实现各工作环境下的动态功率调整。

如图4所示，单刀双掷开关U2506将由射频耦合器U2510输出的N41上行单流信号（1T）和由5G射频器件U2507输出的N41上行单流信号(1T)在其输入端做信号输入选择。所述射频耦合器U2510的N41上行单流信号端通过电容L2567与所述单刀双掷开关U2506的ANT端连接，所述5G射频器件U2507输出的N41上行单流信号端通过电容L2566与所述单刀双掷开关U2506的ANT端连接，所述电容L2566和电容L2567在硬件上的共焊盘设计，使得N41上行单流信号优先选择来源于4G射频器件U2101，避免直接或减少对5G高昂成本器件U2507的使用。

如图5-图8所示，ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线网络及相关器件搭建的电路承载经由单刀双掷开关U2506输出的两路N41轮发信号，ANT_DIV4天线、ANT_DIV5天线网络及相关器件搭建的电路承载N41 来源于其他射频链路（5G器件）的另两路轮发信号，共同实现NR通信要求中的上行双流在四天线间轮发而下行四流传输的要求。

如图9所示，ANT_TRX1天线和射频前端模组FEM U2202相关网络及元器件搭建的电路承载LTE频段（LTE Band39/3等）及N1频段的射频，并与ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_DIV4天线、ANT_DIV5天线在天线侧实现B39+N41，B3+N41的EN-DC的通信功能。

上述技术方案为基于现有的5G NR及EN-DC射频技术方案的改进，该技术方案区别传统5G NR及EN-DC射频技术方案在于，利用已有成熟的4G射频产品及相关器件去实现上述通信功能，减少了现有5G通讯中5G器件的数量。此方案的优势在于：一方面降低企业在5G产品中的研发成本，尽量减少对掌握在欧美技术产商高昂5G器件的利用；另一方面充分挖掘和开发已有的成熟射频器件的价值。

进一步的，本实用新型还公开了一种采用上述实现5G通讯NR及EN-DC技术的射频前端电路的电子设备。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其特征在于：其包括射频收发器、双刀双掷开关U2113、功率放大器U2101、功率放大器U2110、单刀双掷开关U2109、射频耦合器U2510、单刀双掷开关U2506、5G射频器件U2507、ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_TRX1天线和射频前端模组FEM U2202；

所述射频收发器的LTE中频发射信号端和N1发射信号端分别与双刀双掷开关U2113的输入端连接，所述双刀双掷开关U2113的输出端与功率放大器U2101、功率放大器U2110的射频信号输入端连接；

所述射频收发器的LTE高频发射信号端和N41发射信号端分别通过单刀双掷开关U2109与功率放大器U2101的射频信号输入端连接；

所述功率放大器U2101的N41发射信号端与射频耦合器U2510的输入端连接，

所述射频耦合器U2510的N41上行单流信号输出端、5G射频器件U2507的N41上行单流信号输出端通过电容L2566和电容L2567的选择电路与单刀双掷开关U2506的输入端连接；

所述单刀双掷开关U2506的输出端与ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线连接；

所述ANT_TRX1天线承载LTE频段及N1频段。

2.根据权利要求1所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其特征在于：其包括ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线、第一5G射频链路、第二5G射频链路，第一5G射频链路、第二5G射频链路的两路轮发信号端分别与ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线连接。

3.根据权利要求2所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其特征在于：其包括功率检测电路，所述射频耦合器U2510的输出端与功率检测电路连接。

4.根据权利要求3所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其特征在于：所述ANT_TRX1天线与ANT_TRX2天线、ANT_TRX3天线、ANT_DIV5天线、ANT_DIV4天线中的其中任意两个天线共同承载B39+N41、B3+N41的EN-DC的通信信号。

5.根据权利要求4所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其特征在于：所述LTE频段中的LTE Band39/3由射频收发器、功率放大器U2110及射频前端模组FEM U2202 间的射频链路实现。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路，其特征在于：所述射频耦合器U2510的N41上行单流信号输出端通过电容L2567与所述单刀双掷开关U2506的ANT端连接，所述5G射频器件U2507的N41上行单流信号输出端通过电容L2566与所述单刀双掷开关U2506的ANT端连接，所述电容L2566和电容L2567共焊盘。

7.一种电子设备，其特征在于：包括如权利要求1~6中任一项所述的5G通讯NR及EN-DC的射频前端电路。

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