CN211266879U - 用于4g/5g标准的射频模块和移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于4G/5G标准的射频模块，包括功率放大单元，功率放大单元包括切换开关和第一功率放大器，切换开关和第一功率放大器连接；切换开关包括第一通道和第二通道；在切换开关的第一通道导通的情况下，射频模块支持第一频段的信号；在切换开关的第二通道导通的情况下，射频模块支持第二频段的信号。将本申请中的射频模块应用到能够支持4G的移动终端、5G的移动终端或者4G和5G同时支持的移动终端上后，可以支持两种或者两种以上有限数量的不同频段的信号。那么对于偏远地区来讲，则可以采用本申请提供的射频模块，不仅能够满足地区需求，并且维修成本和造价成本大幅度降低，相关厂商的竞争力也会随之增加。

Description

用于4G/5G标准的射频模块和移动终端

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于4G/5G标准的射频模块和移动终端。

背景技术

目前随着无线通信技术的发展，已经从最初的第二代移动通信(secondgeneration，2G)网络，逐步发展至第三代移动通信(third generation，3G)网络，再发展到如今已经较为普及的第四代移动通信(fourth generation，4G)网络，以及崭露头角的第五代移动通信(fifth generation，5G)。

从2G网络到5G网络，其所使用的标准和网速都随之变化。其中2G网络使用的主要标准包括全球移动通信系统(global system for mobile communications，GSM)和码分多址(code division multiple access，CDMA)，世界各国除美国外大多数使用GSM。3G网络使用的主要标准包括四种： CDMA2000、宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)、时分同步—码分多址接入(time division synchronous CDMA，TD-SCDMA)和全球微波互联接入(worldwide interoperability for microwave access，WIMAX)。 4G使用的主要标准包括频分双工长期演进(long term evolution frequency divisionduplex，FDD-LTE)和时分双工长期演进(Time Division Long Term Evolution，TD-LTE)。从2G到4G其上网速度逐步增加，其中2G的网速一般最高可以达到30kb/s左右；3G网速一般最高可以达到700kb/s左右；4G网速最高可以达到12.5mb/s，而5G网络目前虽然尚未普及，但是其速率相较4G，一定是有所提升的。

通常情况下，3G智能手机的前端模块使用能够支持3G标准信号的单频功率放大器(power amplifier，PA)。4G智能手机的前端模块使用能够支持4G标准信号的多模多频功率放大器(multi-mode multi-frequency power amplifier， MMMB PA)。而发展中的5G智能手机的前端模块，请参考图1，其中除了N41 和N77等频率超高的频段需要单独的PA，其他能够和4G通用的频段，都整合在中高频功率放大器(high and middle band PA，HMB PA)和低频功率放大器(low band PA，LB PA)中。

目前很多国家和地区已经使用4G网络，4G网络是集3G与无线局域网 (wirelesslocal area network，WLAN)于一体，并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mb/s的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mb/s，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

然而，虽然很多国家和地区已经使用4G，但是在某些国家和地区，其4G 频段很少，利用率极低。因此，如果在4G频段很少的国家和地区也给手机的前端模块配置4G的MMMBPA，一方面利用率极低；另一方面，4G的MMMB PA 其维修成本的造价成本也较高，导致手机在4G频段很少的国家和地区竞争力降低。

请参考图1，对于5G智能手机来讲，也存在同样的问题，如果将所有能够与4G通用的频段都整合在中高频功率放大器和低频功率放大器中，那么能够支持的频段也是非常多。在频段很少的国家和地区，利用率极低，成本增加，同样也是导致在相应地区竞争力下降。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种用于4G/5G标准的射频模块和移动终端，以解决上述问题，在4G频段较少的情况下，使用支持3G信号的PA实现4G功能，从而提高利用率，降低成本。

本申请第一方面提供一种用于4G/5G标准的射频模块，包括功率放大单元，所述功率放大单元包括切换开关和第一功率放大器，所述切换开关和所述第一功率放大器连接；所述切换开关包括第一通道和第二通道；在所述切换开关的第一通道导通的情况下，所述射频模块支持第一频段的信号；在所述切换开关的第二通道导通的情况下，所述射频模块支持第二频段的信号。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，所述切换开关包括第一切换端口、第二切换端口和开关输出端口；所述开关输出端口和所述第一功率放大器连接；所述第一切换端口和所述开关输出端口形成所述第一通道；所述第二切换端口和所述开关输出端口形成所述第二通道。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，所述切换开关还包括第三通道；在所述切换开关的第三通道导通的情况下，所述射频模块支持第三频段的信号。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，所述第一频段的信号包括高频段信号或者中频段信号；所述第二频段的信号包括高频段信号或者中频段信号。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，所述射频模块至少包括两个所述功率放大单元，每一个所述功率放大单元支持不同频段的信号。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，还包括前端模块，所述前端模块包括第一天线、天线开关和第二功率放大器；所述天线开关分别和所述第一天线、第二功率放大器和切换开关连接；所述天线开关还和所述切换开关连接；所述天线开关用于控制所述第一天线接收来自外界的需接收信号，或者用于发送第一功率放大器经所述切换开关传输的需发射信号，或者用于发送来自所述第二功率发放大器的需发射信号。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，还包括无线收发器，所述无线收发器分别和所述第一功率放大器、第二功率放大器和天线开关连接；所述无线收发器用于向所述第一功率放大器或第二功率放大器发送需发射的信号，或者用于接收来自所述第一天线经所述天线开关传输的来自外界的需接收信号。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，还包括双工器，所述双工器连接在所述第一天线和所述天线开关之间。

如上所述的用于4G/5G标准的射频模块，其中，还包括第三功率放大器和第二天线，所述第三功率放大器连接在所述无线收发器和所述第二天线之间；所述无线收发器还用于向所述第三功率放大器发送需发射的信号，所述第二天线用于将来自所述第三功率放大器的所述需发射的信号发射出去。

本申请第二方面提供一种移动终端，包括本申请第一方面任一项所述的用于4G/5G标准的射频模块。

将本申请中的射频模块应用到能够支持4G移动终端、5G移动终端或者4G 和5G同时支持的移动终端上后，可以支持两种或者两种以上有限数量的不同频段的信号。那么对于偏远地区来讲，则可以采用本实用新型实施例提供的射频模块，不仅能够满足地区需求，并且维修成本和造价成本大幅度降低，相关厂商的竞争力也会随之增加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是背景技术中的射频模块的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的用于4G/5G标准的射频模块的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的用于4G/5G标准的射频模块的结构示意图；

图4是本申请实施例一提供的用于4G/5G标准的射频模块的结构示意图；

图5是本申请实施例二提供的用于4G/5G标准的射频模块的结构示意图；

图6是本申请实施例三提供的用于4G/5G标准的射频模块的结构示意图；

图7是本申请实施例四提供的用于4G/5G标准的射频模块的结构示意图。

附图标记说明：

10-切换开关，20-第一功率放大器，30-前端模块，31-第一天线，32-天线开关，33-第二功率放大器，40-无线收发器，50-第三功率放大器，60-第二天线。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图2所示，本实用新型实施例提供的用于4G/5G标准的射频模块，包括功率放大单元，功率放大单元包括切换开关10和第一功率放大器20，切换开关 10和第一功率放大器20连接；切换开关10包括第一通道和第二通道；在切换开关10的第一通道导通的情况下，射频模块支持第一频段的信号；在切换开关10的第二通道导通的情况下，射频模块支持第二频段的信号。

进一步地，请继续参考图2，切换开关10包括第一切换端口、第二切换端口和开关输出端口；开关输出端口和第一功率放大器20连接；第一切换端口和开关输出端口形成第一通道；第二切换端口和开关输出端口形成第二通道。

导通刀的一端和开关输出端口连接，另一端可以在第一切换端口和第二切换端口之间切换。该第一通道为第一切换端口和开关输出端口形成，第二通道为第二切换端口和开关输出端口形成。那么当导通刀切换到第一切换端口上，将第一切换端口和输出端口导通，也即第一通道导通。当导通刀切换到第二切换端口上，将第二切换端口和输出端口导通，也即第二通道导通。具体地，第一开关10可以采用单刀双掷开关。

本领域技术人员应当理解的是，第一频段的信号包括高频段信号或者中频段信号；第二频段的信号包括高频段信号或者中频段信号。该中频段信号和高频段信号可以为常用的一些频段信号，也可以理解为除了超高频段(例如N41 和N77)信号之外的其余频段的信号均可以。

具体地，以我国运营商用到的波段为例，包括波段(band)1、3、4、7、 17、20，其中波段1的频段范围为上行1920-1980MHz，下行2110-2170MHz；波段3的频段范围为上行1710-1785MHz，下行1805-1880MHz；波段4的频段范围为上行1710-1755MHz，下行2110-2155MHz；波段7的频段范围为上行 2500-2570MHz，下行2620-2690MHz；波段17的频段范围为上行704-716MHz，下行734-746MHz；波段20的频段范围为上行832-862MHz，下行791-821MHz。

上述第一频段和第二频段可以在上述band中进行选择，例如第一中频段可以为band1中的一部分频段，例如：上行1955-1980MHz，下行2145-2170的频段。第二频段可以为band1中的另一部分频段，例如：上行1920-1945MHz，下行2110-2135MHz。

将上述射频模块应用到能够支持4G移动终端、5G移动终端或者4G和5G 同时支持的移动终端上后，可以支持两种不同频段的信号。那么对于偏远地区来讲，则可以采用本实用新型实施例提供的射频模块，不仅能够满足地区需求，并且维修成本和造价成本大幅度降低，相关厂商的竞争力也会随之增加。

如图3所示，切换开关10还可以包括第三通道；在切换开关10的第三通道导通的情况下，射频模块支持第三频段的信号。也即第一开关增加第三切换端口，第一开关的第三通道由第一开关的第三切换端口和输出端口形成。那么当导通刀切换到第三切换端口上，则可以将第三切换端口和输出端口导通，也即第三通道导通。此时可以将第一开关10设置为单刀三掷开关。第三频段可以为band20中的频段，例如：上行832-862MHz，下行791-821MHz。

进一步地，本申请中的射频模块可以至少包括两个功率放大单元，每一个功率放大单元支持不同频段的信号。

可以理解的是，请参考图4至图7，射频模块一般均需要前端模块30和第二无线收发器40配合工作，来进行信号的传输。具体地，前端模块30包括第一天线31、天线开关32和第二功率放大器33；天线开关32分别和第一天线31、第二功率放大器33和切换开关10连接；天线开关32还和切换开关10连接。天线开关32用于控制第一天线31接收来自外界的需接收信号，或者用于发送第一功率放大器20经切换开关10传输的需发射信号，或者用于发送来自第二功率发放大器的需发射信号。

第二无线收发器40分别和第一功率放大器20、第二功率放大器33和天线开关32连接；第二无线收发器40用于向第一功率放大器20或第二功率放大器 33发送需发射的信号，或者用于接收来自第一天线31经天线开关32传输的来自外界的需接收信号。

以下列举详细实施例：

实施例一：

请参考图4，图4中给出两个功率放大单元的示例示意图。该射频模块包括两个功率放大单元、一个前端模块30、一个第二无线收发器40。

其中每一个功率放大单元均可以支持两个频段的信号。因此该射频模块可以支持四个频段的信号。例如：图4中上面的功率放大单元，第一频段可以为 band1中的一部分频段，例如：上行1955-1980MHz，下行2145-2170的频段。第二频段可以为band1中的另一部分频段，例如：上行1920-1945MHz，下行 2110-2135MHz。而图4中下面的功率放大单元，第一频段可以为band3中的一部分频段，例如上行1755-1785MHz，下行1850-1880MHz。第二频段可以为 band17中的频段，例如：上行704-716MHz，下行734-746MHz。

而相应的，前端模块30中设置有七个端口，其中一个端口和第一天线31 连接，一个端口和第二功率放大器33，一个端口和第二无线收发器40连接，其余四个端口分别和两个功率放大单元的四个通道连接。可以理解的是，当切换开关10天线开关32中的切换刀连通功率放大单元和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线发送相应频段的信号。当切换开关10天线开关32中的切换刀连通第二无线收发器40和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线接收来自外界的相应的信号。

由上可见，如果某个地区仅仅支持四个频段，则可以采用图4中提供的射频模块，不仅能够满足地区需求，并且维修成本和造价成本大幅度降低，相关厂商的竞争力也会随之增加。该射频模块可以用于4G移动终端、5G移动终端或者4G和5G同时支持的移动终端上。

实施例二：

请参考图5，该射频模块包括三个功率放大单元、一个前端模块30和第二无线收发器40。该射频模块设置有三个功率放大单元，每一个功率放大单元支持两种频段的信号，那么共计支持六种频段的信号，并且六种频段的信号各不同。具体频段的选择可以按照实际需求进行选择，不再赘述。

而相应的，前端模块30中设置有九个端口，其中一个端口和第一天线31 连接，一个端口和第二功率放大器33，一个端口和第二无线收发器40连接，另外六个端口分别和三个功率放大单元的六个通道连接。可以理解的是，当切换开关10天线开关32中的切换刀连通功率放大单元和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线发送相应频段的信号。当切换开关10天线开关32中的切换刀连通第二无线收发器40和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线接收来自外界的相应的信号。

由上可见，如果某个地区仅仅支持六个频段，则可以采用图5中提供的射频模块。该射频模块可以用于4G移动终端、5G移动终端或者4G和5G同时支持的移动终端上。

实施例三：

请参考图6，该射频模块包括三个功率放大单元、一个前端模块30和第二无线收发器40。该射频模块设置有三个功率放大单元，其中两个功率放大单元支持两种频段的信号，另外一个功率放大单元支持三种频段的信号，那么共计支持七种频段的信号。具体频段的选择可以按照实际需求进行选择，不再赘述，当然七种频段的信号各不相同。

而相应的，前端模块30中设置有十个端口，其中一个端口和第一天线31 连接，一个端口和第二功率放大器33，一个端口和第二无线收发器40连接，另外七个端口分别和三个功率放大单元的六个通道连接。可以理解的是，当切换开关10天线开关32中的切换刀连通功率放大单元和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线发送相应频段的信号。当切换开关10天线开关32中的切换刀连通第二无线收发器40和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线接收来自外界的相应的信号。

由上可见，如果某个地区仅仅支持七个频段，则可以采用图6中提供的射频模块。该射频模块可以用于4G移动终端、5G移动终端或者4G和5G同时支持的移动终端上。

实施例四：

请参考图7，该射频模块包括三个功率放大单元、一个前端模块30、一个第二无线收发器40、一个第三功率放大器50和一根第二天线60。第三功率放大器50连接在第二无线收发器40和第二天线60之间；第二无线收发器40用于向第三功率放大器50发送需发射的信号，第二天线60用于将来自第三功率放大器50的需发射的信号发射出去。

该射频模块设置有三个功率放大单元，每一个功率放大单元支持两种频段的信号，那么共计支持六种频段的信号，并且六种频段的信号各不同。具体频段的选择可以按照实际需求进行选择，不再赘述。

而相应的，前端模块30中设置有九个端口，其中一个端口和第一天线31 连接，一个端口和第二功率放大器33，一个端口和第二无线收发器40连接，另外六个端口分别和三个功率放大单元的六个通道连接。可以理解的是，当切换开关10天线开关32中的切换刀连通功率放大单元和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线发送相应频段的信号。当切换开关10天线开关32中的切换刀连通第二无线收发器40和第一天线31的情况下，射频模块可以通过天线接收来自外界的相应的信号。

另外，实施例四中，还设有第三功率放大器50和第二天线60，该第三功率放大器50支持N41或者N77等频率较高的频段，尤其是对于5G环境和设备来讲，单独设置第三功率放大器50和第二天线60，可以实现高频信号传输。

由上可见，如果某个地区仅仅支持七个频段，则可以采用图7中提供的射频模块。具体地，该射频模块可以支持六种中高频段的信号，以及一种超高频段的信号。该射频模块由于设置了支持高频段的第三功率放大器50，因此更加适用于5G环境和设备，当然，该射频模块也可以用于4G移动终端或者4G和 5G同时支持的移动终端上。

最后，需要强调的是，实施例一至实施例四中，均可以在第一天线31和天线开关32之间设置双工器。设置双工器的作用是将发射和接收信号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。

本申请实施例还提供一种移动终端，包括本申请任意实施例提供的用于 4G/5G标准的射频模块。具体地，可以在移动终端中使用实施例一至实施例四中任意一个射频模块。该移动终端可以为手机、平板电脑、手表或者手环等可以搭载射频模块的设备。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，包括功率放大单元，所述功率放大单元包括切换开关和第一功率放大器，所述切换开关和所述第一功率放大器连接；所述切换开关包括第一通道和第二通道；

在所述切换开关的第一通道导通的情况下，所述射频模块支持第一频段的信号；在所述切换开关的第二通道导通的情况下，所述射频模块支持第二频段的信号。

2.根据权利要求1所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，所述切换开关包括第一切换端口、第二切换端口和开关输出端口；所述开关输出端口和所述第一功率放大器连接；所述第一切换端口和所述开关输出端口形成所述第一通道；所述第二切换端口和所述开关输出端口形成所述第二通道。

3.根据权利要求1所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，所述切换开关还包括第三通道；在所述切换开关的第三通道导通的情况下，所述射频模块支持第三频段的信号。

4.根据权利要求1所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，所述第一频段的信号包括高频段信号或者中频段信号；所述第二频段的信号包括高频段信号或者中频段信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，所述射频模块至少包括两个所述功率放大单元，每一个所述功率放大单元支持不同频段的信号。

6.根据权利要求5所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，还包括前端模块，所述前端模块包括第一天线、天线开关和第二功率放大器；所述天线开关分别和所述第一天线、第二功率放大器和切换开关连接；所述天线开关还和所述切换开关连接；

所述天线开关用于控制所述第一天线接收来自外界的需接收信号，或者用于发送第一功率放大器经所述切换开关传输的需发射信号，或者用于发送来自所述第二功率发放大器的需发射信号。

7.根据权利要求6所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，还包括无线收发器，所述无线收发器分别和所述第一功率放大器、第二功率放大器和天线开关连接；

所述无线收发器用于向所述第一功率放大器或第二功率放大器发送需发射的信号，或者用于接收来自所述第一天线经所述天线开关传输的来自外界的需接收信号。

8.根据权利要求6所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，还包括双工器，所述双工器连接在所述第一天线和所述天线开关之间。

9.根据权利要求7所述的用于4G/5G标准的射频模块，其特征在于，还包括第三功率放大器和第二天线，所述第三功率放大器连接在所述无线收发器和所述第二天线之间；所述无线收发器还用于向所述第三功率放大器发送需发射的信号，所述第二天线用于将来自所述第三功率放大器的所述需发射的信号发射出去。

10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的用于4G/5G标准的射频模块。

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