CN214591349U - 射频电路和通讯终端 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种射频电路和通讯终端，解决了现有技术中发射小功率的射频信号时，发射通路功耗大的问题。射频电路，包括：主控电路、射频收发电路、功率调整电路和天线。射频收发电路、功率调整电路和天线依次连接，主控电路连接射频收发电路和功率调整电路。功率调整电路包括与射频收发电路连接的第一通路切换电路和与第一通路切换电路连接的多个功率调整单元。主控电路用于确定射频收发电路接收到的射频信号的强度，根据强度控制第一通路切换电路选择与射频信号强度对应的功耗最低的功率调整单元。主控电路还用于向射频收发电路发出发射信号指令，射频收发电路根据发射信号指令发射控制信号指令，控制信号指令经过被选择的功率调整单元并由天线发射出去。

Description

射频电路和通讯终端

技术领域

本申请涉及无线通讯技术领域，具体涉及一种射频电路和通讯终端。

背景技术

射频终端中通常设置有功率放大器(Power Amplifier，PA)，以实现对射频信号发射功率的调整，例如，通讯距离远时输出大功率的射频信号，通讯距离近时输出小功率的射频信号。然而，由于输出小功率的射频信号时，PA的效率较低，导致整个发射通路的功耗较大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种射频电路和通讯终端，以解决现有技术中发射小功率的射频信号时，发射通路功耗较大的问题。

本申请一方面提供了一种射频电路，包括：主控电路、射频收发电路、功率调整电路和天线。射频收发电路、功率调整电路和天线依次连接，主控电路连接射频收发电路和功率调整电路。功率调整电路包括与射频收发电路连接的第一通路切换电路和与第一通路切换电路连接的多个功率调整单元。主控电路用于确定根据射频收发电路接收到的射频信号的强度，根据该强度控制第一通路切换电路选择与射频信号强度对应的功耗最低的功率调整单元。主控电路还用于向射频收发电路发出发射信号指令，射频收发电路根据发射信号指令发射控制信号指令，控制信号指令经过被选择的功率调整单元并由天线发射出去。

在一种可能的实现方式中，多个功率调整单元包括：第一功率调整单元和第二功率调整单元，第一功率调整单元包括功率放大电路，第二功率调整单元包括直通天线的信号连接线。主控电路用于当射频收发电路接收到的射频信号的强度小于强度阈值时，控制第一通路切换电路选择第一功率调整单元；当射频收发电路接收到的射频信号的强度大于等于强度阈值时，控制第一通路切换电路选择第二功率调整单元。

在一种可能的实现方式中，强度阈值取决于经由第二功率调整单元传输的控制信号指令满足发射功率要求的最大值。

在一种可能的实现方式中，主控电路包括信号检测模块，构造为检测射频收发电路接收到的射频信号的强度；和指令发送模块，构造为向第一通路切换电路发送指令，以使得第一通路切换电路切换为与强度对应的功率调整单元。

在一种可能的实现方式中，功率调整电路还包括第二通路切换电路，多个功率调整单元分别经由第二通路切换电路与天线连接，主控电路还和第二通路切换电路连接。主控电路还用于控制第二通路切换电路将被选择的功率调整单元和天线接通。

在一种可能的实现方式中，射频电路还包括连接在第二通路切换电路和天线之间的第三通路切换电路，第三通路切换电路还和射频收发电路连接，主控电路还和第三通路切换电路连接。主控电路还用于控制第三通路切换电路选择：一路连接天线和射频收发电路；另一路连接功率调整电路和天线，以实现射频收发电路的接收和发射两种通讯模式的时隙切换。

在一种可能的实现方式中，第一通路切换电路、第二通路切换电路和第三通路切换电路中的至少一个包括射频开关。

在一种可能的实现方式中，射频电路还包括连接在功率调整电路和天线之间的第四通路切换电路，第四通路切换电路还和射频收发电路连接，主控电路还和第四通路切换电路连接；

主控电路还用于控制第四通路切换电路选择：一路连接天线和射频收发电路；另一路连接功率调整电路和天线，以实现射频收发电路的接收和发射两种通讯模式的时隙切换。

在一种可能的实现方式中，射频电路还包括电源电路，电源电路与主控电路连接。

本申请另一方面提供了一种通讯终端，包括上述任一实施例提供的射频电路。

根据本申请提供的射频电路和通讯终端，设置有多个功率调整单元，主控电路可以确定射频收发电路接收到的射频信号的强度，并选择与该强度对应的功耗最低的功率调整单元构成发射通路，从而降低了射频终端输出小功率的射频信号时的功耗，进而提高了整个发射通路的效率。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的通讯终端的应用场景示意图。

图2为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。

图3为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。

图4为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。

图5为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。

图6为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。

图7为本申请另一实施例提供的图5所示射频电路的电路图。

图8为本申请另一实施例提供的射频电路的示意图。

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做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。

图1为本申请一实施例提供的通讯终端的应用场景示意图。如图1所示，在本实施例中，通讯终端10被实施为用于控制工程车100的遥控器。遥控器包括第一射频电路，工程车100内设置有第二射频电路，遥控器和工程车100之间可以通过第一射频电路和第二射频电路进行无线通讯，从而利用遥控器控制工程车100执行相应动作，例如启停、前进、后退、机械臂移动等。

需要说明的是，第一射频电路和第二射频电路可以相同也可以不同。当第一射频电路和第二射频电路不同时，例如，在一个实施例中，第一射频电路包括射频收发电路，可用于发射和接收射频信号；第二射频电路仅包括射频接收电路，用于接收射频信号。在另一个实施例中，第一射频电路包括功率调整电路，用于对待发射的射频信号进行功率调整；第二射频电路不包括功率调整电路。

下面结合实施例具体描述第一射频电路的具体结构，为了简化，后续将第一射频电路简称为射频电路。

图2为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。如图2所示，射频电路10包括主控电路11、射频收发电路12、功率调整电路13和天线14。射频收发电路12、功率调整电路13和天线14依次连接，主控电路11连接射频收发电路12和功率调整电路13。功率调整电路13包括与射频收发电路12连接的第一通路切换电路131和与第一通路切换电路131连接的多个功率调整单元132。主控电路11用于确定射频收发电路12接收到的射频信号的强度，根据该强度控制第一通路切换电路131选择与该强度对应的功耗最低的功率调整单元132；向射频收发电路12发出发射信号指令，射频收发电路12根据发射信号指令发射控制信号指令，控制信号指令经过被选择的功率调整单元132，并由天线14发射出去。

射频收发电路12用于根据主控电路11发出的发射信号指令，将与发射信号指令对应的控制信号指令加载到高频信号上生成射频信号；还用于对来自天线14的射频信号进行解调得到数字信号。

功率调整单元132用于对射频收发电路12发射的射频信号进行功率调整，可调大射频发射功率，也可调小射频发射功率，也可保持射频发射功率。多个功率调整单元132的调整程度不同，即调大和/或调小的倍数不等，这里提到的调大和/或调小的倍数可以是固定数值，也可以是数值区间。

在忽略遮挡等环境因素的前提下，当射频收发电路12接收到的射频信号的强度一定时，表明射频信号传输距离一定，此时，射频电路10待发射的射频信号强度便可确定。由于射频收发电路12发射的射频信号的强度为定值，为了达到射频电路10所需的射频信号强度，便需要利用功率调整电路13对射频收发电路12发射的射频信号的功率进行调整。通过测试，已预先得到不同调整程度所对应的功耗最低的一个功率调整单元132，并在主控电路11的存储介质中存储有射频信号强度和功率调整单元132的对应关系。这种情况下，主控电路11根据预存的射频信号强度和功率调整单元132的对应关系，选择与当前射频信号强度对应的功率调整单元132构成发射通路，便可以使发射通路的效率得到提升。

在一个实施例中，射频电路10还包括电源电路，电源电路与主控电路11连接，从而为主控电路供电。这种情况下，当发射通路的效率提升后，电池的使用时间也会相应延长。

根据本实施例提供的射频电路，通过设置多个功率调整单元132，根据接收到的射频信号强度选择效率最高的功率调整单元132构成发射通路，从而降低了射频终端输出小功率的射频信号时的功耗，进而提高了整个发射通路的效率。

图3为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。如图3所示，射频电路20和图2所示射频电路10的区别仅在于，在射频电路20中，多个功率调整单元132包括两个功率调整单元，即第一功率调整单元和第二功率调整单元。第一功率调整单元包括功率放大电路1321，第二功率调整单元包括直通天线14的射频信号传输线1322。主控电路11用于当射频收发电路12接收到的射频信号的强度小于强度阈值时，控制第一通路切换电路131选择第一功率调整单元；当射频收发电路12接收到的射频信号的强度大于或等于强度阈值时，控制第一通路切换电路131选择第二功率调整单元。

在忽略遮挡等环境因素的前提下，射频收发电路12接收到的射频信号的强度与距离有关。例如，对于图1所示应用场景而言，当遥控器10接收到的射频信号强度低时，表明遥控器10和工程车100之间的距离较远。这种情况下，射频电路10需要发射大功率的射频信号，才可确保通信质量。即选择第一功率调整单元构成发射通路，利用功率放大电路1321对发射的射频信号进行功率放大，以满足通讯要求。当遥控器10接收到的射频信号强度高时，表明遥控器10和工程车100之间的距离较近，这种情况下，射频电路10发射小功率的射频信号，便可保证通信质量。即选择第二功率调整单元构成发射通路，直接将射频收发电路12发射的射频信号发射出去即可满足通信要求。

强度阈值根据测试结果得到，取决于经由第二功率调整单元传输的控制信号指令满足发射功率要求的最大值。例如，仍以图1所示应用场景为例，首先设置遥控10和车100之间的距离为5米，测试遥控10接收到的射频信号强度为-85dBm，选择第二功率调整单元构成发射通路时没有掉线；然后增大遥控10和车100之间的距离，例如为6米，测试遥控10接收到的射频信号强度为-90dBm，选择第二功率调整单元构成发射通路时掉线了。这样便可以确定强度阈值在(-85，-90)dBm范围内，此时需要再经过测试，选择该范围内通过第二功率调整单元构成发射通路不掉线的强度最大值作为强度阈值。

在一个实施例中，主控电路11包括信号检测模块，构造为检测射频收发电路接收到的射频信号的强度；和指令发送模块，构造为向第一通路切换电路发送指令，以使得第一通路切换电路切换为与强度对应的功率调整单元。

主控电路11的上述模块可以通过软件实现，也可以通过硬件实现。当通过软件实现时，主控电路11包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如下步骤：检测射频收发电路接收到的射频信号的强度，例如获取射频收发电路接收到的射频信号的电压值或电流值，以此作为射频信号的强度。根据强度，结合强度阈值，确定与强度对应的功率调整单元。控制第一通路切换电路选择与强度对应的功能调整单元。利用软件实现射频信号强度的检测功能，节省硬件成本。处理器可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。当通过硬件实现时，信号检测模块包括峰值采样保持电路和开关放电电路，指令发送模块可以为断路器。

应当理解，主控电路11还可以采用软硬结合的方式实现。例如信号检测模块为硬件实现，指令发送模块为软件实现。

根据本实施例提供的射频电路中设置有两个功率调整单元132。当射频电路20需要发射大功率射频信号时，选择第一个功率调整单元132构成发射通路，射频收发电路12发射的射频信号需要经过功率放大电路1321。当射频电路20需要发射小功率射频信号时，选择第一个功率调整单元132构成发射通路，射频收发电路12发射的射频信号直通天线14。这样便克服了射频电路20发射小功率射频信号时功耗大的问题，从而提升了射频电路20的发射效率。

图4为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。如图4所示，射频电路30和图3所示射频电路20的区别仅在于，功率调整电路13还包括第二通路切换电路133，多个功率调整单元132分别经由第二通路切换电路133与天线14连接，主控电路11还和第二通路切换电路133连接。主控电路11还用于控制第二通路切换电路133将被选择的功率调整单元132和天线14接通。这样，两个功率调整单元132在第二通路切换电路汇合后，再与天线14连接，控制逻辑清晰，易于软件实现，同时也有便于发射通路的阻抗控制和调试。

图5为本申请另一实施例提供的射频电路的结构框图。如图5所示，射频电路40在图4所示射频电路30的基础上还包括连接在第二通路切换电路133和天线14之间的第三通路切换电路15，第三通路切换电路15还和射频收发电路12连接，主控电路11还和第三通路切换电路15连接。主控电路11还用于控制第三通路切换电路15选择：一路连接天线14和射频收发电路12；另一路连接功率调整电路13和天线14，以实现射频收发电路12的接收和发射两种通讯模式的时隙切换。

具体而言，主控电路11向射频收发电路12发出接收信号指令，并控制第三通路切换电路15选择一路将天线14和射频收发电路12连接，以确保射频收发电路12接收来自天线14的射频信号。主控电路11向射频收发电路12发出发射信号指令，并控制第一通路切换电路131选择一个功率调整单元，控制第二通路切换电路133将被选择的功率调整单元通过第三通路切换单元15与天线14连接，以将射频信号从天线14发射出去。

在一个实施例中，也可以不设置第二通路切换电路133，而是直接将第三通路切换电路15设置在图3所示射频电路20的功率调整电路13和天线14之间，如图6所示射频电路50。这种情况下，为了便于区分，将第三通路切换电路15即为第四通路切换电路16，第四通路切换电路16还和射频收发电路12连接，主控电路11还和第四通路切换电路16连接。

根据上述任一实施例提供的射频电路，在具备射频信号发射功能的同时，还具备射频信号接收功能，结构简单易实现。

图7为本申请另一实施例提供的图5所示射频电路的电路图。如图7所示，从射频收发电路12输出的射频信号由开关芯片U9的引脚PA-IN进入开关芯片U9后分成两路，一路输入到PA放大，然后再输入到开关芯片U10；另一路直通输入到开关芯片U10。两路射频信号在U10汇合后，接入到开关芯片U11，开关芯片U11根据主控电路11的指令选择：一路连接天线14和射频收发电路12，以连通接收通路；另一路连接第二通路切换电路133和天线14，以连通发射通路，从而实现射频电路通讯模式，包括接收和发射，的时隙切换。其中，开关芯片U9、开关芯片U10和开关芯片U11的开关通断与通路选择由主控芯片MCU根据切换算法进行控制。

如图5和图6所示的射频电路均利用同一天线14构成发射通路和接收通路，这种情况下，需要通过切换电路实现发射通路和接收通路之间的切换，例如图5中的第三通路切换电路15和图6中的第四通路切换电路16。实际应用中，还可以分别为发射通路和接收通路单独设置天线。

图8为本申请另一实施例提供的射频电路的示意图。为了便于描述，将图2所示射频电路10中的天线14记为第一天线141，这种情况下，如图8所示的射频电路60和图2所示射频电路10的区别仅在于，射频电路60还包括与射频收发电路12连接的第二天线142。第二天线142用于接收射频信号。射频收发电路12还用于将第二天线142接收到的射频信号发送给主控电路11。后续，主控电路11便可以确定该射频信号的强度，并基于该强度确定发射通路。

应当理解，图3和图4所示射频电路中也可以设置与射频收发电路12连接的第二天线，从而构成射频接收通路，具体细节不再赘述。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种射频电路，其特征在于，包括：主控电路、射频收发电路、功率调整电路和天线；

所述射频收发电路、所述功率调整电路和所述天线依次连接，所述主控电路连接所述射频收发电路和所述功率调整电路；

所述功率调整电路包括与所述射频收发电路连接的第一通路切换电路和与所述第一通路切换电路连接的多个功率调整单元；

所述主控电路用于确定所述射频收发电路接收到的射频信号的强度，根据所述强度控制所述第一通路切换电路选择与所述强度对应的功耗最低的所述功率调整单元；

所述主控电路还用于向所述射频收发电路发出发射信号指令，所述射频收发电路根据所述发射信号指令发射控制信号指令，所述控制信号指令经过被选择的所述功率调整单元并由所述天线发射出去。

2.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述多个功率调整单元包括：第一功率调整单元和第二功率调整单元，所述第一功率调整单元包括功率放大电路，所述第二功率调整单元包括直通所述天线的信号连接线；

所述主控电路具体用于当所述射频收发电路接收到的所述射频信号的强度小于强度阈值时，控制所述第一通路切换电路选择所述第一功率调整单元；当所述射频收发电路接收到的所述射频信号的强度大于或等于所述强度阈值时，控制所述第一通路切换电路选择所述第二功率调整单元。

3.根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述强度阈值取决于经由所述第二功率调整单元传输的所述控制信号指令满足发射功率要求的最大值。

4.根据权利要求2或3所述的射频电路，其特征在于，所述主控电路包括：

信号检测模块，构造为检测所述射频收发电路接收到的所述射频信号的强度；

指令发送模块，构造为向所述第一通路切换电路发送指令，以使得所述第一通路切换电路切换为与所述强度对应的所述功率调整单元。

5.根据权利要求1-3中任一所述的射频电路，其特征在于，所述功率调整电路还包括第二通路切换电路，所述多个功率调整单元分别经由所述第二通路切换电路与所述天线连接，所述主控电路还和所述第二通路切换电路连接；

所述主控电路还用于控制所述第二通路切换电路将被选择的所述功率调整单元和所述天线接通。

6.根据权利要求5所述的射频电路，其特征在于，还包括连接在所述第二通路切换电路和所述天线之间的第三通路切换电路，所述第三通路切换电路还和所述射频收发电路连接，所述主控电路还和所述第三通路切换电路连接；

所述主控电路还用于控制所述第三通路切换电路选择：一路连接所述天线和所述射频收发电路；另一路连接所述功率调整电路和所述天线，以实现射频收发电路的接收和发射两种通讯模式的时隙切换。

7.根据权利要求6所述的射频电路，其特征在于，所述第一通路切换电路、所述第二通路切换电路和所述第三通路切换电路中的至少一个包括射频开关。

8.根据权利要求1-3中任一所述的射频电路，其特征在于，还包括连接在所述功率调整电路和所述天线之间的第四通路切换电路，所述第四通路切换电路还和所述射频收发电路连接，所述主控电路还和所述第四通路切换电路连接；

所述主控电路还用于控制所述第四通路切换电路选择：一路连接所述天线和所述射频收发电路；另一路连接所述功率调整电路和所述天线，以实现射频收发电路的接收和发射两种通讯模式的时隙切换。

9.根据权利要求1-3中任一所述的射频电路，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路与所述主控电路连接。

10.一种通讯终端，其特征在于，包括权利要求1-9中任一所述的射频电路。

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