CN215184543U - 天线结构及射频设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种天线结构及射频设备，所述天线结构包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关、及射频收发器，通过第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关的作用，使得采用四天线结构就能实现FR1频段六天线和八天线结构的功能，进而增大在有限的设计空间中天线之间的距离，提高了各天线之间的隔离度，同时降低了天线成本。

Description

天线结构及射频设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种天线结构及射频设备。

背景技术

现有的模组FR1(sub6G)频段设计方案均为8天线或6天线设计，例如8天线设计结构如图1所示，包括ANT_0至ANT_7八根天线。对于NSA场景(即EN-DC，LTE作为核心网，NR作为辅助基站来提高速率)，虽然可以将LTE和NR进行分开天线设计，用来避免LTE谐波落入NR的带内，减少对NR的灵敏度的影响，但由于在目前的整机设计中对模组的小型化和成本上都有严格的控制和要求，所以，模组FR1(sub6G)频段采用8天线或6天线的设计方案，带来的缺点如下：一方面由于天线的数量较多，在有限的设计空间上天线之间的距离很小，从而使得各天线之间的隔离度大大降低，导致NSA场景下发射交调能量和接收耦合的能量变大，进而影响产品的射频性能；另一方面天线的数量较多，从而增加了产品设计的成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术FR1频段采用8天线或6天线设计，一方面使得有限的设计空间中天线之间的距离很小，导致各天线之间的隔离度低，另一方面增加了天线成本的缺陷，提供一种天线结构及射频设备。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种天线结构，所述天线结构包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关、及射频收发器；

所述第一天线与所述第一合路器连接；所述第一开关的T端口与所述射频收发器连接，所述第一开关的第一P端口和第二P端口分别与所述第一合路器及所述第五合路器连接；

所述第二天线与所述第二合路器连接；所述第五合路器与所述第二合路器连接；所述第二合路器和所述第五合路器分别与所述射频收发器连接；

所述第三天线与所述第三合路器连接；所述第二开关的第一T端口与所述射频收发器连接，所述第二开关的第二T端口与所述第三开关的第一P端口连接，所述第二开关的P端口与所述第三合路器连接；

所述第四天线与所述第四合路器连接；所述第三开关的T端口与所述射频收发器连接；所述第三开关的第二P端口与所述第四合路器连接。

较佳地，所述四天线结构还包括低通滤波器；

所述低通滤波器连接在所述第一合路器与所述第一开关的第一P端口之间。

较佳地，所述四天线结构还包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、以及第五功率放大器；

所述第一功率放大器与所述第一开关的T端口和所述射频收发器连接；

所述第二功率放大器与所述第一合路器和所述射频收发器连接；

所述第三功率放大器与所述第一合路器、所述第二合路器及所述射频收发器连接；

所述第四功率放大器与所述第三合路器、第四合路器及所述射频收发器连接；

所述第五功率放大器与所述第三开关的T端口及所述射频收发器连接。

较佳地，所述四天线结构还包括第一射频前端模组；

所述第一射频前端模组与所述第三合路器、所述第四合路器连接；

所述第一射频前端模组还与所述射频收发器连接。

较佳地，所述四天线结构还包括第二射频前端模组；

所述第二射频前端模组与所述第一合路器、第二合路器连接；

所述第二射频前端模组还与所述射频收发器连接。

较佳地，所述四天线结构还包括第一射频双工器；

所述第一射频双工器与所述第一合路器连接；

所述第一射频双工器还与所述射频收发器连接。

较佳地，所述四天线结构还包括第二射频双工器；

所述第二射频双工器与所述第一开关的T端口连接；

所述第二射频双工器还与所述射频收发器连接。

较佳地，所述第一开关、所述第二开关和/或所述第三开关为双刀双掷开关。

较佳地，所述第一天线用于LTE低、中、高频的发射和接收及频段n41第二路发射和接收；所述第一天线还用于频段n78/79第二路分集接收；

所述第二天线用于LTE低、中、高频的分集接收和频段n41第二路的分集接收；所述第二天线还用于频段n78/79第二路的发射和接收；

所述第三天线用于频段n41/78/79的分集接收和频段n1的MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出技术)的分集接收；

所述第四天线用于频段n41/78/79第一路发射和接收；所述第四天线还用于频段n1的MIMO的主集接收。

较佳地，所述第一合路器和所述第二合路器均为三分合路器；

所述第三合路器和所述第四合路器均为二分合路器。

本实用新型还提供一种射频设备，所述射频设备包括如前述的天线结构。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型公开了一种天线结构及射频设备，所述天线结构包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线四根天线，通过第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关的作用，使得采用四天线结构就能实现FR1频段六天线和八天线结构的功能，进而增大在有限的设计空间中天线之间的距离，提高了各天线之间的隔离度，同时降低了天线成本。

附图说明

图1为现有技术的八天线结构的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的四天线结构的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的射频设备的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

如图2所示，本实施例公开了一种天线结构，所述天线结构包括：第一天线ANT_1、第二天线ANT_4、第三天线ANT_5、第四天线ANT_7、第一合路器D1、第二合路器D2、第三合路器D3、第四合路器D4、第五合路器D5、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、及射频收发器；

所述第一天线ANT_1与所述第一合路器D1连接；所述第一开关K1的T端口与所述射频收发器连接，所述第一开关K1的第一P端口和第二P端口分别与所述第一合路器D1及所述第五合路器D5连接；

所述第二天线ANT_4与所述第二合路器D2连接；所述第五合路器D5与所述第二合路器D2连接；所述第二合路器D2和所述第五合路器D5分别与所述射频收发器连接；

所述第三天线ANT_5与所述第三合路器D3连接；所述第二开关K2的第一T端口与所述射频收发器连接，所述第二开关K2的第二T端口与所述第三开关K3的第一P端口连接，所述第二开关K2的P端口与所述第三合路器D3连接；

所述第四天线ANT_7与所述第四合路器D4连接；所述第三开关K3的T端口与所述射频收发器连接；所述第三开关K3的第二P端口与所述第四合路器D4连接。

在本实施例中，P端口是指Port(极化)端口，T端口是指Throw(投、掷)端口。通常，P端口连接天线，T端口连接射频电路。

为了使本实施例的四天线结构能实现FR1频段六天线和八天线结构的功能，本实施例中的各天线集成度高。具体地，所述第一天线ANT_1用于LTE低、中、高频的发射和接收及频段n41第二路发射和接收；所述第一天线ANT_1还用于频段n78/79第二路分集接收；所述第二天线ANT_4用于LTE低、中、高频的分集接收和频段n41第二路的分集接收；所述第二天线ANT_4还用于频段n78/79第二路的发射和接收；所述第三天线ANT_5用于频段n41/78/79的分集接收和频段n1的MIMO的分集接收；所述第四天线ANT_7用于频段n41/78/79第一路发射和接收；所述第四天线ANT_7还用于频段n1的MIMO的主集接收。第一合路器D1和所述第二合路器D2均为三分合路器；所述第三合路器D3和所述第四合路器D4均为二分合路器。

在本实施例中，所述第一开关K1、所述第二开关K2和/或所述第三开关K3可以为双刀双掷开关。

本实施例中，第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关的作用，使得采用四天线结构就能实现FR1频段六天线和八天线结构的功能，进而增大在有限的设计空间中天线之间的距离，提高了各天线之间的隔离度，同时降低了天线成本。

在一可实施的方式中，所述天线结构还包括低通滤波器L1；所述低通滤波器L1连接在所述第一合路器与所述第一开关的第一P端口之间。具体地，低通滤波器L1采用巴特沃斯滤波器或切比雪夫滤波器。

在本实施例中，采用低通滤波器L1对信号进行处理，来减弱NSA场景下LTE谐波的能量，以解决对NR频段灵敏度的影响。

在一可实施的方式中，所述天线结构还包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、以及第五功率放大器；所述第一功率放大器与所述第一开关的T端口和所述射频收发器连接；所述第二功率放大器与所述第一合路器和所述射频收发器连接；所述第三功率放大器与所述第一合路器、所述第二合路器及所述射频收发器连接；所述第四功率放大器与所述第三合路器、第四合路器及所述射频收发器连接；所述第五功率放大器与所述第三开关的T端口及所述射频收发器连接。

本实施例中，采用了功率放大器对信号的功率进行放大，即将小信号进行放大，增强了天线收发信号的质量。

在一可实施的方式中，所述天线结构还包括第一射频前端模组；所述第一射频前端模组与所述第三合路器、所述第四合路器连接；所述第一射频前端模组还与所述射频收发器连接。

在一可实施的方式中，所述天线结构还包括第二射频前端模组；所述第二射频前端模组与所述第一合路器、第二合路器连接；所述第二射频前端模组还与所述射频收发器连接。

在本实施例中，射频前端模组不仅有信号放大的功能还有滤波功能，使得信号在接收和发射的时候都能够进行放大，并且还能对信号进行滤波，进而增强了天线收发信号的质量。

在一可实施的方式中，所述天线结构还包括第二射频双工器；所述第二射频双工器与所述第一开关的T端口连接；所述第二射频双工器还与所述射频收发器连接。

本实施例中，增加了射频双工器使得不同频率的信号可以采用分路的形式同时进行接收和发射。从而提升了信号的收发效率。

本实施例中，还可在第一开关和射频收发器之间增加滤波器。该滤波器为SAW(surface acoustic wave，声表面波)滤波器，使得只有频段n41可以通过第一开关进行收发。

本实施例公开一种天线结构所述天线结构包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关、及射频收发器，第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关的作用，使得采用四天线结构就能实现FR1频段六天线和八天线结构的功能，进而增大在有限的设计空间中天线之间的距离，提高了各天线之间的隔离度，同时降低了天线成本。另在四天线结构中还增加了低通滤波器、功率放大器、射频前端模组、射频双工器及SAW滤波器，进一步提升了天线收发信号的质量和效率。

实施例2

如图3所示，本实施例公开了一种射频设备，该射频设备包括实施例1中的天线结构1。

本实施例公开了一种射频设备，该射频设备包括实施例1中的天线结构，使得该射频设备采用四天线结构就能实现八天线的功能，从而增大该射频设备内的天线在有限的设计空间中各天线之间的距离，提高了各天线之间的隔离度，进而确保了射频设备性能。

Claims (11)

1.一种天线结构，其特征在于，所述天线结构包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第一合路器、第二合路器、第三合路器、第四合路器、第五合路器、第一开关、第二开关、第三开关、及射频收发器；

所述第一天线与所述第一合路器连接；所述第一开关的T端口与所述射频收发器连接，所述第一开关的第一P端口和第二P端口分别与所述第一合路器及所述第五合路器连接；

所述第二天线与所述第二合路器连接；所述第五合路器与所述第二合路器连接；所述第二合路器和所述第五合路器分别与所述射频收发器连接；

所述第三天线与所述第三合路器连接；所述第二开关的第一T端口与所述射频收发器连接，所述第二开关的第二T端口与所述第三开关的第一P端口连接，所述第二开关的P端口与所述第三合路器连接；

所述第四天线与所述第四合路器连接；所述第三开关的T端口与所述射频收发器连接；所述第三开关的第二P端口与所述第四合路器连接。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括低通滤波器；

所述低通滤波器连接在所述第一合路器与所述第一开关的第一P端口之间。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、以及第五功率放大器；

所述第一功率放大器与所述第一开关的T端口和所述射频收发器连接；

所述第二功率放大器与所述第一合路器和所述射频收发器连接；

所述第三功率放大器与所述第一合路器、所述第二合路器及所述射频收发器连接；

所述第四功率放大器与所述第三合路器、第四合路器及所述射频收发器连接；

所述第五功率放大器与所述第三开关的T端口及所述射频收发器连接。

4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括第一射频前端模组；

所述第一射频前端模组与所述第三合路器、所述第四合路器连接；

所述第一射频前端模组还与所述射频收发器连接。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括第二射频前端模组；

所述第二射频前端模组与所述第一合路器、第二合路器连接；

所述第二射频前端模组还与所述射频收发器连接。

6.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括第一射频双工器；

所述第一射频双工器与所述第一合路器连接；

所述第一射频双工器还与所述射频收发器连接。

7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括第二射频双工器；

所述第二射频双工器与所述第一开关的T端口连接；

所述第二射频双工器还与所述射频收发器连接。

8.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关和/或所述第三开关为双刀双掷开关。

9.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线用于LTE低、中、高频的发射和接收及频段n41第二路发射和接收；所述第一天线还用于频段n78/79第二路分集接收；

所述第二天线用于LTE低、中、高频的分集接收和频段n41第二路的分集接收；所述第二天线还用于频段n78/79第二路的发射和接收；

所述第三天线用于频段n41/78/79的分集接收和频段n1的MIMO的分集接收；

所述第四天线用于频段n41/78/79第一路发射和接收；所述第四天线还用于频段n1的MIMO的主集接收。

10.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一合路器和所述第二合路器均为三分合路器；

所述第三合路器和所述第四合路器均为二分合路器。

11.一种射频设备，其特征在于，所述射频设备包括如权利要求1～10中任意一项所述的天线结构。

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