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CN112769438B - 射频mmpa器件、射频系统和通信设备 - Google Patents

射频mmpa器件、射频系统和通信设备 Download PDF

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CN112769438B
CN112769438B CN202110015255.5A CN202110015255A CN112769438B CN 112769438 B CN112769438 B CN 112769438B CN 202110015255 A CN202110015255 A CN 202110015255A CN 112769438 B CN112769438 B CN 112769438B
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王国龙
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Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
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Abstract

本申请提供一种射频MMPA器件、射频系统和通信设备,其中,射频MMPA器件被配置有用于连接射频收发器的高频输入端口以及用于连接天线的多个收发端口组,每一收发端口组包括第一接收端口和第一收发端口,射频MMPA器件包括:第一功率放大器,第一功率放大器的输入端与高频输入端口连接,用于接收并放大多个高频信号;第一开关单元,第一开关单元分别与第一功率放大器的输出端、多个第一收发端口、多个第一接收端口连接,用于选择性导通第一功率放大器与任一第一收发端口之间的发射通路,还用于选择性导通任一收发端口组中第一收发端口与第一接收端口之间的接收通路,可以提高射频MMPA器件的集成度,节省面积。

Description

射频MMPA器件、射频系统和通信设备
技术领域
本申请涉及射频技术领域,特别是涉及一种射频MMPA器件、射频系统和通信设备。
背景技术
随着技术的发展和进步,移动通信技术逐渐开始应用于电子设备。为了实现支持不同频段的高频信号的发射功能,一般会采用多个独立的功率放大模组来实现对比不同高频信号的功率放大,其占用基板的面积大。
发明内容
本申请实施例提供了一种射频MMPA器件、射频系统和通信设备,可以提高射频MMPA器件的集成度,节省面积。
本申请实施例提供一种射频MMPA器件,被配置有用于连接射频收发器的高频输入端口以及用于连接天线的多个收发端口组,每一所述收发端口组包括第一接收端口和第一收发端口,所述射频MMPA器件包括:
第一功率放大器,所述第一功率放大器的输入端与所述高频输入端口连接,用于接收并放大多个高频信号;
第一开关单元,所述第一开关单元分别与所述第一功率放大器的输出端、多个第一收发端口、多个第一接收端口连接,用于选择性导通所述第一功率放大器与任一所述第一收发端口之间的发射通路,还用于选择性导通任一所述收发端口组中所述第一收发端口与所述第一接收端口之间的接收通路。
本申请实施例提供一种射频系统,包括:射频收发器、第一天线、滤波模块、发射模块、第一接收模块和如上述的射频MMPA器件,其中,
所述射频MMPA器件的高频输入端口与所述射频收发器连接;
所述滤波模块,至少包括多个第一滤波单元,其中,多个所述第一滤波单元分别与多个所述第一收发端口一一对应连接,所述第一滤波单元用于对所述射频MMPA器件输出的所述高频信号进行滤波处理;
所述发射模块被配置有天线端口和多个第二收发端口,其中,所述天线端口与所述第一天线连接,多个所述第二收发端口与多个所述第一滤波单元一一对应连接;
所述第一接收模块被配置有多个第二接收端口,多个所述第二接收端口分别与多个第一接收端口连接,用于支持对多个高频信号的接收放大处理。
本申请实施例提供一种通信设备,包括如上述的射频系统。
上述射频MMPA器件、射频系统、通信设备,通过在射频MMPA器件中引入第一开关单元,以避免使用多个独立的功率放大模组或功分器模块来实现不同高频信号之间的切换,以及接收通路和发射通路之间的切换,进而可大幅度降低射频MMPA器件的占用面积,达到精简射频MMPA器件内部结构的目的,另外,还可以对应降低射频MMPA器件的插入损耗值,进而可以降低高频信号的发射功率,以达到降低功耗的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中射频MMPA器件的结构框图之一;
图2为一个实施例中射频MMPA器件的结构框图之二;
图3为一个实施例中射频MMPA器件的结构框图之三;
图4为一个实施例中射频MMPA器件的结构框图之四;
图5为一个实施例中射频系统的结构框图之一;
图6为一个实施例中射频系统的结构框图之二;
图7为一个实施例中射频系统的结构框图之三;
图8为一个实施例中射频MMPA器件的结构框图之五;
图9为一个实施例中射频MMPA器件的结构框图之六;
图10为一个实施例中射频系统的结构框图之四;
图11为一个实施例中射频系统的结构框图之五;
图12为一个实施例中射频系统的结构框图之六;
图13为一个实施例中射频系统的结构框图之七;
图14为一个实施例中射频系统的结构框图之八;
图15为一个实施例中射频系统的结构框图之九;
图16为一个实施例中射频系统的结构框图之十;
图17为一个实施例中发射模块的结构框图之一;
图18为一个实施例中发射模块的结构框图之二。
图19为一个实施例中发射模块的结构框图之三;
图20为一个实施例中射频系统的结构框图之十一;
图21为一个实施例中发射模块的结构框图之四;
图22为一个实施例中射频系统的结构框图之十二;
图23为一个实施例中发射模块的结构框图之五;
图24为一个实施例中射频系统的结构框图之十三。
具体实施方式
为了便于理解本申请,为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中,“若干”的含义是至少一个,例如一个,两个等,除非另有明确具体的限定。
本申请实施例涉及的射频MMPA器件可以应用到具有无线通信功能的通信设备,其通信设备可以为手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备,以及各种形式的用户设备(User Equipment,UE)(例如,手机),移动台(MobileStation,MS)等等。为方便描述,上面提到的设备统称为通信设备。网络设备可以包括基站、接入点等。
本申请实施例提供一种射频MMPA器件10。该射频MMPA器件10可以理解为多模多频功率放大器(Multimode Multiband Power Amplifier Module,MMPA)。该射频MMPA器件10可以支持对多个不同频段的高频信号的发射,以实现对多个高频信号间的发射切换控制,还可以作为多个高频信号接收通道的传输器件。多个高频信号可以包括4G LTE信号、5G NR信号中的不同频段、不同双工制式的高频信号。具体的,多个高频信号的频段可至少包括B38、B7、B40、B41、N7和N41。其中,N7、N41分别对应与B7、B41共用收发通道。可选的,高频信号还可以包括WCDMA信号中的高频信号。
如图1和图2所示,在其中一个实施例中,射频MMPA器件10可以理解为封装结构,射频MMPA器件10被配置有用于连接射频收发器的高频输入端口HB RFIN以及用于连接天线的多个收发端口组。每一收发端口组包括第一接收端口HBRX和第一收发端口HB。射频MMPA器件10配置的高频输入端口HB RFIN、多个收发端口组可以理解为射频MMPA器件10的射频引脚端子,用于与各外部器件进行连接。具体的,高频输入端口HB RFIN可用于与射频收发器连接,用于接收射频收发器发出的多个高频信号,射频MMPA器件10可对输入的多个高频信号进行放大处理。收发端口组的数量大于或等于高频信号的数量,其中,每一组收发端口组用于传输一个高频信号,且各个收发端口组所传输的高频信号不同。
具体的,射频MMPA器件10包括第一功率放大器110和第一开关单元120。其中,第一功率放大器110的输入端与高频输入端口HB RFIN连接,第一功率放大器110的输出端与第一开关单元120连接,用于接收并放大多个高频信号,并将放大处理后的多个高频信号输出至第一开关单元120,以选择输出至对应的第一收发端口HB。也即,第一功率放大器110能够支持对多个高频信号的功率放大器处理,可以将第一功率放大器110理解为高频功率放大器。
第一开关单元120还分别与多个第一收发端口(例如,HB1、HB2、HB3、HB4)、多个第一接收端口(例如,HBRX1、HBRX2、HBRX3、HBRX4)连接,用于选择性导通第一功率放大器110与任一第一收发端口之间的发射通路,以使经第一功率放大器110放大处理后的多个高频信号可经对应的发射通路传输至对应的第一收发端口输出。第一开关单元120还可用于选择性导通任一收发端口组中第一收发端口(例如,HB1)与第一接收端口(例如,HBRX1)之间的接收通路,以使射频MMPA器件10的第一收发端口HB1可对应接收对应频段的高频信号,并将接收的高频信号经接收通路、第一接收端口HBRX1输出,并传输至对应的第一接收模块进行处理。
上述实施例中的射频MMPA器件10,通过在射频MMPA器件10中引入第一开关单元120,以避免使用多个独立的功率放大模组或功分器模块来实现不同高频信号之间的切换,以及接收通路和发射通路之间的切换,进而可大幅度降低射频MMPA器件10的占用面积,达到精简射频MMPA器件10内部结构的目的,另外,通过引入第一开关单元120还可以对应降低射频MMPA器件10的插入损耗值,进而可以降低高频信号的发射功率,以达到降低功耗的目的。
在其中一个实施例中,第一开关单元120包括第一射频开关121和多个第二射频开关122,其中,第一射频开关121的第一端与第一功率放大器110的输出端连接,第一射频开关121的多个第二端分别与各第二射频开关122的一第一端一一对应连接。多个第二射频开关122分别与多个收发端口组一一对应连接。其中,针对每一第二射频开关122,其第二射频开关122的另一第一端、第二端与同一收发端口组中第一接收端口、第一收发端口一一对应连接。具体的,第一射频开关121的第二端的数量可与第二射频开关122的数量相等,另外,第二射频开关122的数量还可以大于或等于收发天线组的数量。
为了便于说明,在本申请实施例中,以高频信号包括B7(N7)、B38、B40、B41(N41)这四个信号和四个收发天线组为例进行说明。其中,第一开关单元120可包括SP4T开关和四个SPDT开关(例如,可记为SPDT#1、SPDT#2、SPDT#3、SPDT#4)。其中,SP4T开关的单端子(触点1)与第一功率放大器110的输出端连接,SP4T开关的四个选择端(触点2、3、4、5)分别与SPDT#1的触点2、SPDT#2的触点2、SPDT#3的触点2、SPDT#4的触点2一一对应连接,SPDT#1的触点3、SPDT#3的触点3、SPDT#3的触点3、SPDT#4的触点3分别与四个第一接收端口HBRX1、HBRX2、HBRX3、HBRX4一一对应连接,SPDT#1的触点1、SPDT#2的触点1、SPDT#3的触点1、SPDT#4的触点1分别与四个第一收发端口HB1、HB2、HB3、HB4一一对应连接。示例性的,第一收发端口HB1可对应收发B7(N7)频段信号,第一收发端口HB2可对应收发B41(N41)频段信号,第一收发端口HB3可对应收发B38频段信号,第一收发端口HB4可对应收发B40频段信号。需要说明的是,同一收发端口中的第一收发端口HB和第一发射端口所传输的信号频段相同。
基于如图1所示的射频MMPA器件10,分别以B38频段的高频信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
B38频段信号的发射路径:
高频输入端口HB RFIN→第一功率放大器110→SP4T开关(触点1)→SP4T开关(触点3)→SDPT#3(触点2)→SDPT#3(触点1)→第一收发端口HB3端口输出;
B38频段信号的接收路径:
第一收发端口HB3端口→SDPT#3(触点1)→SDPT#3(触点3)→第一接收端口HBRX3端口,输出至对应的第一接收模块。
进一步的,第一射频开关121为SP4T开关时,其SP4T插入损耗值可如表1所示,SPDT开关的插入损耗值如表2所示。
表1 SP4T插入损耗值
频率(MHz) 690~960 1700~2200 2300~2700
损耗(dB) 0.25 0.3 0.35
表2 SPDT插入损耗值
频率(MHz) 1000~1600 1600~3000 3000~4500
损耗(dB) 0.20 0.25 0.30
基于如图1所示的射频MMPA器件10,用于传输B38频段信号的发射路径的插入损耗值相对于传统技术,可以降低4.7dB,其大幅度地降低了器件内部的插入损耗值,进而可以提高射频MMPA器件10的通信性能,而且可以达到降低功耗的目的。
如图2所示,在其中一个实施例中,第一开关单元120包括第一多通道选择开关123,其中,第一多通道选择开关123包括多个第一端和多个第二端。其中,一第一端与第一功率放大器110的输出端连接,剩余多个第一端分别与多个第一接收端口一一对应连接,多个第二端分别与多个第一收发端口一一对应连接。
为了便于说明,在本申请实施例中,以高频信号包括B7(N7)、B38、B40、B41(N41)这四个信号和四个收发天线组为例进行说明。其中,第一开关单元120可包括第一多通道选择开关123,例如4P5T开关。其中,第一多通道选择开关123可包括五个第一端(触点1、2、3、4、5)和四个第二端(触点6、7、8、9)。一第一端(触点3)与第一功率放大器110的输出端连接,四个第一端(触点1、2、4、5)分别与四个第一接收端口HBRX1、HBRX2、HBRX3、HBRX4一一对应连接,四个第二端(触点6、7、8、9)分别与四个第一收发端口HB1、HB2、HB3、HB4一一对应连接。
基于如图2所示的射频MMPA器件10,分别以B38频段的高频信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
B38频段信号的发射路径:
高频输入端口HB RFIN→第一功率放大器110→4P5T开关(触点3)→4P5T开关(触点7)→第一收发端口HB3端口输出;
B38频段信号的接收路径:
第一收发端口HB3端口→4P5T开关(触点7)→4P5T开关(触点1)→第一接收端口HBRX3端口,输出至对应的第一接收模块。
如图2所示的射频MMPA器件10,可以将第一射频开关121和多个第二射频开关122整合为一个第一多通道选择开关123,可以进一步降低成本以及减少射频MMPA器件10的占用面积,其节省的面积可以用于其他模块的性能提升,另外,整合后的第一多通断选择开关的控制逻辑更为简单。
如图3和图4所示,在其中一个实施例中,射频MMPA器件10被配置有用于连接射频收发器的中频输入端口MB RFIN、低频输入端口LB RFIN,以及用于连接天线的多个中频发射端口MB和多个低频发射端口LB。射频MMPA器件10还包括第一发射电路130。其中,第一发射电路130的输入端分别与中频输入端口MB RFIN、低频输入端口LB RFIN连接,第一发射电路130的输出端分别与多个中频发射端口MB、多个低频发射端口LB对应连接,第一发射电路130用于支持对多个中频信号的选择发射以及对多个低频信号的选择发射。其中,多个中频信号可以包括WCDMA信号、4G LTE信号、5G NR信号中的不同频段的中频信号,多个低频信号可以包括WCDMA信号、4G LTE信号、5G NR信号中的不同频段的低频信号。
具体的,第一发射电路130包括第二功率放大器131和第三射频开关132。其中,第二功率放大器131的输入端与中频输入端口MB RFIN连接,第二功率放大器131的输出端与第三射频开关132的第一端连接,可对接收的多个中频信号进行放大处理,并将放大处理后的多个中频信号输出至第三射频开关132。也即,第二功率放大器131能够支持对多个中频信号的放大处理。其中,第三射频开关132的多个第二端分别与多个中频发射端口MB一一对应连接,用于导通第二功率放大器131与任一中频发射端口MB之间的射频通路,以支持对多个中频信号的选择发射。进一步的,第三射频开关132可以为SPnT开关,其中,n大于或等于中频信号的总数量。示例性的,中频信号可包括B1、B2、B3、B34、B39这五个频段的中频信号,则可将第三射频开关132设置为SP5T开关。
第一发射电路130还包括第三功率放大器133和第四射频开关134,其中,第三功率放大器133的输入端与低频输入端口LB RFIN连接,第三功率放大器133的输出端与第四射频开关134的第一端连接,可对接收的多个低频信号进行放大处理,并将放大处理后的多个低频信号输出至第四射频开关134。也即,第三功率放大器133能够支持对多个低频信号的放大处理。其中,第四射频开关134的多个第二端分别与多个低频发射端口LB一一对应连接,用于导通第三功率放大器133与任一低频发射端口LB之间的射频通路,以支持对多个低频信号的选择发射。进一步的,第四射频开关134可以为SPmT开关,其中,m大于或等于低频信号的总数量。示例性的,低频信号可包括B5、B8、B28这三个频段的低频信号,则可将第四射频开关134设置为SP3T开关。
需要说明的是,第三射频开关132,第四射频开关134也可以包括多个其他类型的开关,其能够实现对不同频段的射频信号的选择切换即可。
在其中一个实施例中,射频MMPA器件10可被配置有两个低频输入端口LB1 RFIN、LB2RFIN,其中,第一发射电路130还可包括一个单刀双掷开关,其中,单刀双掷开关的两个第一端分别与两个低频输入端口LB RFIN一一对应连接,单刀双掷的第二端与第三功率放大器133的输入端连接。通过设置两个低频输入端口LB RFIN和单刀双掷开关,可以对应提高对低频信号的控制灵活度。
本实施例中的射频MMPA器件10包括第一功率放大器110、第二功率放大器131、第三功率放大器133以及多个射频开关,可以支持对低中高三个频段的多个射频信号的发射控制,其占用面积小、成本低、控制逻辑简单,另外,同时,其高频信号的发射路径的插入损耗低,进而可降低高频信号发射功耗。
如图5和图6所示,本申请实施例还提供一种射频系统。在其中一个实施例中,射频系统包括:射频收发器20、第一天线Ant0、滤波模块30、发射模块40、第一接收模块50以及上述任一实施例中的射频MMPA器件10。
在其中一个实施例中,第一天线Ant0可以对应支持对低中高频三个频段的多个射频信号的收发。第一天线Ant0可以使用任何合适类型的天线形成。例如,第一天线Ant0可以包括由以下天线结构形成的具有谐振元件的天线:阵列天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、缝隙天线结构、螺旋形天线结构、带状天线、单极天线、偶极天线中的至少一种等。不同类型的天线可以用于不同的频段和频段组合。在本申请实施例中,对第一天线Ant0的类型不做进一步的限定。
射频MMPA器件10配置高频输入端口HB RFIN、中频输入端口MB RFIN、低频输入端口LB RFIN可分别对应与射频收发器20连接,以对应接收射频收发器20发出的各个频段的射频信号。具体的,当射频MMPA器件10配置有高频输入端口HB RFIN时,该射频收发器20输出的高频信号可经高频输出端口传输至射频MMPA器件10。当射频MMPA器件10配置有中频输入端口MB RFIN、低频输入端口LB RFIN时,该射频收发器20输出的中频信号可经中频输出端口传输至射频MMPA器件10,射频收发器20输出的低频信号可经低频输出端口传输至射频MMPA器件10。
滤波模块30,至少包括多个第一滤波单元310,其中,多个第一滤波单元310分别与多个第一收发端口HB一一对应连接,每一第一滤波单元310用于对第一收发端口HB输出的高频信号进行滤波处理。其中,各第一滤波单元310仅允许预设频段的高频信号通过以滤除其他频段的杂散波,且各第一滤波单元310输出的高频信号的频段不同。具体的,第一滤波单元310的数量可以与高频信号的数量相等,也即,一个第一滤波单元310仅允许一个高频信号通过。具体的,当高频信号包括B38、B40、B41这三个频段的高频信号,其可以对应设置三个第一滤波单元310,可以滤除其他杂散波,分别对应允许B38、B40、B41这三个频段的高频信号通过。
发射模块40,被配置有天线端口ANT和多个第二收发端口(例如,TRX0、TRX1、TRX4、TRX4..),其中,天线端口ANT与第一天线Ant0连接,多个第二收发端口与多个第一滤波单元310一一对应连接。具体的,发射模块40可接收滤波模块30输出的多个高频信号,并可选择任一频段的高频信号经天线端口ANT传输至第一天线Ant0。另外,发射模块40还可以将天线端口ANT接收的多个高频信号经滤波模块30滤波处理以后,对应传输至射频MMPA器件10的第一收发端口HB。
第一接收模块50,被配置有多个第二接收端口(例如,HB0 IN0、HB0 IN1、HB1 IN0、HB1 IN1..),多个第二接收端口分别与多个第一接收端口连接,用于支持对多个高频信号的接收放大处理。具体的,第一收发端口HB4经滤波模块30接收来自天线端口ANT的多个高频信号,其接收的多个高频信号可经第一开关单元120、第一接收端口HBRX4输出至第一接收模块50的第二接收端口HB1 IN1。第一接收模块50可对接收的多个高频信号进行放大处理,并将处理后的多个高频信号输出至射频收发器20。
需要说明的是,其第一滤波单元310、收发端口组、第一开关单元120、第二收发端口、第二接收端口的设置都可以根据高频信号的数量做适应性调整。
上述射频系统,其包括射频收发器20、第一天线Ant0、滤波模块30、发射模块40、第一接收模块50以及上述任一实施例中的射频MMPA器件10,可以支持对多个高频信号的发射和接收处理,同时,该射频MMPA器件10中通过设置射频MMPA器件10,可以进一步降低该射频系统的占用面积和降低射频系统的成本,同时还可以降低高频信号的发射通路的插入损耗,以降低发射功耗。
如图7所示,在其中一个实施例中,多个高频信号包括第一制式的第一高频信号和第二制式的第二高频信号。具体的,第一制式可以理解为时分双工(Time DivisionDuplexing,TDD)制式,其中,第一制式的高频信号可至少包括B38、B40、B41这三个频段的高频信号。第二制式可以理解为频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD)制式,其中,第二制式的高频信号可至少包括B7频段的高频信号。当射频系统需要同时支持第一制式和第二制式的高频信号时,其滤波模块30还包括第一滤波电路320和多个第一滤波单元310。其中,第一滤波单元310分别与第一收发端口、第二收发端口连接,用于对第一高频信号进行滤波处理。第一滤波电路320分别与第一收发端口、第二接收端口、第二收发端口连接,用于实现对第二高频信号的同时收发处理和滤波处理。第一滤波单元310与前述实施例中的第一滤波单元310的设置方式和功能相同,在此,不再赘述。需要说明的是,第一滤波单元310和第一滤波电路320连接的第一收发端口、第二收发端口不同。
具体的,第一滤波电路320包括第一双工器321和第二滤波单元322。其中,第一双工器321的两个第一端分别与第一收发端口HB1、第二接收端口HB1 IN0一一对应连接,第一双工器321的第二端经第二滤波单元322与第二收发端口TRX3连接。
为了便于说明,本申请实施例中,以高频信号包括B38、B40、B41这三个频段的第一高频信号和B7频段的第二高频信号为例进行说明。其中,第一滤波电路320的第二滤波单元322仅允许B7频段的第二高频信号通过。基于如图7的射频系统分别以B7、B38频段的高频信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
B7频段信号的发射路径:
射频收发器20→高频输入端口HB RFIN→第一功率放大器110→SP4T开关(触点1)→SP4T开关(触点5)→SDPT#4(触点2)→SDPT#4(触点1)→第一收发端口HB→第一双工器321→第二滤波单元322→发射模块40的第二收发端口TRX3→发射模块40的天线端口ANT→第一天线Ant0。
B7频段信号的接收路径:
第一天线Ant0→发射模块40的天线端口ANT→发射模块40的第二收发端口TRX3→第二滤波单元322→第一双工器321→第一接收模块50的第二接收端口HB1 IN0→射频收发器20。
B38频段信号的发射路径:
射频收发器20→高频输入端口HB RFIN→第一功率放大器110→SP4T开关(触点1)→SP4T开关(触点3)→SDPT#2(触点2)→SDPT#4(触点1)→第一滤波单元310→第一收发端口HB3→发射模块40的第二收发端口TRX1→发射模块40的天线端口ANT→第一天线Ant0。
B38频段信号的接收路径:
第一天线Ant0→发射模块40的天线端口ANT→发射模块40的第二收发端口TRX1→第一滤波单元310→第一收发端口HB3→SDPT#4(触点1)→SDPT#2(触点3)→第一接收端口HBRX3→第一接收模块50的第二接收端口HB0 IN0→射频收发器20。
上述实施例中的射频系统,通过设置射频MMPA器件10,可以进一步降低该射频系统的占用面积和降低射频系统的成本,同时还可以降低高频信号的发射通路的插入损耗,以降低发射功耗。
如图8和图9所示,在其中一个实施例中,第一滤波电路320内置在射频MMPA器件10中。其中,第一滤波电路320包括第一双工器321和第二滤波单元322,其中,第一双工器321的两个第一端分别与第一开关单元120(例如,第一射频开关121或第一多通道选择开关123)、第一接收端口HBRX一一对应连接,第一双工器321的第二端经第二滤波单元322与第一收发端口HB连接。相对于如图1所示的射频MMPA器件10,其第一滤波电路320中的第一双工器321可以替换第一开关单元120中的一个第二射频开关122(例如,SPDT#4),相对于如图2所示的射频MMPA器件10,其第一滤波电路320可以直接设置在第一多通道选择开关123与任意一组收发端口之间。
如图10所示,射频系统包括如图8的射频MMPA器件10,基于如图10的射频系统以B7频段的高频信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
B7频段信号的发射路径:
射频收发器20→高频输入端口HB RFIN→第一功率放大器110→SP4T开关(触点1)→SP4T开关(触点5)→第一双工器321→第二滤波单元322→第一收发端口HB1→发射模块40的第二收发端口TRX3→发射模块40的天线端口ANT→第一天线Ant0。
B7频段信号的接收路径:
第一天线Ant0→发射模块40的天线端口ANT→发射模块40的第二收发端口TRX3→第一收发端口HB1→第二滤波单元322→第一双工器321→第一接收端口HBRX1→第一接收模块50的第二接收端口HB1 IN0→射频收发器20。
在LTE HB频段中,B7频段是唯一的FDD制式,并且B7是海内外市场中十分重要的频段。如图10的射频系统,其第一滤波电路320内置在射频MMPA器件10中,也即,集成在射频MMPA器件10中,可以进一步提高B7频段的通信性能。
如图11所示,射频系统包括如图9的射频MMPA器件10,基于如图11的射频系统以B7频段的高频信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
B7频段信号的发射路径:
射频收发器20→高频输入端口HB RFIN→第一功率放大器110→4P5T开关(触点3)→4P5T开关(触点9)→第一双工器321→第二滤波单元322→发射模块40的第二收发端口TRX3→发射模块40的天线端口ANT→第一天线Ant0。
B7频段信号的接收路径:
第一天线Ant0→发射模块40的天线端口ANT→发射模块40的第二收发端口TRX3→第一收发端口HB1→第二滤波单元322→第一双工器321→第一接收端口HBRX1→第一接收模块50的第二接收端口HB1 IN0→射频收发器20。
如图11所示的射频系统,其第一滤波电路320内置在射频MMPA器件10中,也即,集成在射频MMPA器件10中,可以进一步提高B7频段的通信性能,同时,相对于如图10所示的射频系统,其可以将第一射频开关121和多个第二射频开关122整合为一个第一多通道选择开关123,可以进一步降低成本以及减少射频MMPA器件10的占用面积,其节省的面积可以用于其他模块的性能提升,另外,整合后的第一多通断选择开关的控制逻辑更为简单。
需要说明的是,如图10和图11所示的射频系统中,第一高频信号的收发路径与如图7所示的射频系统相同,在此,不再赘述。
如图12和图13所示,在其中一个实施例中,内置有第一滤波电路320的射频MMPA器件10还可包括上述实施例中的第一发射电路130。当射频MMPA器件10包括第一发射电路130时,其射频系统中的滤波模块30还包括多个第二滤波电路330和多个第三滤波电路340。同时,第一接收模块50也可以支持对多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号的接收处理。具体的,该第一接收模块50可以为外部低噪声放大器(External Low NoiseAmplifier,ELNA)。
其中,第二滤波电路330分别与中频发射端口MB、第二收发端口、第二接收端口连接,第二滤波电路330用于实现对中频信号的同时收发处理和滤波处理。具体的,第二滤波电路330包括:包括第二双工器331和第三滤波单元332,其中,第二双工器331的一第一端与中频发射端口MB连接,第二双工器331的另一第一端与第二接收端口连接,第二双工器331的第二端经第三滤波单元332与第二收发端口连接。其中,第二滤波电路330的数量与射频系统所能够支持收发控制的中频信号的数量相等。示例性的,若中频信号包括B1、B2、B3、B34、B39这五个信号时,其可对应设置五个第二滤波电路330,以支持对不同中频信号的双工、滤波处理。
第三滤波电路340分别与低频发射端口LB、第二收发端口、第二接收端口连接,第三滤波电路340用于实现对低频信号的同时收发处理和滤波处理,其中,第一滤波单元310、第二滤波电路330、第三滤波电路340连接的第一收发端口HB、第二收发端口、第二接收端口不同。具体的,第三滤波电路340包括:包括第三双工器341和第四滤波单元342,其中,第三双工器341的一第一端与低频发射端口LB连接,第三双工器341的另一第一端与第二接收端口连接,第三双工器341的第二端经第四滤波单元342与第二收发端口连接。其中,第三滤波电路340的数量与射频系统所能够支持收发控制的中频信号的数量相等。示例性的,若中频信号包括B5、B8、B28这三个信号时,其可对应设置三个第三滤波电路340,以支持对不同低频信号的双工、滤波处理。
需要说明的是,如图12和图13所示的射频系统中的射频MMPA器件10还可以替换为如图4和图5中的射频MMPA器件10。当替换为如图4和图5所示的射频MMPA器件10时,其第一滤波电路320则外置于该射频MMPA器件10。
如图12和图13所示的射频系统,不仅仅能够支持对多个高频信号的收发处理,同时,还能够支持对多个中频信号、多个低频信号的收发处理,另外,通过设置该射频MMPA器件10,还可以进一步降低该射频系统的占用面积和降低射频系统的成本,同时还可以降低高频信号的发射通路的插入损耗,以降低发射功耗。
在其中一个实施例中,当射频系统包括第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332、第四滤波单元342中的至少一种时,射频系统所包括的各滤波单元均可内置在发射模块40中。也即,上述任一实施例中的第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332、第四滤波单元342均可以内置在发射模块40中。
进一步的,第二滤波单元322可以内置在射频MMPA器件10中,也可以内置在发射模块40中。在本申请实施例中,对第二滤波单元322所设置的位置不做进一步限定,可外置与射频MMPA器件10、发射模块40,也可以内置于射频MMPA器件10或发射模块40。
本实施例中的各滤波单元均内置在发射模块40中,可以进一步降低射频系统所占用的面积,例如可减少80mm^2的面积,达成提高器件集成度的目的,为外围器件的性能优化提供空间。同时,还可以降低成本,并降低了插入损耗,消除输入输出端阻抗失配的问题,有效提高射频系统输出功率和灵敏度指标。
如图14所示的射频系统,在其中一个实施例中,射频系统可用于支持对多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号的收发处理。其射频系统所包括第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332和第四滤波单元342均可内置在发射模块40中。具体的,该发射模块40可包括第二多通道选择开关410。其中,第二多通道选择开关410包括多个第一端和一个第二端,每一第一端分别与第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332和第四滤波单元342中的至少一个连接,第二多通道选择开关410的第二端与天线端口ANT连接。具体的,该第二通多通道选择开关可以为单刀多掷开关,例如,第二多通道选择开关410可以为SP14T开关。
基于如图14的射频系统以B28频段的低频信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
B28频段信号的发射路径:
射频收发器20→第一低频输入端口LB RFIN→单刀双掷开关(SPDT#6)→第三功率放大器133→第四射频开关134→低频输出端口LB3→第三双工器341→发射模块40的第二收发端口TRX9→第四滤波单元342→SP14T开关(触点10)→SP14T开关(触点15)→天线端口ANTANT→第一天线Ant0。
B28频段信号的接收路径:
第一天线Ant0→发射模块40的天线端口ANT→SP14T开关(触点15)→SP14T开关(触点10)→第四滤波单元342→第二收发端口TRX9→第三双工器341→第一接收模块50的第二接收端口LB0 IN0→射频收发器20。
本申请实施例中的射频系统,可以将第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332、第四滤波单元342均集成在发射模块40中,其可以提供射频系统的集成度,降低射频系统占用面积,同时,还可以降低了插入损耗,消除输入输出端阻抗失配的问题,进而可以有效提高器件口输出功率以及灵敏度指标,进而可以提高射频系统的通信性能。具体指标参考表3所示:
表3内置各滤波单元的优化值
频段 插入损耗优化值(dB) 阻抗失配优化值(dB)
LB 0.1 0.2
MB 0.2 0.3
HB 0.3 0.4
结合表3的数据,以B41频段的第一高频信号为例,结合灵敏度Sensitivity计算公式1和公式2,可以得出如图14所示的射频系统的灵敏度要比外置各滤波单元的射频系统的灵敏度提高0.7dB。其中,灵敏度是指接收机在满足一定误码率性能下,接收机能够接收到的最小输入信号电平。灵敏度可以通过理论公式计算得出,具体如公式1所示:
Sensitivity=-174+10lgBW+NF (公式1)
式中,BW是指接收机的工作频段带宽,单位是Hz;NF是指接收机的噪声系数,单位是dB。通过获取到BW和NF数据,就可以从理论上计算接收机的灵敏度性能。
此外,由于接收机是由多个级联的器件构成的,其级联噪声系数的计算公式如公式2所示:
NF=N1+(N2-1)/G1+(N3-1)/G1*G2+(N4-1)/G1*G2*G3+…(公式2)
式中,N1至N4分别代表第一级至第四级的噪声系数,G1至G3分别代表第一级至第三集的增益,通过公式2可以计算出整个接收链路最终的级联噪声。同时也可以看出级联噪声系数主要是由N1、N2和G1决定的,特别是N1直接累加到整机级联的噪声系数上;因此,降低N1是降低整机NF最有效的手段。
如图15所示,在其中一个实施例中,射频系统可支持对多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号的收发处理。其中,发射模块40中的第二多通道选择开关410包括多个第一端和一个第二端,每一第一端分别与第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332和第四滤波单元342中的至少一个连接,第二多通道选择开关410的第二端与天线端口ANT连接。当两个频段相互间没有干扰时,可以将两个滤波单元集成为双通道声表面波滤波器Double Saw Filter。
具体的,第一滤波单元310、第三滤波单元332连接至第二多通道选择开关410的同一第一端,两个第三滤波单元332也可以连接至第二多通道选择开关410的同一第一端。其中,连接至同一第一端的第一滤波单元310、第三滤波单元332可以理解为双通道声表面波滤波器Double Saw Filter,连接至同一第一端的两个第三滤波单元332也可以理解为双通道声表面波滤波器。示例性的,用于滤波并输出B39的第三滤波单元332和用于滤波并输出B41的第一滤波单元310可以集成为双通道声表面波滤波器;用于滤波并输出B1的第三滤波单元332和用于滤波并输出B3的第三滤波单元322可以集成为双通道声表面波滤波器。
本实施例中所提供的射频系统中,通过将内置在发射模块40中的两个滤波单元集成为双通道表面滤波器,相比于如图14所示的射频系统,可以对应减少第二多通道选择开关410的端子数量,例如,可对应减少两个第一端,也可以对应减少发射模块40中第二收发端口的数量,可以进一步提高射频系统的集成度。
如图16所示,在其中一个实施例中,射频系统可支持对多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号的收发处理。当三个频段相互间没有干扰时,可以将三个滤波单元集成为双通道声表面波滤波器Triple Saw Filter。具体的,第一滤波单元310、两个第三滤波单元332连接至同一第一端,两个第三滤波单元332也可以连接至同一第一端。其中,连接至同一第一端的第一滤波单元310、两个第三滤波单元332可以理解为三通道声表面波滤波器Triple Saw Filter,连接至同一第一端的两个第三滤波单元332也可以理解为双通道声表面波滤波器。示例性的,用于滤波并输出B34、B39的两个第三滤波单元332可以集成为双通道声表面波滤波器;用于滤波并输出B1、B3的两个第三滤波单元332、用于滤波并输出B41的第一滤波单元310可以集成为三通道声表面波滤波器。
本实施例中所提供的射频系统中,通过将内置在发射模块40中的三个滤波单元集成为三通道声表面波滤波器,相比于如图15所示的射频系统,可以进一步对应减少第二多通道选择开关410的端子数量,例如,可对应再减少一个第一端,也可以对应减少发射模块40中第二收发端口的数量,可以进一步提高射频系统的集成度。
需要说明的是,如图14-16所示的射频系统中的发射模块40可以跟前述实施例中任一射频MMPA器件10进行组合。
如图17和图18所示,在其中一个实施例中,上述任一实施例中的发射模块40还被配置有第一输入端口2G HB IN和2G LB IN。其中,上述任一实施例中的发射模块40还包括:第二发射电路420和第三发射电路430。其中,第二发射电路420的输入端与第一输入端口2GHB IN连接,用于接收并放大2G高频信号,第三发射电路430的输入端与2G LB IN连接,用于接收并放大2G低频信号。其中,2G低频信号可包括GSM850、GSM900信号;2G高频信号可包括GSM1800、GSM1900信号。其中,2G GSM信号与4G TLE信号的发射通路各自独立,但是其接收通路可共用。2G GSM信号与4G TLE信号的频段关系如表4所示。
表4 2G GSM信号与4G TLE信号频段关系表
频段 GSM LTE
824~849 GSM850 B5
880~915 GSM900 B8
1710~1785 GSM1800 B3
1850~1910 GSM1900 B2
需要说明的是,GSM850、GSM900与4G LTE信号的低频段信号的频段范围相重叠,也即,可将其称之为低频段信号;GSM1800、GSM1900与4G LTE信号的中频段信号的频段范围相重叠,也即,可将其称之为中频段信号。
进一步的,该发射模块40还可包括第二开关单元410。其中,第二开关单元410的多个第一端分别与多个第二收发端口、第二发射电路420的输出端、第三发射电路430的输出端一一对应连接,第二开关单元410的第二端与天线端口ANT连接,第二开关单元410用于选择导通射频MMPA器件10、第二发射电路420、第三发射电路430分别与天线端口ANT之间的通路。具体的,第二开关单元410可以为一个单刀多掷开关,例如,可以为SP16T开关,其可实现对多个2G GSM信号与多个4G TLE信号的切换控制。
进一步的,该第二发射电路420可包括第四功率放大器421和第五滤波单元422,第三发射电路430可包括第五功率放大器431和第六滤波单元432。其中,第四功率放大器421的输入端可作为第二发射电路420的输入端,第五滤波单元422的输出端可作为第二发射电路420的输出端;第五功率放大器431的输入端可作为第三发射电路430的输入端,第六滤波单元432的输出端可作为第三发射电路430的输出端。
如图19所示,在其中一个实施例中,第二开关单元410包括第五射频开关411和第六射频开关412。其中,第五射频开关411的多个第一端分别与多个第二收发端口一一对应连接,第六射频开关412的三个第一端分别与第五射频开关411的第二端、第二发射电路420的输出端、第三发射电路430的输出端一一对应连接,第六射频开关412的第二端与天线端口ANT连接。具体的,第五射频开关411的可以为单刀多掷开关,第六射频开关412可以为SP3T开关。示例性的,当该射频系统可支持对低中频段的多个射频信号的收发处理时,其第五射频开关411可以为SP16T开关。需要说明的是,上述任一实施例中的第二多通道选择开关410可为第二开关单元410的第五射频开关411。
如图20所示,在其中一个实施例中,射频系统包括如图19所示的额发射模块40,基于如图20的射频系统以GSM850和GSM1800频段的信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
GSM1800频段信号的接收路径:
射频收发器20→第一输入端口2G HB IN→第四功率放大器421→第五滤波单元422→第六射频开关412→天线端口ANT→第一天线Ant0。
GSM1800频段信号的接收路径(也即,B3频段信号的接收路径):
第一天线Ant0→天线端口ANT→第六射频开关412→第五射频开关411→第二收发端口TRX6→第三滤波单元332→第二双工器331→第一接收模块50的第二接收端口MB0 IN2→射频收发器20。
GSM850频段信号的发射路径:
射频收发器20→第二输入端口2G LB IN→第五功率放大器431→第六滤波单元432→第六射频开关412→天线端口ANT→第一天线Ant0。
GSM850频段信号的接收路径(也即,B5频段信号的接收路径):
第一天线Ant0→天线端口ANT→第六射频开关412→第五射频开关411→第二收发端口TRX11→第四滤波单元342→第三双工器341→第一接收模块50的第二接收端口LB0IN2→射频收发器20。
如图20所示的射频系统中,2G低频信号和2G高频信号的发射路径上仅通过第六射频开关412来进行切换,而不需要通过其SP16T开关,其中,第六射频开关412的插入损耗值可如表5所示。具体的,GSM850信号和GSM1800信号在第一天线Ant0的理论输出功率如表6所示。
表5SP3T插入损耗值
频段(MHz) 600~1000 1000~2200 2200~3000
损耗值(dB) 0.35 0.4 0.5
表6GSM信号在天线口的理论输出功率
频段(MHz) GSM850 GSM1800
功率(dBm) 33.65 31.1
上述射频系统中,发射模块40中的第二开关单元410包括第五射频开关411和第六射频开关412时,其可以降低2G低频信号和2G高频信号的发射通路的插入损耗,其对应信号在第一天线Ant0的输出功率可以满足运营商的需求。
如图21所示,发射模块40的天线端口ANT包括第一天线端口ANT、第二天线端口2GOUT,第二开关单元410包括第七射频开关413和第八射频开关414。其中,第七射频开关413的多个第一端分别与多个第二收发端口一一对应连接,第七射频开关413的第二端与第一天线端口ANT连接;第八射频开关414的两个第一端分别与第二发射电路420的输出端、第三发射电路430的输出端一一对应连接,第八射频开关414的第二端与第二天线端口2G OUT连接。具体的,第七射频开关413可与前述实施例中的第五射频开关411相同,可为SP16T开关,第八射频开关414可为SPDT开关。
如图22所示,在其中一个实施例中,当发射模块40配置有第一天线端口ANT和第二天线端口2G OUT时,其射频系统还包括:第二天线Ant1、第三天线Ant2、第四天线Ant3、第三开关单元60和第二接收模块70。其中,第三开关单元60的两个第一端分别与天线端口ANT、第二接收模块70连接,第三开关单元60的四个第二端分别与第一天线Ant0、第二天线Ant1、第三天线Ant2、第四天线Ant3一一对应连接,其中,第二接收模块70用于实现对低频信号、中频信号和高频信号的放大接收处理。
基于如图22的射频系统以GSM850和GSM1800频段的信号为例,进行发射路径和接收路径的分析:
GSM1800频段信号的发射路径:
射频收发器20→第一输入端口2G HB IN→第四功率放大器421→第五滤波单元422→第八射频开关414→第二天线端口2G OUT→Path1→第三开关单元60→Path4→第一天线Ant0。
GSM1800频段信号的接收路径(也即,B3频段信号的接收路径):
第一天线Ant0→Path4→第三开关单元60→Path1→第一天线端口ANTANT→第七射频开关413→第二收发端口TRX6→第三滤波单元332→第二双工器331→第一接收模块50的第二接收端口MB0 IN2→射频收发器20。
GSM850频段信号的发射路径:
射频收发器20→第二输入端口2G LB IN→第五功率放大器431→第六滤波单元432→第八射频开关414→第二天线端口2G OUT→Path2→第三开关单元60→Path4→第一天线Ant0。
GSM850频段信号的接收路径(也即,B5频段信号的接收路径):
第一天线Ant0→Path4→第三开关单元60→Path2→第一天线端口ANT→第七射频开关413→第二收发端口TRX11→第四滤波单元342→第三双工器341→第一接收模块50的第二接收端口LB0 IN2→射频收发器20。
基于如图22所示的射频系统,GSM850和GSM1800频段的信号的发射路径中仅设置第八射频开关414,其接收路径上也仅设置有第七射频开关413,同时,多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号(例如,WCDMA信号、LTE信号、NR信号)的发射路径上仅设置第七射频开关413,因此,可以在不增加多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号的发射通路的插入损耗的基础上也可以对应降低2G低频信号和2G高频信号的发射通路的插入损耗,其对应信号在第一天线Ant0的输出功率可以满足运营商的需求;同时,还是可以支持独立组网模式下的四天线间的1T4R轮发功能。
如图23所示,在其中一个实施例中,发射模块40还被配置有第一输入端口2G HBIN和2G LB IN,天线端口包括第一天线端口ANT、第二天线端口2G HB OUT和第三天线端口2G LB OUT,其中,发射模块40包括第九射频开关415、第二发射电路420和第三发射电路430。其中,第九射频开关415的多个第一端分别与多个第二收发端口一一对应连接,第九射频开关415的第二端与第一天线端口ANT连接。
第二发射电路420的输入端与第一输入端口2G HB IN连接,第二发射电路420的输出端与第二天线端口2G HB OUT连接,用于接收并放大2G高频信号;第三发射电路430的输入端与2G LB IN连接,第三发射电路430的输出端与第三天线端口2G LB OUT连接,用于接收并放大2G低频信号。
需要说明的是,如图23所示的第二发射电路420、第三发射电路430与前述实施例中的第二发射电路420、第三发射电路430对应相同,在此,不再赘述。
如图24所示,在其中一个实施例中,射频系统可包括如图23所示的发射模块40。相比与如图22所示的射频系统,其第三开关单元60包括四个第一端和四个第二端。示例性的,第三开关单元60可以为4P4T开关。其中,4P4T开关的四个第一端分别与第一天线端口ANT、第二天线端口2G HB OUT、第三天线端口2G LB OUT、第二接收模块70连接,第四开关单元的四个第二端分别与第一天线Ant0、第二天线Ant1、第三天线Ant2、第四天线Ant3一一对应连接。
基于如图24的射频系统以GSM850和GSM1800频段的信号为例,进行发射路径的分析:
GSM1800频段信号的发射路径:
射频收发器20→第一输入端口2G HB IN→第四功率放大器421→第五滤波单元422→第二天线端口2G HB OUT→Path2→第三开关单元60→Path5→第一天线Ant0。
GSM1800频段信号的接收路径(也即,B3频段信号的接收路径):
第一天线Ant0→Path5→第三开关单元60→Path1→第一天线端口ANT→第九射频开关415→第二收发端口TRX6→第三滤波单元332→第二双工器331→第一接收模块50的第二接收端口MB0 IN2→射频收发器20。
GSM850频段信号的发射路径:
射频收发器20→第二输入端口2G LB IN→第五功率放大器431→第六滤波单元432→第三天线端口2G LB OUT→Path3→第三开关单元60→Path5→第一天线Ant0。
第一天线Ant0→Path5→第三开关单元60→Path1→第一天线端口ANT→第九射频开关415→第二收发端口TRX11→第四滤波单元342→第三双工器341→第一接收模块50的第二接收端口LB0 IN2→射频收发器20。
基于如图24所示的射频系统,相对于如图22所示的射频系统,为2G高频信号和2G低频信号分别配置相应的天线端口ANT,也即,并移除用于切换2G高频信号和2G低频信号的射频开关,可以进一步降低2G高频信号和2G低频信号发射通路的插入损耗,使其在第一天线Ant0的输出功率可以满足运营商的需求。同时,如图24所示的射频系统,还是可以支持独立组网模式下的四天线间的1T4R轮发功能。
需要说明的是,上述如图19、21、23所示的发射模块40中,还可以集成第一滤波单元310、第二滤波单元322、第三滤波单元332和第四滤波单元342中的至少一种,在此不再一一赘述。
本申请实施例还提供一种通信设备,该通信设备上设置有上述任一实施例中的射频系统,通过在通信设备上设置该射频系统,可以降低了成本、提高了器件的集成度,减小了射频系统中各器件占用基板的面积,还可以降低2G高频信号和2G低频信号发射通路的插入损耗,进而提高了通信设备的通信性能。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (27)

1.一种射频MMPA器件,其特征在于,被配置有用于连接射频收发器的高频输入端口、中频输入端口、低频输入端口以及用于连接天线的多个中频发射端口、多个低频发射端口和多个收发端口组,每一所述收发端口组包括第一接收端口和第一收发端口,所述射频MMPA器件包括:
第一功率放大器,所述第一功率放大器的输入端与所述高频输入端口连接,用于接收并放大多个高频信号;
第一开关单元,所述第一开关单元分别与所述第一功率放大器的输出端、多个第一收发端口、多个第一接收端口连接,用于选择性导通所述第一功率放大器与任一所述第一收发端口之间的发射通路,还用于选择性导通任一所述收发端口组中所述第一收发端口与所述第一接收端口之间的接收通路,以使所述射频MMPA器件的所述第一收发端口对应接收对应频段的高频信号,并将接收的所述高频信号经所述接收通路、所述第一接收端口输出;
第二功率放大器,所述第二功率放大器的输入端与所述中频输入端口连接,
第三射频开关,所述第三射频开关的第一端与所述第二功率放大器的输出端连接,所述第三射频开关的多个第二端分别与多个中频发射端口一一对应连接,用于导通所述第二功率放大器与任一所述中频发射端口之间的射频通路,以支持对多个中频信号的选择发射;
第三功率放大器,所述第三功率放大器的输入端与所述低频输入端口连接,
第四射频开关,所述第四射频开关的第一端与所述第三功率放大器的输出端连接,所述第四射频开关的多个第二端分别与多个低频发射端口一一对应连接,用于导通所述第三功率放大器与任一所述低频发射端口之间的射频通路,以支持对多个低频信号的选择发射。
2.根据权利要求1所述的射频MMPA器件,其特征在于,所述第一开关单元包括第一射频开关和多个第二射频开关,其中,所述第一射频开关的第一端与所述第一功率放大器的输出端连接,所述第一射频开关的多个第二端分别与各所述第二射频开关的一第一端一一对应连接,其中,多个所述第二射频开关分别与多个所述收发端口组一一对应连接,其中,所述第二射频开关的另一第一端、第二端与同一所述收发端口组中第一接收端口、第一收发端口一一对应连接。
3.根据权利要求1所述的射频MMPA器件,其特征在于,所述第一开关单元包括第一多通道选择开关,其中,所述第一多通道选择开关包括多个第一端和多个第二端,其中,一所述第一端与所述第一功率放大器的输出端连接,剩余多个所述第一端分别与多个所述第一接收端口一一对应连接,多个第二端分别与多个所述第一收发端口一一对应连接。
4.根据权利要求1所述的射频MMPA器件,其特征在于,所述第三射频开关、所述第四射频开关分别为单刀多掷开关。
5.根据权利要求1所述的射频MMPA器件,其特征在于,所述射频MMPA器件还被配置有两个低频输入端口,所述射频MMPA器件还包括一个单刀双掷开关,所述单刀双掷开关的两个第一端分别与两个所述低频输入端口一一对应连接,所述单刀双掷开关的第二端与所述第三功率放大器的输入端连接。
6.一种射频系统,其特征在于,包括:射频收发器、第一天线、滤波模块、发射模块、第一接收模块和射频MMPA器件,其中,
所述射频MMPA器件,被配置有用于连接射频收发器的高频输入端口以及用于连接天线的多个收发端口组,每一所述收发端口组包括第一接收端口和第一收发端口,所述射频MMPA器件包括:
第一功率放大器,所述第一功率放大器的输入端与所述高频输入端口连接,用于接收并放大多个高频信号;
第一开关单元,所述第一开关单元分别与所述第一功率放大器的输出端、多个第一收发端口、多个第一接收端口连接,用于选择性导通所述第一功率放大器与任一所述第一收发端口之间的发射通路,还用于选择性导通任一所述收发端口组中所述第一收发端口与所述第一接收端口之间的接收通路;
所述射频MMPA器件的高频输入端口与所述射频收发器连接;
所述滤波模块,至少包括多个第一滤波单元,其中,多个所述第一滤波单元分别与多个所述第一收发端口一一对应连接,所述第一滤波单元用于对所述射频MMPA器件输出的所述高频信号进行滤波处理;
所述发射模块被配置有天线端口和多个第二收发端口,其中,所述天线端口与所述第一天线连接,多个所述第二收发端口与多个所述第一滤波单元一一对应连接;
所述第一接收模块被配置有多个第二接收端口,多个所述第二接收端口分别与多个第一接收端口连接,用于支持对多个高频信号的接收放大处理。
7.根据权利要求6所述的射频系统,其特征在于,所述第一开关单元包括第一射频开关和多个第二射频开关,其中,所述第一射频开关的第一端与所述第一功率放大器的输出端连接,所述第一射频开关的多个第二端分别与各所述第二射频开关的一第一端一一对应连接,其中,多个所述第二射频开关分别与多个所述收发端口组一一对应连接,其中,所述第二射频开关的另一第一端、第二端与同一所述收发端口组中第一接收端口、第一收发端口一一对应连接。
8.根据权利要求6所述的射频系统,其特征在于,所述第一开关单元包括第一多通道选择开关,其中,所述第一多通道选择开关包括多个第一端和多个第二端,其中,一所述第一端与所述第一功率放大器的输出端连接,剩余多个所述第一端分别与多个所述第一接收端口一一对应连接,多个第二端分别与多个所述第一收发端口一一对应连接。
9.根据权利要求6所述的射频系统,其特征在于,多个所述高频信号包括第一制式的第一高频信号和第二制式的第二高频信号,其中,所述第一滤波单元分别与所述第一收发端口、第二收发端口连接,用于对所述第一高频信号进行滤波处理,
所述滤波模块还包括第一滤波电路,其中,所述第一滤波电路分别与所述第一收发端口、所述第二接收端口、所述第二收发端口连接,用于实现对所述第二高频信号的同时收发处理和滤波处理,其中,所述第一滤波单元和所述第一滤波电路连接的所述第一收发端口、第二收发端口不同。
10.根据权利要求9所述的射频系统,其特征在于,所述第一滤波电路包括第一双工器和第二滤波单元,其中,所述第一双工器的两个第一端分别与所述第一收发端口、所述第二接收端口一一对应连接,所述第一双工器的第二端经所述第二滤波单元与所述第二收发端口连接。
11.根据权利要求6所述的射频系统,其特征在于,多个所述高频信号包括第一制式的第一高频信号和第二制式的第二高频信号,其中,所述第一滤波单元分别与所述第一收发端口、第二收发端口连接,用于对所述第一高频信号进行滤波处理,
所述滤波模块还包括第一滤波电路,其中,所述第一滤波电路内置在所述射频MMPA器件中,其中,所述第一滤波电路分别与所述第一开关单元、任一组的所述第一收发端口、第一接收端口连接,用于实现对所述第二高频信号的同时收发处理和滤波处理。
12.根据权利要求11所述的射频系统,其特征在于,所述第一滤波电路包括第一双工器和第二滤波单元,其中,所述第一双工器的两个第一端分别与第一开关单元、第一接收端口一一对应连接,所述第一双工器的第二端经所述第二滤波单元与所述第一收发端口连接。
13.根据权利要求11所述的射频系统,其特征在于,所述第一高频信号包括B3、B40、B41频段信号,所述第二高频信号包括B7频段信号。
14.根据权利要求6所述的射频系统,其特征在于,所述射频MMPA器件被配置有用于连接射频收发器的中频输入端口、低频输入端口,以及用于连接天线的多个中频发射端口和多个低频发射端口,所述射频MMPA器件还包括:
第一发射电路,所述第一发射电路的输入端分别与所述中频输入端口、低频输入端口连接,所述第一发射电路的输出端分别与多个中频发射端口、多个低频发射端口对应连接,所述第一发射电路用于支持对多个中频信号的选择发射以及对多个低频信号的选择发射;其中,
所述滤波模块还包括多个第二滤波电路和多个第三滤波电路;其中,所述第二滤波电路分别与中频发射端口、第二收发端口、第二接收端口连接,所述第二滤波电路用于实现对所述中频信号的同时收发处理和滤波处理;所述第三滤波电路分别与低频发射端口、第二收发端口、第二接收端口连接,所述第三滤波电路用于实现对低频信号的同时收发处理和滤波处理,其中,所述第一滤波单元、第二滤波电路、第三滤波电路连接的所述第一收发端口、第二收发端口、第二接收端口不同。
15.根据权利要求14所述的射频系统,其特征在于,所述第二滤波电路包括:第二双工器和第三滤波单元,其中,所述第二双工器的一第一端与所述中频发射端口连接,所述第二双工器的另一第一端与所述第二接收端口连接,所述第二双工器的第二端经所述第三滤波单元与所述第二收发端口连接;
所述第三滤波电路包括:第三双工器和第四滤波单元,其中,所述第三双工器的一第一端与所述低频发射端口连接,所述第三双工器的另一第一端与所述第二接收端口连接,所述第三双工器的第二端经所述第四滤波单元与所述第二收发端口连接。
16.根据权利要求6-15任一项所述的射频系统,其特征在于,所述发射模块还被配置有第一输入端口和第二输入端口,其中,所述发射模块包括:
第二发射电路,所述第二发射电路的输入端与所述第一输入端口连接,用于接收并放大2G高频信号;
第三发射电路,所述第三发射电路的输入端与所述第二输入端口连接,用于接收并放大2G低频信号;
第二开关单元,所述第二开关单元的多个第一端分别与多个所述第二收发端口、第二发射电路的输出端、第三发射电路的输出端一一对应连接,所述第二开关单元的第二端与所述天线端口连接,所述第二开关单元用于选择导通所述射频MMPA器件、第二发射电路、第三发射电路分别与所述天线端口之间的通路。
17.根据权利要求16所述的射频系统,其特征在于,所述第二开关单元包括:
第五射频开关,所述第五射频开关的多个第一端分别与多个所述第二收发端口一一对应连接,
第六射频开关,所述第六射频开关的三个第一端分别与所述第五射频开关的第二端、第二发射电路的输出端、第三发射电路的输出端一一对应连接,所述第六射频开关的第二端与所述天线端口连接。
18.根据权利要求16所述的射频系统,其特征在于,所述天线端口包括第一天线端口、第二天线端口,所述第二开关单元包括:
第七射频开关,所述第七射频开关的多个第一端分别与多个所述第二收发端口一一对应连接,所述第七射频开关的第二端与所述第一天线端口连接;
第八射频开关,所述第八射频开关的两个第一端分别与所述第二发射电路的输出端、第三发射电路的输出端一一对应连接,所述第八射频开关的第二端与所述第二天线端口连接。
19.根据权利要求18所述的射频系统,其特征在于,所述射频系统还包括:第二天线、第三天线、第四天线、第三开关单元和第二接收模块,其中,
所述第三开关单元的三个第一端分别与所述第一天线端口、第二天线端口、第二接收模块连接,所述第三开关单元的四个第二端分别与第一天线、第二天线、第三天线、第四天线一一对应连接,其中,所述第二接收模块用于实现对低频信号、中频信号和高频信号的放大接收处理。
20.根据权利要求6-15任一项所述的射频系统,其特征在于,所述发射模块还被配置有第一输入端口和第二输入端口,所述天线端口包括第一天线端口、第二天线端口和第三天线端口,其中,所述发射模块包括:
第九射频开关,所述第九射频开关的多个第一端分别与多个所述第二收发端口一一对应连接,所述第九射频开关的第二端与所述第一天线端口连接;
第二发射电路,所述第二发射电路的输入端与所述第一输入端口连接,所述第二发射电路的输出端与所述第二天线端口连接,用于接收并放大2G高频信号;
第三发射电路,所述第三发射电路的输入端与所述第二输入端口连接,所述第三发射电路的输出端与所述第三天线端口连接,用于接收并放大2G低频信号。
21.根据权利要求20所述的射频系统,其特征在于,所述射频系统还包括:第二天线、第三天线、第四天线、第四开关单元和第二接收模块,其中,
所述第四开关单元的四个第一端分别与所述第一天线端口、第二天线端口、第三天线端口、第二接收模块连接,所述第四开关单元的四个第二端分别与第一天线、第二天线、第三天线、第四天线一一对应连接,其中,所述第二接收模块用于实现对低频信号、中频信号和高频信号的放大接收处理。
22.根据权利要求6-15任一项所述的射频系统,其特征在于,当所述射频系统包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三滤波单元和第四滤波单元中的至少一种时,各滤波单元内置在所述发射模块中。
23.根据权利要求22所述的射频系统,其特征在于,所述射频系统支持对多个高频信号、多个中频信号和多个低频信号的收发处理,其中,所述发射模块包括:第二多通道选择开关,所述第二多通道选择开关包括多个第一端和一个第二端,每一所述第一端分别与所述第一滤波单元、第二滤波单元和第三滤波单元中的至少一个连接,所述第二多通道选择开关的第二端与所述天线端口连接。
24.根据权利要求23所述的射频系统,其特征在于,所述第二多通道选择开关的一第一端分别所述第一滤波单元、第三滤波单元连接,所述第二多通道选择开关的另一所述第一端分别与两个所述第二滤波单元连接。
25.根据权利要求23所述的射频系统,其特征在于,所述第二多通道选择开关的一第一端分别所述第一滤波单元、两个第三滤波单元连接,所述第二多通道选择开关的另一第一端分别与两个所述第二滤波单元连接。
26.根据权利要求22所述的射频系统,其特征在于,所述发射模块还被配置有第一输入端口和第二输入端口,其中,所述发射模块包括:
第二发射电路,所述第二发射电路的输入端与所述第一输入端口连接,用于接收并放大2G高频信号;
第三发射电路,所述第三发射电路的输入端与所述第二输入端口连接,用于接收并放大2G低频信号。
27.一种通信设备,其特征在于,包括如权利要求6-26任一项所述的射频系统。
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