射频电路及终端设备论文和设计-洪奋发

全文摘要

本实用新型提供一种射频电路及终端设备，该射频电路包括控制芯片、第一射频收发器、第二射频收发器、第一收发电路、第二收发电路和开关单元；控制芯片分别与第一射频收发器、第二射频收发器和开关单元电连接；第一射频收发器的发送端通过开关单元与第一收发电路的射频信号输入端或第二收发电路的射频信号输入端电连接；第一射频收发器的接收端与第一收发电路的射频信号输出端电连接；第二射频收发器的发送端通过开关单元与第一收发电路的射频信号输入端或第二收发电路的射频信号输入端电连接；第二射频收发器的接收端与第二收发电路的射频信号输出端电连接。本实用新型实施例解决了增加发送通路导致终端设备的成本较高的问题。

主设计要求

1.一种射频电路，其特征在于，包括控制芯片、第一射频收发器、第二射频收发器、第一收发电路、第二收发电路和开关单元；所述控制芯片分别与所述第一射频收发器、所述第二射频收发器和开关单元电连接；所述第一射频收发器的发送端通过所述开关单元与所述第一收发电路的射频信号输入端或所述第二收发电路的射频信号输入端电连接；所述第一射频收发器的接收端与所述第一收发电路的射频信号输出端电连接；所述第二射频收发器的发送端通过所述开关单元与所述第一收发电路的射频信号输入端或所述第二收发电路的射频信号输入端电连接；所述第二射频收发器的接收端与所述第二收发电路的射频信号输出端电连接。

设计方案

1.一种射频电路，其特征在于，包括控制芯片、第一射频收发器、第二射频收发器、第一收发电路、第二收发电路和开关单元；

所述控制芯片分别与所述第一射频收发器、所述第二射频收发器和开关单元电连接；

所述第一射频收发器的发送端通过所述开关单元与所述第一收发电路的射频信号输入端或所述第二收发电路的射频信号输入端电连接；所述第一射频收发器的接收端与所述第一收发电路的射频信号输出端电连接；

所述第二射频收发器的发送端通过所述开关单元与所述第一收发电路的射频信号输入端或所述第二收发电路的射频信号输入端电连接；所述第二射频收发器的接收端与所述第二收发电路的射频信号输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述开关单元包括第一电子开关和第二电子开关，所述第一射频收发器的发送端通过所述第一电子开关与所述第一收发电路的射频信号输入端或所述第二收发电路的射频信号输入端电连接；

所述第二射频收发器的发送端通过所述第二电子开关与所述第一收发电路的射频信号输入端或所述第二收发电路的射频信号输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述第一电子开关和所述第二电子开关中的至少一个为单刀双掷开关。

4.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述开关单元为双刀双掷开关。

5.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述第一收发电路包括第一功率放大器、第一滤波器、第二滤波器、第一切换开关和第一天线；其中，

所述第一功率放大器的输入端为所述第一收发电路的射频信号输入端，所述第一功率放大器的输出端通过所述第一滤波器与所述第一切换开关电连接；

所述第二滤波器的输出端为所述第一收发电路的射频信号输出端，所述第二滤波器的输入端与所述第一切换开关电连接；

所述第一天线通过所述第一切换开关与所述第一滤波器的输出端或者所述第二滤波器的输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的射频电路，其特征在于，所述第一切换开关为单刀双掷开关。

7.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述第二收发电路包括第二功率放大器、第三滤波器、第四滤波器、第二切换开关和第二天线；其中，

所述第二功率放大器的输入端为所述第二收发电路的射频信号输入端，所述第二功率放大器的输出端通过所述第三滤波器与所述第二切换开关电连接；

所述第四滤波器的输出端为所述第二收发电路的射频信号输出端，所述第四滤波器的输入端与所述第二切换开关电连接；

所述第二天线通过所述第二切换开关与所述第三滤波器的输出端或者所述第四滤波器的输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的射频电路，其特征在于，所述第二切换开关为单刀双掷开关。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的射频电路，其特征在于，所述第一射频收发器为5G NR收发器，所述第二射频收发器为LTE射频收发器。

10.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的射频电路。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种射频电路及终端设备。

背景技术

众所周知，为实现非独立组网(Non-Stand Alone，NSA)架构下的长期演进(LongTerm Evolution，LET)和5G新空口(New Radio，NR)双连接(EN-DC)，现有的终端设备通常设有两条收发电路，如图1所示，终端设备的射频电路包括第一收发电路101和第二收发电路102。第一收发电路101用于发送和接收5G信号；第二收发电路102用于发送和接收LET信号。

随着通信技术的发展，运营商对高功率接收终端(High Power UE，HPUE)的需求持续增加，希望通过HPUE来补偿下行链路(Down Link，DL)和上行链路(Up Link，UL)预算之间的不平衡，独立组网(Stand Alone，SA)架构要求的终端设备必须具备上行2*2多发多收(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)的能力，该两种方式可以有效改善移动网络覆盖，提高用户体验，但是HPUE对功率放大器(Power Amplifier，PA)和滤波器的性能提出了更高的要求，为了实现上行2*2MIMO，通常需要增加发送TX通路，从而使得终端设备的硬件成本较高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种射频电路及终端设备，以解决增加发送通路，导致终端设备的成本较高的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种射频电路，包括控制芯片、第一射频收发器、第二射频收发器、第一收发电路、第二收发电路和开关单元；

所述控制芯片分别与所述第一射频收发器、所述第二射频收发器和开关单元电连接；

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种终端设备，包括射频电路，该射频电路包括控制芯片、第一射频收发器、第二射频收发器、第一收发电路、第二收发电路和开关单元；

所述控制芯片分别与所述第一射频收发器、所述第二射频收发器和开关单元电连接；

本实用新型实施例通过设置开关单元控制第一射频收发器的发送端、第二射频收发器的发送端、第一收发电路的射频信号输入端以及第二收发电路的射频信号输入端之间的连接状态，从而可以实现第一收发电路和第二收发电路中射频信号发送的复用，满足上行2*2MIMO需求。因此本实用新型实施例降低了射频电路的成本，从而降低了终端设备的成本。此外，仅增加开关单元，可以减少射频电路的布局占用空间，有利于终端设备的小型化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是传统射频电路的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的射频电路的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

4G网络快速发展极大的丰富了我们的生活，为了追求更高的速率，更低的时延和更高的可靠性，5G通信技术应运而生，5G网络的到来将使智慧城市，AR\/VR、无人驾驶等很快变为现实，从协议可知，5G通信按照频率划分为FR1和FR2两段，FR1频段范围为450MHz-6000MHz，就是俗称的sub 6GHz，FR2频段范围为24250MHz-52600MHz，即俗称的毫米波频段；5G NR部分频段频率划分与LTE的频段频率是相同的，这部分频段即所谓的重耕(refarming)频段。

5G NR网络架构存在NSA和SA两种实现方式，SA方式需要重新搭建核心网，5G控制和数据都在5G网络，NSA方式是在现有4G网络的基础上，进行5G网络的部署，基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据，控制信令仍通过4G网络传输。

NSA方式不需要新建核心网络，为保证通信制式的平滑过渡和前向兼容，目前国际和国内主流运营，第一阶段都采用NSA的网络架构，即终端设备需要实现LTE和5G NR双连接(EN-DC),为实现这一功能，终端设备必须具备LTE和5G NR两条独立的硬件通路。随着5G网络的发展，第二阶段将采用SA架构，对应的终端设备要求5G NR上行实现两路同时发射，满足上行2*2MIMO需求。

为此本实用新型实施提供了一种射频电路，参照图2，本实用新型实施例提供的射频电路包括控制芯片21、第一射频收发器22、第二射频收发器23、第一收发电路24、第二收发电路25和开关单元26；

所述控制芯片21分别与所述第一射频收发器22、所述第二射频收发器23和开关单元26电连接；

所述第一射频收发器22的发送端通过所述开关单元26与所述第一收发电路24的射频信号输入端或所述第二收发电路25的射频信号输入端电连接；所述第一射频收发器22的接收端与所述第一收发电路24的射频信号输出端电连接；

所述第二射频收发器23的发送端通过所述开关单元26与所述第一收发电路24的射频信号输入端或所述第二收发电路25的射频信号输入端电连接；所述第二射频收发器23的接收端与所述第二收发电路25的射频信号输出端电连接。

上述第一射频收发器22和第二射频收发器23的架构可以根据实际需要进行设置。在本实用新型实施例中，上述第一射频收发器22可以为5G NR收发器，用于接收和发送5G射频信号；上述第二射频收发器23可以为LTE射频收发器，用于接收和发送LTE射频信号(如4G信号)。类似的，在其他实施例中，若应用到从5G到6G的升级场景中，上述第一射频收发器22为用于接收和发送6G射频信号的射频收发器，上述第二射频收发器23为用于接收和发送5G射频信号的射频收发器。以下各实施例中以第一射频收发器22为5G NR收发器，所述第二射频收发器23为LTE射频收发器作为具体实例进行说明。

在本实用新型实施例中，针对不同网络场景，第一射频收发器22、第二射频收发器23、第一收发电路24和第二收发电路25的连接状态不同。以下对此进行详细说明：

情况1：在LTE和5G NR双连接场景下，控制芯片21可以根据网络需求控制第一射频收发器22的发送端与第一收发电路24的射频信号输入端电连接，同时控制第二射频收发器23的发送端与第二收发电路25的射频信号输入端电连接。

此时，第一射频收发器22在进行上行信号发送时，5G射频信号通过发送端输入到第一收发电路24，并经过第一收发电路24向5G基站发送。在进行射频信号接收时，5G基站发送的无线信号将会被第一收发电路24接收，并通过第一收发电路24的射频信号输出端传输至第一射频收发器22。与此同时，第二射频收发器23在进行上行信号发送时，LTE射频信号通过发送端输入到第二收发电路25，并经过第二收发电路25向LTE基站发送。在进行射频信号接收时，LTE基站发送的无线信号将会被第二收发电路25接收，并通过第二收发电路25的射频信号输出端传输至第二射频收发器23。

情况2：在单LTE网络场景。应用上述射频电路的终端设备可以与基站握手，上报终端设备的能力信息。该能力信息包括可支持带内非连续上行链路载波聚合(Up LinkCarrier Aggregation，ULCA)。上行业务需求较大且基站可分配对应资源时，控制芯片21可以控制第二射频收发器23的发送端同时与第一收发电路24的射频信号输入端以及第二收发电路25的射频信号输入端电连接。

此时，第二射频收发器23在进行上行信号发送时，LTE射频信号通过发送端输入到第一收发电路24和第二收发电路25，并经过第一收发电路24和第二收发电路25向LTE基站发送。在进行射频信号接收时，5G基站发送的无线信号将会被第一收发电路24接收，并通过第一收发电路24的射频信号输出端传输至第一射频收发器22。与此同时，LTE基站发送的无线信号将会被第二收发电路25接收，并通过第二收发电路25的射频信号输出端传输至第二射频收发器23。

情况3：兼容后续SA架构要求的终端设备上行2*2MIMO的能力，当终端设备注册到5G网络时，终端设备有2TX通路需求时，控制芯片21可以控制第一射频收发器22的发送端同时与第一收发电路24的射频信号输入端以及第二收发电路25的射频信号输入端电连接。

此时，第一射频收发器22在进行上行信号发送时，5G射频信号通过发送端输入到第一收发电路24和第二收发电路25，并经过第一收发电路24和第二收发电路25向5G基站发送。在进行射频信号接收时，5G基站发送的无线信号将会被第一收发电路24接收，并通过第一收发电路24的射频信号输出端传输至第一射频收发器22。与此同时，LTE基站发送的无线信号将会被第二收发电路25接收，并通过第二收发电路25的射频信号输出端传输至第二射频收发器23。

本实用新型实施例通过设置开关单元26控制第一射频收发器22的发送端、第二射频收发器23的发送端、第一收发电路24的射频信号输入端以及第二收发电路25的射频信号输入端之间的连接状态，从而可以实现第一收发电路24和第二收发电路25中射频信号发送的复用，满足上行2*2MIMO需求。因此本实用新型实施例降低了射频电路的成本，从而降低了终端设备的成本。此外，仅增加开关单元26，可以减少射频电路的布局占用空间，有利于终端设备的小型化设计。

应当说明的是，上述开关单元26的结构可以根据实际需要进行设置，例如，在一可选实施例中，上述开关单元26包括第一电子开关261和第二电子开关262，所述第一射频收发器22的发送端通过所述第一电子开关261与所述第一收发电路24的射频信号输入端或所述第二收发电路25的射频信号输入端电连接；

所述第二射频收发器23的发送端通过所述第二电子开关262与所述第一收发电路24的射频信号输入端或所述第二收发电路25的射频信号输入端电连接。

可选的，上述第一电子开关261和所述第二电子开关262中的至少一个为单刀双掷开关。如图2所示，在本实用新型实施例中，上述第一电子开关261和第二电子开关262均为单刀双掷开关，当然在其他实施例中，还可以采用其他结构，例如上述第一电子开关261可以采用两个场效应管实现，上述第二电子开关262也可以采用两个场效应管实现。只要能够等效于单刀双掷开关的功能即可。

此外，在一可选实施例中，还可以将第一电子开关261和第一电子开关261集成在一个开关中，例如，该一个开关为两个单刀双掷开关，或者在一可选实施例中，上述开关单元为双刀双掷开关。

进一步的，基于上述实施例，本实用新型实施例中，上述第一收发电路24包括第一功率放大器241、第一滤波器242、第二滤波器243、第一切换开关244和第一天线245；其中，

所述第一功率放大器241的输入端为所述第一收发电路24的射频信号输入端，所述第一功率放大器241的输出端通过所述第一滤波器242与所述第一切换开关244电连接；

所述第二滤波器243的输出端为所述第一收发电路22的射频信号输出端，所述第二滤波器243的输入端与所述第一切换开关244电连接；

所述第一天线245通过所述第一切换开关244与所述第一滤波器242的输出端或者所述第二滤波器243的输入端电连接。

本实用新型实施例中，上述第一切换开关244可以为单刀双掷开关。当进行射频信号发射时，第一切换开关244控制第一天线245与第一滤波器242的输出端连接，当进行射频信号接收时，第一切换开关244控制第一天线245与第一滤波器242输入端连接。

应当说明的是，上述第一功率放大器241和第一滤波器242为第一收发电路24的发送TX通路，上述第二滤波器243为第一收发电路24的接收RX通路。

由于采用第一切换开关244切换第一收发电路24的TX通路和第一收发电路24的RX通路分别与第一天线245连接，这样可以减少天线的数量。

进一步的，上述第二收发电路25包括第二功率放大器251、第三滤波器252、第四滤波器253、第二切换开关254和第二天线255；其中，

所述第二功率放大器251的输入端为所述第二收发电路25的射频信号输入端，所述第二功率放大器251的输出端通过所述第三滤波器252与所述第二切换开关254电连接；

所述第四滤波器253的输出端为所述第二收发电路25的射频信号输出端，所述第四滤波器253的输入端与所述第二切换开关254电连接；

所述第二天线255通过所述第二切换开关254与所述第三滤波器252的输出端或者所述第四滤波器253的输入端电连接。

本实用新型实施例中，上述第二切换开关254可以为单刀双掷开关。当进行射频信号发射时，第二切换开关254控制第二天线255与第三滤波器252的输出端连接，当进行射频信号接收时，第二切换开关254控制第二天线255与第三滤波器252输入端连接。

应当说明的是，上述第二功率放大器251和第三滤波器252为第二收发电路25的发送TX通路，上述第四滤波器253为第二收发电路25的接收RX通路。

由于采用第一切换开关244切换第一收发电路24的TX通路和第一收发电路24的RX通路分别与第一天线245连接，这样可以减少天线的数量。

需要说明的是，上述开关单元26可以实现第一收发电路24的TX通路和第二收发电路25的TX通路的复用。在第一收发电路24的TX通路即可以实现第一射频收发器22发出的射频信号的发送，也可以实现第二射频收发器23发出的射频信号的发送。与此同时，在第二收发电路25的TX通路即可以实现第一射频收发器22发出的射频信号的发送，也可以实现第二射频收发器23发出的射频信号的发送。为此，在第一收发电路24的TX通路与在第二收发电路25的TX通路中的功率放大器和滤波器可以设置为5G射频器件，使得第一收发电路24的TX通路与在第二收发电路25的TX通路即支持5G射频信号的发送，又支持LTE射频信号的发送。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

设计图

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