CN109560833B - 一种下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备，其中，所述下行载波聚合射频电路与天线连接，包括开关模块、以及与开关模块连接的第一滤波移相模块和第二滤波移相模块，开关模块的一端包括两个上行信号端和两个下行信号端，开关模块的另一端连接天线；当工作在下行载波聚合模式时，所述开关模块控制两个下行信号端均导通，并控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端导通，实现第一频段上行信号或第二频率上行信号的发射，以及第一频段下行信号和第二频段下行信号的载波聚合接收。无需采用四工器即可实现两个频段信号的下行载波聚合，可大幅度降低生产成本。

Description

一种下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备。

背景技术

随着通信技术的发展，现在的LTE、 5G和未来可能的通信技术，为了充分应用频谱资源，载波聚合的应用越来越多，现在的移动便携式设备的LTE载波聚合主要应用都是DLCA（下行载波结合）。业内一般将1GHz以下的频段（如Band5/8/12/B28等）称为低频，1GHZ~2.2GHz的频段（如B1/2/3/4/34/39等）称为中频，2.3GHz以上（如B30/7/38/40等）称为高频。对于低频和中频，低频和高频，或者中频和高频的DLCA，是比较容易完成的设计，但是对于中频和中频的DLCA，一般得采用四工器的器件（如2A-4A的四工器）才能完成DLCA的功能，但是四工器的成本较高，导致电子设备造价成本高。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备，无需采用四工器，通过开关模块控制与滤波移相模块之间的通路选择，可实现两个频段信号的下行载波聚合，可大幅度降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种下行载波聚合射频电路，其与天线连接，包括开关模块、以及与开关模块连接的第一滤波移相模块和第二滤波移相模块，所述开关模块的一端包括两个上行信号端和两个下行信号端，所述开关模块的另一端连接天线；当工作在非载波聚合模式时，所述开关模块控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端和下行信号端导通，收发第一频段上行信号和第一频段下行信号，或者收发第二频段上行信号和第二频段下行信号；当工作在下行载波聚合模式时，所述开关模块控制两个下行信号端均导通，并控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端导通，实现第一频段上行信号或第二频率上行信号的发射，以及第一频段下行信号和第二频段下行信号的载波聚合接收。

所述的下行载波聚合射频电路中，所述第一滤波移相模块包括第一滤波移相单元和第二滤波移相单元，所述第一滤波移相单元与开关模块的上行信号端连接，用于对发射的第一频段上行信号进行滤波移相处理；所述第二滤波移相单元与开关模块的下行信号端连接，用于对接收的第一频段下行信号进行滤波移相处理。

所述的下行载波聚合射频电路中，所述第二滤波移相模块包括第三滤波移相单元和第四滤波移相单元，所述第三滤波移相单元与开关模块的上行信号端连接，用于对发射的第二频段上行信号进行滤波移相处理；所述第二滤波移相单元与开关模块的下行信号端连接，用于对接收的第二频段下行信号进行滤波移相处理。

所述的下行载波聚合射频电路中，所述开关模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关；所述第一开关的一端连接第一滤波移相单元、第三开关的一端和第六开关的一端，所述第一开关的另一端连接天线；所述第二开关的一端连接第三滤波移相单元、第四开关的一端和第五开关的一端，所述第二开关的另一端连接天线；所述第三开关的另一端和第四开关的另一端均连接第二滤波移相单元；所述第五开关的另一端和第六开关的另一端均连接第四滤波移相单元。

所述的下行载波聚合射频电路中，当所述第一开关和第三开关闭合时，通过第一滤波移相单元和第二滤波移相单元分别发送第一频段上行信号和接收第一频段下行信号；当所述第二开关和第六开关闭合时，通过第三滤波移相单元和第四滤波移相单元分别发送第二频段上行信号和接收第二频段下行信号。

所述的下行载波聚合射频电路中，当第一开关、第三开关和第六开关闭合时，通过第一滤波移相单元发送第一频段上行信号，并通过第二滤波移相单元和第四滤波移相单元实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频段下行信号的分集接收；当第二开关、第四开关和第五开关闭合时，通过第三滤波移相单元发送第二频段上行信号，并通过第二滤波移相单元和第四滤波移相单元实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频段下行信号的分集接收。

所述的下行载波聚合射频电路中，所述第一滤波移相单元包括第一声表面波滤波器和第一移相器，所述第二滤波移相单元包括第二声表面波滤波器和第二移相器；所述第一声表面波滤波器通过所述第一移相器连接第一开关的一端；所述第二声表面波滤波器通过所述第二移相器连接第三开关的另一端和第四开关的另一端。

所述的下行载波聚合射频电路中，所述第三滤波移相单元包括第三声表面波滤波器和第三移相器，所述第四滤波移相单元包括第四声表面波滤波器和第四移相器；所述第三声表面波滤波器通过所述第三移相器连接第二开关的一端；所述第四声表面波滤波器通过所述第四移相器连接第五开关的另一端和第六开关的另一端。

一种天线装置，其包括如上所述的下行载波聚合射频电路。

一种电子设备，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的下行载波聚合射频电路。

相较于现有技术，本发明提供的下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备中，所述下行载波聚合射频电路与天线连接，包括开关模块、以及与开关模块连接的第一滤波移相模块和第二滤波移相模块，所述开关模块的一端包括两个上行信号端和两个下行信号端，所述开关模块的另一端连接天线；当工作在非载波聚合模式时，所述开关模块控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端和下行信号端导通，收发第一频段上行信号和第一频段下行信号，或者收发第二频段上行信号和第二频段下行信号；当工作在下行载波聚合模式时，所述开关模块控制两个下行信号端均导通，并控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端导通，实现第一频段上行信号或第二频率上行信号的发射，以及第一频段下行信号和第二频段下行信号的载波聚合接收。无需采用四工器，通过开关模块控制与滤波移相模块之间的通路选择，可实现两个频段信号的下行载波聚合，可大幅度降低生产成本。

附图说明

图1本发明提供的下行载波聚合射频电路的结构框图。

图2本发明提供的下行载波聚合射频电路的电路原理图。

具体实施方式

鉴于现有技术中载波聚合需要采用四工器导致成本较高等缺点，本发明的目的在于提供一种下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备，无需采用四工器，通过开关模块控制与滤波移相模块之间的通路选择，可实现两个频段信号的下行载波聚合，可大幅度降低生产成本。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的下行载波聚合射频电路与天线10连接，其包括开关模块20、以及与所述开关模块20连接的第一滤波移相模块31和第二滤波移相模块32，其中所述开关模块20第一端包括两个上行信号端P1和P3，以及两个下行信号端P2和P4，所述第一滤波移相模块31和第二滤波移相模块32分别通过一个上行信号端和一个下行信号端与开关模块20连接，所述开关模块20的另一端连接天线10，所述第一滤波移相模块31允许第一频段上行信号和第一频段下行信号通过，所述第二滤波移相模块32允许第二频段上行信号和第二频段下行信号通过，当工作在非载波聚合模式时，所述开关模块20控制与第一滤波移相模块31或第二滤波移相模块32连接的上行信号端和下行信号端导通，收发第一频段上行信号和第一频段下行信号，或者收发第二频段上行信号和第二频段下行信号，即当不需要实现载波聚合时，控制P1和P2或者P3和P4导通，使得当前第一滤波移相模块31或者第二滤波移相模块32接入电路开始工作，例如当端口P1和P2导通时，第一频段上行信号经过第一滤波移相模块31后通过开关模块20到达天线10，而第一频段下行信号经由天线10接收后通过开关模块20输出至第一滤波移相模块31，再输出至射频收发器，实现单一频段的信号收发从而实现该频段的通信。

当工作在下行载波聚合模式时，所述开关模块20控制两个下行信号端均导通，并控制与第一滤波移相模块31或第二滤波移相模块32连接的上行信号端导通，实现第一频段上行信号或第二频率上行信号的发射，以及第一频段下行信号和第二频段下行信号的载波聚合接收。即当工作在下行载波聚合模式时，控制两个下行信号端P2和P4导通，并且根据当前主载波的频段控制与第一滤波移相模块31或第二滤波移相模块32连接的上行信号端导通，例如若当前主载波频段为第一频段时则控制P1导通，若当前主载波频段为第二频段时则控制P3导通，以主载波频段为第一频段为例，此时端口P1、P2和P4导通，第一频段上行信号经过第一滤波移相模块31后通过开关模块20到达天线10，载波聚合的第一频段下行信号和第二频率下行信号则经由天线10接收后通过开关模块20的P2端和P4端分别输出至第一滤波移相模块31和第二滤波移相模块32，实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频率下行信号的分集接收。本发明无需采用四工器，通过开关模块20控制与滤波移相模块之间的通路选择，即可实现两个频段信号的下行载波聚合，并且也不影响单个频段的通信，可大幅度降低生产成本。

具体地，请一并参阅图2，所述第一滤波移相模块31包括第一滤波移相单元311和第二滤波移相单元312，所述第二滤波移相模块32包括第三滤波移相单元321和第四滤波移相单元322，其中所述第一滤波移相单元311与开关模块20的上行信号端连接，用于对发射的第一频段上行信号进行滤波移相处理；所述第二滤波移相单元312与开关模块20的下行信号端连接，用于对接收的第一频段下行信号进行滤波移相处理；所述第三滤波移相单元321与开关模块20的上行信号端连接，用于对发射的第二频段上行信号进行滤波移相处理；所述第二滤波移相单元312与开关模块20的下行信号端连接，用于对接收的第二频段下行信号进行滤波移相处理。即本发明提供的下行载波聚合射频电路中，分别通过四个滤波移相单元对两个不同频段的上行信号和下行信号进行滤波移相处理，使得每个滤波移相单元均只能通过预设频率的信号，例如第一滤波移相单元311通过滤波以及移相处理后使得可以通过第一频段上行信号，但截至除第一频段上行信号以外的射频信号，其他三个滤波移相单元同理，使得每个滤波移相单元具有特定的频率通道，提高载波聚合信号传输时的准确性。

进一步地，所述开关模块20包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6；所述第一开关S1的一端连接第一滤波移相单元311、第三开关S3的一端和第六开关S6的一端，所述第一开关S1的另一端连接天线10；所述第二开关S2的一端连接第三滤波移相单元321、第四开关S4的一端和第五开关S5的一端，所述第二开关S2的另一端连接天线10；所述第三开关S3的另一端和第四开关S4的另一端均连接第二滤波移相单元312；所述第五开关S5的另一端和第六开关S6的另一端均连接第四滤波移相单元322。

具体地，所述第一滤波移相单元311包括第一声表面波滤波器SAW1和第一移相器A1，所述第二滤波移相单元312包括第二声表面波滤波器SAW2和第二移相器A2；所述第一声表面波滤波器SAW1通过所述第一移相器A1连接第一开关S1的一端；所述第二声表面波滤波器SAW2通过所述第二移相器A2连接第三开关S3的另一端和第四开关S4的另一端；所述第三滤波移相单元321包括第三声表面波滤波器SAW3和第三移相器A3，所述第四滤波移相单元322包括第四声表面波滤波器SAW4和第四移相器A4；所述第三声表面波滤波器SAW3通过所述第三移相器A3连接第二开关S2的一端；所述第四声表面波滤波器SAW4通过所述第四移相器A4连接第五开关S5的另一端和第六开关S6的另一端。

具体实施时，当工作在非载波聚合模式时，若控制所述第一开关S1和第三开关S3闭合，则通过第一滤波移相单元311和第二滤波移相单元312分别发送第一频段上行信号和接收第一频段下行信号；若控制所述第二开关S2和第六开关S6闭合，则通过第三滤波移相单元321和第四滤波移相单元322分别发送第二频段上行信号和接收第二频段下行信号，实现单个频段的通信。

当工作在下行载波聚合模式时，若控制所述第一开关S1、第三开关S3和第六开关S6闭合，则通过第一滤波移相单元311发送第一频段上行信号，并通过第二滤波移相单元312和第四滤波移相单元322实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频段下行信号的分集接收；若控制实数第二开关S2、第四开关S4和第五开关S5闭合，则通过第三滤波移相单元321发送第二频段上行信号，并通过第二滤波移相单元312和第四滤波移相单元322实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频段下行信号的分集接收，实现两种主载波频段不同的下行载波聚合。

具体地，以B2频段和B4频段为例，第一声表面波滤波器SAW1和第二声表面波滤波器SAW2分别对第一频段上行信号和第一频段下行信号进行滤波，其中第一移相器A1通过设置第一预设值使第一频段上行信号，即B2 TX信号（频率1850~1910MHz）通过，截止B2 TX以外的信号，第二移相器A2通过设置第二预设值使第一频段下行信号，即B2 RX信号（频率1930~1990MHz）通过，截止B2 RX以外的信号，B4频段对应的第三声表面波滤波器SAW3、第三移相器A3、第四声表面波滤波器SAW4和第四移相器A4类似。

若只需要B2频段工作，不需要实现2A-4A的下行载波聚合时，控制第一开关S1和第三开关S3闭合即可，此时第一频段上行信号B2 TX信号经过第一声表面波滤波器SAW1和第一移相器A1，因为第二移相器A2截止第一频段下行信号B2 RX以外的信号，所以第一频段上行信号B2 TX信号不会经过第三开关S3，只会经过第一开关S1到达天线10；而第一频段下行信号B2 RX信号由天线10接收，经过第一开关S1，因为第一移相器A1截止第一频段上行信号B2 TX以外的信号，所以第一频段下行信号B2 RX信号不会经过第一移相器A1，只会经过第三开关S3然后经过第二移相器A2和第二声表面波滤波器SAW2再进入无线收发器，若只需要B4频段工作时则控制第二开关S2和第六开关S6闭合即可，信号过程与B2频段类似。

若需要实现2A-4A的下行载波聚合时，以B2频段为PCC（primary carriercomponent即主载波，包含TX信号和RX信号），B4频段为SCC（secondary carrier component即辅载波，只包含RX信号）为例，此时控制第一开关S1、第三开关S3和第六开关S6闭合即可，第一频段上行信号B2 TX信号经过第一声表面波滤波器SAW1和第一移相器A1，因为第二移相器A2截止第一频段下行信号B2 RX以外的信号，第四移相器A4截止第二频段下行信号B4RX以外的信号，所以第一频段上行信号B2 TX信号不会经过第三开关S3和第六开关S6，只会经过第一开关S1到达天线10；天线10接收载波结合的第一频段下行信号B2 RX和第二频段下行信号B4 RX，其中第一频段下行信号经过第一开关S1，因为第一移相器A1截止第一频段上行信号B2 TX以外的信号，第四移相器A4截止第二频段下行信号B4 RX以外的信号，所以第一频段下行信号B2 RX信号不会经过第一移相器A1和第六开关S6，只会经过第三开关S3然后经过第二移相器A2和第二声表面波滤波器SAW2再进入无线收发器；第二频段下行信号B4 RX信号经过第一开关S1，因为第一移相器A1截止第一频段上行信号B2 TX以外信号，第二移相器A2截止第一频段下行信号B2 RX以外的信号，所以第二频段下行信号B4 RX信号不会经过第一移相器A1和第三开关S3，只会经过第六然后经过第四移相器A4和第四声表面波滤波器SAW4再进入无线收发器，从而实现以B2频段为主载波，B4频段为辅载波的2A-4A的下行载波聚合功能，如果需要达到以B4频段为主载波，B2频段为辅载波的2A-4A的下行载波聚合功能，则只需要控制第二开关S2、第四开关S4和第五开关S5闭合即可。其他频段例如B1频段和B3频段的载波聚合信号传输过程类似，仅需调节每个滤波移相单元允许通过的信号频率范围即可实现。

本发明通过采用声表面波滤波器和移相器以及多个开关的组合形式来实现不同频段的下行载波聚合，与现有通过四工器实现载波聚合的方式相比，由于单独的声表面波滤波器和移相器的插损要小于四工器的插损，改善了损耗，也就可以改善设备功耗和设备发热以及电池寿命等问题，其次，声表面波滤波器和移相器的成本要远远小于四工器的成本，改善了设备的制造成本，提高了的竞争优势，如果设备需要同时支持1A-3A和2A-4A两种下行载波聚合，则再相应地增加两组声表面波滤波器和移相器以及开关即可，成本远小于增加四工器的成本，提高了下行载波聚合射频电路的扩展性。

基于上述下行载波聚合射频电路，本发明还相应提供一种天线装置，其包括如上所述的下行载波聚合射频电路，由于上文已对所述下行载波聚合射频电路进行了详细描述，此处不作详述。

基于上述下行载波聚合射频电路，本发明还相应提供一种电子设备，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的下行载波聚合射频电路，由于上文已对所述下行载波聚合射频电路进行了详细描述，此处不作详述。

综上所述，本发明提供的下行载波聚合射频电路、天线装置和电子设备中，所述下行载波聚合射频电路与天线连接，包括开关模块、以及与开关模块连接的第一滤波移相模块和第二滤波移相模块，所述开关模块的一端包括两个上行信号端和两个下行信号端，所述开关模块的另一端连接天线；当工作在非载波聚合模式时，所述开关模块控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端和下行信号端导通，收发第一频段上行信号和第一频段下行信号，或者收发第二频段上行信号和第二频段下行信号；当工作在下行载波聚合模式时，所述开关模块控制两个下行信号端均导通，并控制与第一滤波移相模块或第二滤波移相模块连接的上行信号端导通，实现第一频段上行信号或第二频率上行信号的发射，以及第一频段下行信号和第二频段下行信号的载波聚合接收。无需采用四工器，通过开关模块控制与滤波移相模块之间的通路选择，可实现两个频段信号的下行载波聚合，可大幅度降低生产成本。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种下行载波聚合射频电路，其与天线连接，其特征在于，包括开关模块、以及与开关模块连接的第一滤波移相模块和第二滤波移相模块，所述开关模块的一端包括两个上行信号端和两个下行信号端，所述开关模块的另一端连接天线；当工作在非载波聚合模式时，所述开关模块控制与第一滤波移相模块连接的上行信号端P1和下行信号端P2导通，收发第一频段上行信号和第一频段下行信号；所述开关模块控制与第二滤波移相模块连接上的上行信号端P3和下行信号端P4导通，收发第二频段上行信号和第二频段下行信号；当工作在下行载波聚合模式时，所述开关模块控制两个下行信号端均导通，并控制与第一滤波移相模块连接的上行信号端P1导通或与第二滤波移相模块连接的上行信号端P3导通，实现第一频段上行信号或第二频率上行信号的发射，以及第一频段下行信号和第二频段下行信号的载波聚合接收；

所述开关模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关；所述第一开关的一端连接第一滤波移相单元、第三开关的一端和第六开关的一端，所述第一开关的另一端连接天线；所述第二开关的一端连接第三滤波移相单元、第四开关的一端和第五开关的一端，所述第二开关的另一端连接天线；所述第三开关的另一端和第四开关的另一端均连接第二滤波移相单元；所述第五开关的另一端和第六开关的另一端均连接第四滤波移相单元；

所述第一滤波移相模块包括第一滤波移相单元和第二滤波移相单元，所述第一滤波移相单元与开关模块的上行信号端P1连接，用于对发射的第一频段上行信号进行滤波移相处理；所述第二滤波移相单元与开关模块的下行信号端P2连接，用于对接收的第一频段下行信号进行滤波移相处理；

所述第二滤波移相模块包括第三滤波移相单元和第四滤波移相单元，所述第三滤波移相单元与开关模块的上行信号端P3连接，用于对发射的第二频段上行信号进行滤波移相处理；所述第四滤波移相单元与开关模块的下行信号端P4连接，用于对接收的第二频段下行信号进行滤波移相处理；

所述第一滤波移相单元包括第一声表面波滤波器和第一移相器，所述第二滤波移相单元包括第二声表面波滤波器和第二移相器；所述第一声表面波滤波器通过所述第一移相器连接第一开关的一端；所述第二声表面波滤波器通过所述第二移相器连接第三开关的另一端和第四开关的另一端；

所述第三滤波移相单元包括第三声表面波滤波器和第三移相器，所述第四滤波移相单元包括第四声表面波滤波器和第四移相器；所述第三声表面波滤波器通过所述第三移相器连接第二开关的一端；所述第四声表面波滤波器通过所述第四移相器连接第五开关的另一端和第六开关的另一端；

第一移相器通过设置第一预设值使第一频段上行信号通过，截止第一频段上行信号以外的信号，第二移相器通过设置第二预设值使第一频段下行信号通过，截止第一频段下行信号以外的信号；第三移相器通过设置第三预设值使第二频段上行信号通过，截止第二频段上行信号以外的信号，第四移相器通过设置第四预设值使第二频段下行信号通过，截止第二频段下行信号以外的信号；

当第一开关、第三开关和第六开关闭合时，通过第一滤波移相单元发送第一频段上行信号，并通过第二滤波移相单元和第四滤波移相单元实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频段下行信号的分集接收；当第二开关、第四开关和第五开关闭合时，通过第三滤波移相单元发送第二频段上行信号，并通过第二滤波移相单元和第四滤波移相单元实现下行载波聚合时第一频段下行信号和第二频段下行信号的分集接收；

通过开关模块控制与滤波移相模块之间的通路选择，实现两个频段信号的下行载波聚合。

2.根据权利要求1所述的下行载波聚合射频电路，其特征在于，当所述第一开关和第三开关闭合时，通过第一滤波移相单元和第二滤波移相单元分别发送第一频段上行信号和接收第一频段下行信号；当所述第二开关和第六开关闭合时，通过第三滤波移相单元和第四滤波移相单元分别发送第二频段上行信号和接收第二频段下行信号。

3.一种天线装置，其特征在于，包括如权利要求1-2任意一项所述的下行载波聚合射频电路。

4.一种电子设备，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，其特征在于，所述PCB板上设置有如权利要求1-2任意一项所述的下行载波聚合射频电路。

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