CN112491434A - 一种射频前端电路、射频信号接收方法、通信方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种射频前端电路、射频信号接收方法、通信方法及设备，该通信设备包括天线、射频前端电路以及收发器，天线用于接收射频信号；射频前端电路包括射频开关电路以及与射频开关电路连接的第一放大电路，射频开关电路与天线连接，射频开关电路用于对射频信号进行处理，第一放大电路用在发射链路中；收发器分别与第一放大电路以及射频开关电路连接，用于接收射频开关电路发送的处理后的射频信号。通过上述方式，本申请能够缩短接收链路，降低路径损耗，提高效率。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种射频前端电路、射频信号接收方法、通信方法及设备。
背景技术
目前，在通信设备的接收链路中，天线将接收到的射频信号发送至射频开关模组，由于射频收发器的接收端口和发射端口不同，因而射频开关模组需将射频信号发送至放大模块内部的开关，以进行路径切换，CPU(Central Processing Unit，处理器)控制放大模块中的开关导通，从而将射频信号传输至射频收发器。
但是由于接收链路使用放大模块内部的开关进行切换，导致射频接收链路比较长，而且会由于放大模块的引入造成插损，导致接收链路总的损耗比较高，接收灵敏度较差；同时由于发射链路和接收链路均需要使用放大模块，致使放大模块的使用率高，负担大，发热量大。
发明内容
本申请主要解决的问题是提供一种射频前端电路、射频信号接收方法、通信方法及设备，能够缩短接收链路，降低路径损耗，提高效率。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种通信设备，通信设备包括：天线、射频前端电路以及收发器，天线用于接收射频信号；射频前端电路包括射频开关电路以及与射频开关电路连接的第一放大电路，射频开关电路与天线连接，射频开关电路用于对射频信号进行处理，第一放大电路用在发射链路中；收发器分别与第一放大电路以及射频开关电路连接，用于接收射频开关电路发送的处理后的射频信号。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种射频前端电路，该射频前端电路包括射频开关电路以及与射频开关电路连接的第一放大电路，射频开关电路为上述的射频前端电路，第一放大电路为上述的第一放大电路。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种射频信号接收方法，该方法应用于通信设备，通信设备包括依次连接的天线、射频前端电路以及收发器，射频前端电路包括射频开关电路以及与射频开关电路连接的第一放大电路，该方法包括：天线接收射频信号，，并将射频信号发送至射频开关电路；射频开关电路对射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至接收器；收发器接收射频开关电路输出的处理后的射频信号。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种通信方法，该方法应用于通信设备，通信设备包括依次连接的天线、射频前端电路以及收发器，射频前端电路包括射频开关电路以及与射频开关电路连接的第一放大电路，该方法包括：在接收时隙，天线接收射频信号，并将射频信号发送至射频开关电路；射频开关电路对射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至接收器；收发器接收射频开关电路输出的处理后的射频信号；在发射时隙，收发器接收中频信号，对中频信号进行调制，生成第一高频信号，并将第一高频信号发送至第一放大电路；第一放大电路对第一高频信号进行放大，生成射频信号，并将射频信号通过射频开关电路发送至天线。
通过上述方案，本申请的有益效果是：射频前端电路中的射频开关电路分别与天线以及收发器连接，天线将接收到的射频信号传输至射频开关电路，射频开关电路直接将射频信号输出至收发器，避免在接收射频信号时，射频开关电路需要将射频信号通过第一放大电路中的开关传输至收发器，由于无需经过第一放大电路，因而能够缩短接收链路，降低经过第一放大电路造成的路径损耗，有助于提高接收效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对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。其中：
图1是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的通信设备另一实施例的结构示意图；
图3是本申请提供的通信设备另一实施例中多路射频开关的结构示意图；
图4是本申请提供的射频前端电路一实施例的结构示意图；
图5是本申请提供的射频信号接收方法一实施例的流程示意图；
图6是本申请提供的通信方法一实施例的流程示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。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的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。
参阅图1，图1是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图，该通信设备包括：天线10、射频前端电路20以及收发器30。
天线10用于接收射频信号；具体地，天线10具有一接收频段，天线10可接收该接收频段内的射频信号，天线10无法接收该接收频段之外的信号；例如，接收频段为200～300MHz，天线10可接收220MHz的信号，无法接收180MHz的信号。
射频前端电路20包括射频开关电路21以及与射频开关电路21连接的第一放大电路22；在接收链路中，射频开关电路21与天线10连接，射频开关电路21用于对接收的射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至收发器30，完成射频信号的接收；第一放大电路22用在发射链路中，其与收发器30的发射端连接，具体地，第一放大电路22用于对收发器30输出的待发射信号进行放大处理，并将放大后的信号通过射频开关电路21输出至天线10。
收发器30分别与射频开关电路21以及第一放大电路22连接，其用于接收射频开关电路21发送的处理后的射频信号；该收发器30可以为射频收发器，其具有发射端和接收端，收发器30的接收端用于接收天线10经射频开关电路21传输过来的射频信号，收发器30的发射端用于发射射频信号至天线10。
区别于现有技术，本申请提供了一种通信设备，在处于接收时隙时，天线10将射频信号传输至射频开关电路21，射频开关电路21将射频信号输出至收发器30，避免在接收射频信号时，射频开关电路21需要将射频信号通过第一放大电路22中的开关传输至收发器30，由于无需经过第一放大电路22，因而能够缩短接收链路，降低经过第一放大电路22造成的路径损耗，有助于提高接收效率。
参阅图2，图2是本申请提供的通信设备另一实施例的结构示意图，该通信设备包括：天线10、射频前端电路20、收发器30以及处理器40。
射频开关电路21包括开关211，开关211分别与第一放大电路22、收发器30以及天线10连接，射频开关电路21用于导通天线10与收发器30之间的通路。具体地，在接收时隙，开关211将天线10与收发器30之间的电路导通，天线10输出的信号通过开关211传输至收发器30；在发射时隙，开关211将第一放大电路22与天线10之间的电路导通，第一放大电路22输出的信号通过开关211传输至天线10。
进一步地，开关211为多路射频开关，如图3所示，多路射频开关至少包括控制端、第一端、第二端、第三端、第四端以及第五端，第一端与第一放大电路22的输出端连接，第二端与天线10连接，第三端与收发器30的接收端连接；在接收时隙，多路射频开关的第二端与第三端导通；在发射时隙，多路射频开关的第一端/第四端与第二端导通。
在一具体的实施例中，多路射频开关的第一端与第二端之间设置有场效应管T1，场效应管T1的栅极与控制端连接，场效应管T1的漏极和栅极分别与第一端和第二端连接；第二端与第三端之间设置有场效应管T2，场效应管T2的栅极与控制端连接，场效应管T2的漏极和源极分别为第二端和第三端；场效应管T3的栅极与控制端连接，场效应管T3的漏极和源极分别为第四端和第二端；场效应管T4的栅极与控制端连接，场效应管T4的漏极和源极分别为第一端和第五端。
处理器40分别与收发器30以及多路射频开关的控制端连接，处理器40用于向射频开关211发送控制信号；具体地，处理器40可以为基带芯片，处理器40与多路射频开关通过移动产业处理器40接口线(MIPI，Mobile Industry Processor Interface)连接；在接收时隙，处理器40通过MIPI线向多路射频开关发送控制信号，以控制多路射频开关闭合或打开。
在一具体的实施例中，处理器40用于扫描信号，检测所扫描到的接收信号中信号强度最强的信号，将信号强度最强的信号记作射频信号，并发出控制信号控制多路射频开关闭合，以使得天线10与收发器30之间的通路导通。
射频前端电路20还包括滤波器以及与滤波器连接的低噪声放大器(图中未示出)，滤波器与多路射频开关的第三端连接，滤波器用于对射频信号进行滤波，并将滤波后的射频信号发送至低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier)，该滤波器可以为射频滤波器；低噪声放大器与收发器30的接收端连接，低噪声放大器用于对滤波器输出的信号进行放大，输出放大后的射频信号至收发器30的接收端。
由于收发器30的接收端和发射端不同，因而通过多路射频开关来切换路径，将射频信号从接收链路传递至收发器30；在接收时隙，射频信号从天线10传输至射频开关电路21，再从射频开关电路21传输至收发器30，完成射频信号从天线10接收，然后到多路射频开关处切换，再传输至收发器30，从而完成射频信号的接收。
在发射时隙，处理器40用于向收发器30发送中频信号，具体地，在发射时隙，处理器40用于接收外部设备发送的模拟信号，并对该模拟信号进行混频处理，生成中频信号，在发射时隙发送中频信号至收发器30的输入端；具体地，该外部设备可以为麦克风，麦克风可将音频信号发送至处理器40进行处理。
收发器30用于对中频信号进行调制，生成第一高频信号，并将第一高频信号发送至第一放大电路22，第一放大电路22用于对第一高频信号进行放大，生成射频信号，并将射频信号发送至多路射频开关；该第一高频信号可以为3G/4G信号，第一放大电路22可为功率放大器(PA，Power Amplifier)，第一放大电路22可工作在WCDMA(Wide band CodeDivision Multiple Access，宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，时分同步码分多址)、LTE-TDD(Long Term EvolutionTime Division Duplexing，长期演进时分双工)或FDD-LTE(Long Term Evolution-Frequency Division Duplexing，长期演进频分双工)等模式。
多路射频开关还用于导通天线10与第一放大电路22之间的链路；具体地，处理器40通过MIPI线向多路射频开关发送控制信号，多路射频开关在接收到处理器40发出的控制信号时，多路射频开关的第一端和第二端导通，以将射频信号发送至天线10。
射频开关电路21还包括第二放大电路212，第二放大电路212分别与收发器30的发送端以及多路射频开关的第四端连接，第二放大电路212用于对收发器30发送的第二高频信号进行放大，生成射频信号，并将射频信号通过多路射频开关发送至天线10；该第二高频信号可以为2G信号，第二放大电路212可为功率放大器，第二放大电路212工作在GSM模式(Global System for Mobile Communications，全球移动通信***)或CDMA(CodeDivision Multiple Access，码分多址)。
此外，射频开关电路21还用于将部分射频信号反馈至收发器30，在发射链路，收发器30、射频开关电路21以及第一放大电路22构成闭环，以方便调整射频信号的功率。
进一步地，收发器30的发射端与多路射频开关的第五端连接，收发器30将第一高频信号发送至第一放大电路22，第一放大电输出射频信号至射频开关电路21，处理器40输出控制信号至多路射频开关的控制端，多路射频开关中的场效应管T1和T4导通，多路射频开关的第一端通过第五端与收发器30连接，以反馈射频信号至收发器30，多路射频开关与收发器30之间还可设置一衰减器(图中未示出)，衰减器用于对多路射频开关接收到的射频信号进行衰减，并将衰减后的射频信号反馈至收发器30，收发器30在检测到反馈的射频信号的功率较大时，减小其输出的第一高频信号的功率；收发器30在检测到反馈的射频信号的功率较小时，增大其输出的第一高频信号的功率，实现动态调整信号的功率；或者收发器30在检测到反馈的射频信号的功率不符合要求时，将其输出的第一高频信号与反馈的射频信号进行线性组合，以达到降低/增加收发器30输出的信号的功率的目的，从而满足发射功率要求。
在发射时隙，收发器30的发送端输出第一高频信号至第一放大电路22，第一放大电路22输出射频信号至多路射频开关，多路射频开关输出射频信号至天线10；或者收发器30的发送端输出第二高频信号至第二放大电路212，第二放大电路212输出射频信号至多路射频开关，多路射频开关输出射频信号至天线10，完成射频信号的发射。
本申请中的通信设备可应用于移动4G通信中，具体可应用在手机、平板或手坏等智能设备中，还可应用在车机电话和网络通信中；弃用第二放大电路212内部的开关，使用射频开关电路21中的多路射频开关代替第二放大电路212内部的开关；由于第二放大电路212内部的开关不被接收链路使用，在设计第二放大电路212时，可不设置该开关211，以便闲置，浪费资源；在接收时隙，由于使用前置的多路射频开关来将射频信号传递至收发器30，所接收的射频信号无需经过后置的第一放大电路22，可省去第一放大电路22到收发器30的线路，缩短接收链路，可以大大地降低路径的损耗，提高效率，提升射频接收灵敏度，从而提升***性能，还可减少后置的第一放大电路22的使用率，进而减少发热量，延长第一放大电路22的使用寿命。
参阅图4，图4是本申请提供的射频前端电路一实施例的结构示意图，射频前端电路20包括射频开关电路21以及与射频开关电路21连接的第一放大电路22。
射频开关电路21的输入端与第一放大电路22的输出端连接，射频开关电路21的第一输出端与天线(图中未示出)连接，射频开关电路21的第二输出端与收发器的接收端(图中未示出)连接，射频开关电路21为上述实施例中的射频开关电路；第一放大电路22的输入端与收发器的发射端连接，其用于接收来自收发器的发射端的信号，第一放大电路22为上述实施例中的第一放大电路。
本申请中的射频前端电路20在接收天线发送的射频信号时，从射频开关电路21的第二输出端直接输出射频信号至收发器，无需经过第一放大电路22，可缩短射频信号的传输路径，有助于降低路径损耗。
参阅图1和图5，图5是本申请提供的射频信号接收方法一实施例的流程示意图，该方法应用于通信设备，通信设备包括依次连接的天线10、射频前端电路20以及收发器30，射频前端电路20包括射频开关电路21以及与射频开关电路21连接的第一放大电路22，该方法包括：
步骤51：天线接收射频信号，并将射频信号发送至射频开关电路。
步骤52：射频开关电路对射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至接收器。
在接收时隙，天线10可将接收到的射频信号发送给射频开关电路21处理，射频开关电路21在对射频信号处理了之后，发送给收发器30。
步骤53：收发器接收射频开关电路输出的处理后的射频信号。
本实施例中在接收射频信号时，射频信号经过天线10、射频开关电路21到达收发器30，无需经过第一放大电路22，可缩短接收链路，降低路径损耗。
参阅图1和6，图6是本申请提供的通信方法一实施例的流程示意图，该方法应用于通信设备，通信设备包括依次连接的天线10、射频前端电路20以及收发器30，射频前端电路20包括射频开关电路21以及与射频开关电路21连接的第一放大电路22，该方法包括：
步骤61：在接收时隙，天线接收射频信号，并将射频信号发送至射频开关电路；射频开关电路对射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至接收器；收发器接收射频开关电路输出的处理后的射频信号。
此步骤与上一实施例步骤51-53类似，在此不再赘述。
步骤62：在发射时隙，收发器接收中频信号，对中频信号进行调制，生成第一高频信号，并将第一高频信号发送至第一放大电路；第一放大电路对第一高频信号进行放大，生成射频信号，并将射频信号通过射频开关电路发送至天线。
发射链路包括依次连接的收发器30、第一放大电路22、射频开关电路21以及天线10，在发射时隙，收发器30输出的第一高频信号经过第一放大电路22放大后到达射频开关电路21，射频开关电路21可将第一放大电路22输出的射频信号输出至天线10，完成射频信号的发射。
本实施例可完成对射频信号的发射和接收，在接收射频信号时，射频信号无需经过第一放大电路22，可缩短接收链路，降低路径损耗。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种通信设备，其特征在于，包括：
天线，用于接收射频信号；
射频前端电路，包括射频开关电路以及与所述射频开关电路连接的第一放大电路，所述射频开关电路与所述天线连接，所述射频开关电路用于对所述射频信号进行处理，所述第一放大电路用在发射链路中；
收发器，分别与所述第一放大电路以及所述射频开关电路连接，用于接收所述射频开关电路发送的处理后的射频信号。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，
所述射频开关电路包括开关，所述开关分别与所述第一放大电路、所述收发器以及所述天线连接，用于导通所述第一放大电路与所述天线之间的通路和导通所述天线与所述收发器之间的通路。
3.根据权利要求2所述的通信设备，其特征在于，
所述开关为多路射频开关，所述多路射频开关至少包括控制端、第一端、第二端以及第三端，所述第一端与所述第一放大电路的输出端连接，所述第二端与所述天线连接，所述第三端与所述收发器的接收端连接；在接收时隙，所述多路射频开关的第二端与第三端导通。
4.根据权利要求3所述的通信设备，其特征在于，
所述射频前端电路还包括处理器，所述处理器分别与所述收发器以及所述多路射频开关的控制端连接，用于向所述收发器以及所述多路射频开关分别发送中频信号和控制信号。
5.根据权利要求4所述的通信设备，其特征在于，
所述处理器还用于接收模拟信号，并对所述模拟信号进行混频处理，生成所述中频信号。
6.根据权利要求4所述的通信设备，其特征在于，
所述处理器与所述多路射频开关通过移动产业处理器接口线连接，所述处理器还用于扫描信号，检测所扫描到的信号中信号强度最强的信号，将所述信号强度最强的信号记作所述射频信号，并发出所述控制信号控制所述多路射频开关闭合，以使得所述天线与所述收发器之间的通路导通。
7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，
所述射频前端电路还包括滤波器以及与所述滤波器连接的低噪声放大器，所述滤波器与所述多路射频开关的第三端连接，所述滤波器用于对所述射频信号进行滤波，并将滤波后的射频信号发送至所述低噪声放大器；所述低噪声放大器与所述收发器的接收端连接，所述低噪声放大器用于对所述滤波器输出的信号进行放大，输出放大后的射频信号至所述收发器的接收端。
8.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，
所述处理器还用于在发射时隙发送中频信号至所述收发器，所述收发器用于对所述中频信号进行调制，生成第一高频信号，并将所述第一高频信号发送至所述第一放大电路；所述第一放大电路用于对所述第一高频信号进行放大，生成射频信号，并将所述射频信号发送至所述多路射频开关；所述多路射频开关在接收到所述处理器发出的控制信号时，所述多路射频开关的第一端和第二端导通，以将所述射频信号发送至所述天线。
9.根据权利要求8所述的通信设备，其特征在于，
所述射频开关电路还包括第二放大电路，所述多路射频开关还包括第四端，所述第二放大电路分别与所述收发器的发送端以及所述多路射频开关的第四端连接，用于对所述收发器发送的第二高频信号进行放大，生成所述射频信号，并将所述射频信号通过所述多路射频开关发送至所述天线。
10.一种射频前端电路，其特征在于，包括射频开关电路以及与所述射频开关电路连接的第一放大电路，所述射频开关电路为权利要求1-9中任一项所述的射频开关电路，所述第一放大电路为权利要求1-9中任一项所述的第一放大电路。
11.一种射频信号接收方法，其特征在于，应用于通信设备，所述通信设备包括依次连接的天线、射频前端电路以及收发器，所述射频前端电路包括射频开关电路以及与所述射频开关电路连接的第一放大电路，所述方法包括：
所述天线接收射频信号，并将所述射频信号发送至所述射频开关电路；
所述射频开关电路对所述射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至所述接收器；
所述收发器接收所述射频开关电路输出的所述处理后的射频信号。
12.一种通信方法，其特征在于，应用于通信设备，所述通信设备包括依次连接的天线、射频前端电路以及收发器，所述射频前端电路包括射频开关电路以及与所述射频开关电路连接的第一放大电路，所述方法包括：
在接收时隙，所述天线接收射频信号，并将所述射频信号发送至所述射频开关电路；所述射频开关电路对所述射频信号进行处理，并将处理后的射频信号发送至所述接收器；所述收发器接收所述射频开关电路输出的所述处理后的射频信号；
在发射时隙，所述收发器接收中频信号，对所述中频信号进行调制，生成第一高频信号，并将所述第一高频信号发送至所述第一放大电路；所述第一放大电路对所述第一高频信号进行放大，生成射频信号，并将所述射频信号通过所述射频开关电路发送至所述天线。
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