CN202634419U - 一种兼容多频段的射频电路及移动通信终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种兼容多频段的射频电路及移动通信终端，包括一套支持多频段的发射单元和接收单元、两个匹配电路和一个双工器；所述发射单元和接收单元各自通过一组支持多线路选择连通的线路选通单元分别与发射侧的匹配电路和接收侧的匹配电路一一对应连接，并通过两个匹配电路连接双工器，所述双工器连接天线开关，并通过所述天线开关连接天线。本实用新型采用通过选通器件对射频信号的传输线路进行切换的设计方式来构建射频电路，由此只需在电路板上布设一套匹配电路和双工器即可满足射频电路对多频段射频信号的兼容收发要求，电路结构简单、占用电路板空间小、有利于产品的小型化设计，尤其适合在移动通信终端产品中推广应用。
Description
技术领域
本实用新型属于移动通信技术领域，具体地说，是涉及一种可以对多个频段的射频信号实现接收和发送的射频电路设计方案以及采用可兼容多频段的射频电路设计的移动通信终端。
背景技术
随着移动通信技术的快速发展，越来越多的移动通信制式在全球范围内不断涌现，不同的移动通信制式所基于的工作频段各有区别，甚至相同的移动通信制式在不同的国家也经常会选用不同的频段。以WCDMA制式和CDMA制式的移动通信技术为例进行说明，这两种移动通信制式在全球范围内就定义了多个频段。其中，对于WCDMA制式，其常见的频段就有Band 1,2,5,8。在这四个频段中，Band 1分布最广，除了美国和加拿大以外，在全球范围内都有分布；Band 2主要用于美国及部分南美国家；Band 5主要用于美洲和澳洲等地；Band 8则主要分布于欧洲。而对于CDMA制式来说，其最常见的频段是BC0和BC1，其中， BC1频段主要在美洲国家使用；而BC0频段的使用地区最广，除美国以外的绝大部分地区都有覆盖。
WCDMA制式和CDMA制式是一种频分双工的移动通信技术，每个频段Band均以不同的频率来区分发射和接收，在移动通信终端内部需要采用双工器来实现双工通信。也正因为如此，如果一部移动通信终端需要支持多个频段band，则在电路上就需要布设多套收发电路进行支持，即便有时候某个市场需要的产品只是单一频段的，在移动通信终端内部也需要预留多个频段band的设计方案，以满足其它市场的可能需求。由此可见，这种设计方式在电路上需要预留成倍的收发电路布设空间，不利于移动终端的小型化设计。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可以兼容多种频段的射频电路设计方案，以简化多频段需求时的电路结构设计。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种兼容多频段的射频电路，包括一套支持多频段的发射单元和接收单元、两个匹配电路和一个双工器；所述发射单元和接收单元各自通过一组支持多线路选择连通的线路选通单元分别与发射侧的匹配电路和接收侧的匹配电路一一对应连接，并通过两个匹配电路连接双工器，所述双工器连接天线开关，并通过所述天线开关连接天线。
进一步的，在所述发射侧的匹配电路与双工器之间连接有一用于对发射信号进行放大处理的功率放大器。
优选的，所述线路选通单元优选采用跳线器或者用于焊接零电阻的焊盘或者支持多通道切换的开关元件作为选通器件进行构建，各种选通器件在电路中的连接关系分别为：
当所述选通器件选用跳线器时，根据射频电路所兼容的频段数目N，在两组所述的线路选通单元中各自设置2N个所述的跳线器，其中N个跳线器分别一一对应地连接在发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子与发射侧的匹配电路之间，另外N个跳线器分别一一对应地连接在接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子与接收侧的匹配电路之间；其中，N为大于1的自然数。
当所述选通器件选择用于焊接零电阻的焊盘时，根据射频电路所兼容的频段数目N，在两组所述的线路选通单元中各自设置2N对所述的焊盘，其中N对焊盘分别一一对应地连接在发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子与发射侧的匹配电路之间，另外N对焊盘分别一一对应地连接在接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子与接收侧的匹配电路之间，在发射侧和接收侧各选择一对焊盘焊接零电阻；其中，N为大于1的自然数。
当所述选通器件选用支持多通道切换的开关元件时，在两组所述的线路选通单元中设置两个所述的开关元件，其中一个开关元件的多路选通端分别与发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子一一对应连接，公共端连接发射侧的匹配电路；另外一个开关元件的多路选通端分别与接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子一一对应连接，公共端连接接收侧的匹配电路；两个开关元件的控制端连接主芯片，接收主芯片发出的通道切换控制信号。
又进一步的，所述发射单元和接收单元为一颗支持多频段的射频收发芯片。
优选的，所述射频收发芯片可以采用仅支持CDMA制式或者WCDMA制式的单制式射频收发芯片，也可以采用同时支持CDMA和WCDMA双制式的射频收发芯片。
再进一步的，所述天线开关连接主芯片，接收主芯片输出的频段及收发状态控制信号，通过主芯片控制天线开关切换，以满足不同频段射频信号的接收和发射要求。
基于上述射频电路的结构设计，本实用新型还提供了一种采用所述兼容多频段的射频电路设计的移动通信终端，包括天线、天线开关、主芯片和兼容多频段的射频电路；在所述射频电路中包括一套支持多频段的发射单元和接收单元、两个匹配电路和一个双工器；所述发射单元和接收单元各自通过一组支持多线路选择连通的线路选通单元分别与发射侧的匹配电路和接收侧的匹配电路一一对应连接，并通过两个匹配电路连接双工器，所述双工器连接天线开关，并通过所述天线开关连接天线。
进一步的，所述的两个匹配电路根据移动通信终端所选定的工作频段选择相应参数的元器件进行组建。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型采用通过选通器件对射频信号的传输线路进行切换的设计方式来构建射频电路，由此只需在电路板上布设一套匹配电路和双工器即可满足射频电路对多频段射频信号的兼容收发要求，具有电路结构简单、占用电路板空间小、硬件成本低等显著优势。将所述射频电路应用在移动通信终端产品的电路设计中，不仅可以降低产品的硬件成本，有利于产品的小型化设计，而且可以很好地满足国内外市场的不同使用需求，提高产品的适用性。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是现有兼容多频段的射频电路的一种实施例的电路原理图；
图2是本实用新型所提出的兼容多频段的射频电路的一种实施例的电路原理图；
图3是本实用新型所提出的兼容多频段的射频电路的另外一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
目前的射频电路为了支持多种频段射频信号的收发要求，通常采用针对一种频段的射频信号设计一套射频电路的分离式电路设计方案，如图1所示，以兼容两个频段的射频电路为例进行说明。图1中，分别用band1和band2来表示两个频段。对于频段为band1的射频信号来说，当信号发射时，由发射单元输出频率在band1频段内的发射信号，经由位于发射侧的匹配电路1进行阻抗匹配处理后，发送至功率放大器PA1对发射信号进行放大处理；然后，通过功率放大器PA1输出的发射信号经由双工器1传输至天线开关，进而通过天线开关发送至天线，最后通过天线对外发射出去。在需要接收通过移动通信网络传送过来的射频接收信号时，则首先通过天线接收频率在band1频段内的射频信号，然后经由天线开关传输至双工器1，通过双工器1输出至位于接收侧的匹配电路2进行阻抗匹配处理后，传送至接收单元进行处理。对于频段为band2的射频信号，其工作原理与频段为band1的射频信号类似，只是由于工作频段不同，需要通过发射单元和接收单元的不同发射端子和接收端子，经由另外一组匹配电路（即位于发射侧的匹配电路3和位于接收侧的匹配电路4）、功率放大器PA2和双工器2进行传输，通过天线开关共用一根天线。天线开关在这里的作用是用来切换不同的工作频段以及接收和发射状态。
同理，对于支持更多频段的射频电路来说，比如M个频段，则需要设置M组匹配电路、M个功率放大器和M个双工器进行电路设计。由此可见，这种传统的多频段射频电路设计方案需要在电路板上布设多组匹配电路、功率放大器和双工器，即便出于节约硬件成本方面的考虑，在移动通信终端产品生产时根据产品的使用区域仅选择一组匹配电路、功率放大器和双工器布设在电路板上，但仍需要在电路板上预留出支持其他频段射频信号传输要求的射频电路布设位置，以满足其他市场的可能需求，由此导致电路板的空间增大，不利于产品的小型化设计。
考虑到移动通信终端产品在生产时已经确定了销售方向，即该批次产品是要销售到哪个国家使用，因此可以根据该国家所使用的频段事先确定出匹配电路的构建方式以及匹配电路中各元器件的参数配置。这样一来，可以考虑在电路板上仅预留一组匹配电路、一个功率放大器和一个双工器的布设位置，根据所要使用的频段选择合适参数的器件焊接到电路板上，并通过线路选通单元将发射侧的匹配电路和接收侧的匹配电路分别与发射单元和接收单元上不同频段的发射端子和接收端子对应匹配连接上，然后根据所使用的频段在线路选通单元中选择相应的一组线路连通，即可完成射频收发电路的整体构建，进而满足一块电路板兼容多频段射频信号收发的设计要求。采用该设计方案设计的电路板，由于无需根据电路板兼容的频段数量预留成倍的布设空间，因此尺寸上可以大大减小，方便产品的小型化设计。
为描述简单清楚起见，下面以兼容两个频段的射频信号为例，通过两个具体的实施例来详细阐述所述多频段射频电路的具体组建结构及其工作原理。
实施例一，参见图2所示，本实施例采用焊盘作为选通器件构建所述的线路选通单元，通过有选择性地在不同焊盘之间焊接零电阻，来使构建的射频电路可以支持不同频段射频信号的收发要求。
图2中，在发射单元的两路发射端子与发射侧的匹配电路之间各自焊接一对焊盘P11、P12，所述的两路发射端子用于输出不同频段的发射信号，仍以分别输出频率在频段band1和band2的射频信号为例进行说明。将所述发射侧的匹配电路（以下简称匹配电路T）与功率放大器PA的输入端相连接，功率放大器PA的输出端连接双工器，并经由双工器连接天线开关，进而通过天线开关连接天线，由此构成兼容双频段射频信号的发射通路。同理，在接收单元的两路接收端子与接收侧的匹配电路（以下简称匹配电路R）之间各自焊接一对焊盘P21、P22，所述的两路接收端子分别用于接收频段为band1和band2的射频输入信号。将所述匹配电路R连接双工器，通过双工器经由天线开关连接天线，由此便构成了兼容双频段射频信号的接收通路。
在电路板上焊接元器件时，首先根据产品日后的使用区域确定其工作频段，进而在发射单元和接收单元上选定所要使用的发射端子和接收端子（即支持该频段射频信号发射和接收的端子）；然后根据发射端子与功率放大器PA的阻抗特性选择合适参数值的电容或者电感构建所述匹配电路T，根据接收端子与双工器的阻抗特性选择合适参数值的电容或者电感构建所述匹配电路R；最后在连接所述发射端子和接收端子的焊盘上分别焊接零电阻，由此即可完成射频电路的组建。
举例说明：当需要配置成工作频段为band1的移动通信终端时，则选择在焊盘P11、P21上分别焊接零电阻R11、R21。此时，通过发射单元输出的频率在band1频段的射频信号通过零电阻R11传输至匹配电路T，经由匹配电路T进行阻抗匹配处理后，通过功率放大器PA进行功率放大处理，进而经由双工器传输至天线开关，所述天线开关连接主芯片，在主芯片输出的频段及收发状态控制信号的控制作用下，将该频段的射频信号通过天线发射出去。反之，通过天线接收到的射频信号，则经由天线开关传输至匹配电路R，通过匹配电路R进行两端负载的阻抗匹配处理后，经由零电阻R21传输至接收单元，以实现该频段射频信号的接收，完成该频段射频信号的双向收发要求。
同理，若需要配置成工作频段为band2的移动通信终端产品，则可以选择在焊盘P12、P22上分别焊接零电阻R12、R22，其工作原理同上所述。
由此可见，本实施例的射频电路设计方案，只需针对产品所要求的工作频段，选择在合适的焊盘上焊接零电阻，以一套收发电路的布设空间实现了对两个频段射频信号的兼容性设计要求，在面对不同市场时可以选择性的生成最终产品，显著提高了电路板的适应能力。
当然，也可以根据发射单元和接收单元所支持的频段数目N，选择在发射单元一侧和接收单元一侧分别布设N对用于焊接零电阻的焊盘，以实现一块电路板支持N个频段射频信号的兼容性设计要求，所述N可以是大于1的任意自然数。
作为本实施例的一种优选设计方案，所述发射单元和接收单元优选采用一颗支持多频段的射频收发芯片进行***电路的设计。对于所述的射频收发芯片，即可以采用仅支持CDMA制式或者WCDMA制式的单制式射频收发芯片，也可以采用同时支持CDMA和WCDMA的双制式射频收发芯片，本实施例对此不进行具体限制。
当然，也可以采用跳线器代替焊盘构建所述的线路选通单元，分别连接在所述发射单元与匹配电路T之间以及接收单元与匹配电路R之间。具体来讲，可以根据射频电路所兼容的频段数目N布设2N个跳线器，将其中N个跳线器一一对应地连接在发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子与匹配电路T之间，另外N个跳线器一一对应地连接在接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子与匹配电路R之间。根据所选定的工作频段，选择在合适的两个跳线器（一个位于发射侧，一个位于接收侧）上安装跳线帽，即可完成整个射频电路的构建。
实施例二，参见图3所示，本实施例选用两个支持多通道切换的开关元件作为选通器件构建所述的线路选通单元，通过在开关元件的多个通道之间进行选择切换，进而实现一套收发电路对不同频段射频信号的支持。
仍以兼容两个频段的射频信号为例进行说明，采用两个支持双通道切换的开关元件K1、K2分别连接在发射单元与发射侧的匹配电路T之间以及接收单元与接收侧的匹配电路R之间，如图3所示。其中，所述开关元件K1、K2可以具体选用两个单刀双掷开关进行电路设计。将开关元件K1的选通端A1、A2分别与发射单元的两路发射端子一一对应连接，公共端COM连接匹配电路T，控制端CLT连接主芯片，接收主芯片输出的通道切换控制信号。同样的，将开关元件K2的选通端A1、A2分别与接收单元的两路接收端子一一对应连接，公共端COM连接匹配电路R，控制端CLT连接主芯片，接收主芯片发出的通道切换控制信号。其中，所述发射单元的两路发射端子分别用于输出频段为band1和band2的发射信号；接收单元的两路接收端子分别用来接收频段为band1和band2的接收信号。
在电路板上焊接元器件时，首先根据产品日后的使用区域确定其工作频段，进而在发射单元和接收单元上选定所要使用的发射端子和接收端子；然后根据发射端子与功率放大器PA的阻抗特性选择合适参数值的电容或者电感构建所述匹配电路T，根据接收端子与双工器的阻抗特性选择合适参数值的电容或者电感构建所述匹配电路R；最后采用软件编程的方式对主芯片输出的通道切换控制信号的电平状态进行配置，进而在***运行后，通过主芯片控制开关元件K1、K2切换至相应的通道，满足该频段射频信号的传输要求。
举例说明：当需要配置成工作频段为band1的移动通信终端时，则通过主芯片输出高电平的通道切换控制信号，控制开关元件K1、K2的公共端COM与选通端A1连通，形成band1射频信号的收发通路。当需要配置成工作频段为band2的移动通信终端时，则通过主芯片输出低电平的通道切换控制信号，控制开关元件K1、K2的公共端COM与选通端A2连通，进而形成band2射频信号的收发通路。
当然，也可以根据发射单元和接收单元所支持的频段数目N，选择在发射单元一侧和接收单元一侧分别布设一个支持N个通道的开关元件，以实现一块电路板支持N个频段射频信号的兼容性设计要求。
需要说明的是，对于线路选通单元的具体构建方式，本实施例并不仅限于以上举例，采用其他具有选通作用的元器件同样可以构建实现。
本实施例所提出的兼容多频段的射频电路设计方案，可以广泛应用在手机、平板电脑等多种移动通信终端产品中，以满足产品面对不同市场的兼容性设计要求。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种兼容多频段的射频电路，其特征在于：包括一套支持多频段的发射单元和接收单元、两个匹配电路和一个双工器；所述发射单元和接收单元各自通过一组支持多线路选择连通的线路选通单元分别与发射侧的匹配电路和接收侧的匹配电路一一对应连接，并通过两个匹配电路连接双工器，所述双工器连接天线开关，并通过所述天线开关连接天线。
2.根据权利要求1所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：在所述发射侧的匹配电路与双工器之间连接有一用于对发射信号进行放大处理的功率放大器。
3.根据权利要求2所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：在两组所述的线路选通单元中包含有多个跳线器，根据射频电路所兼容的频段数目N设置有2N个所述的跳线器，其中N个跳线器分别一一对应地连接在发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子与发射侧的匹配电路之间，另外N个跳线器分别一一对应地连接在接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子与接收侧的匹配电路之间；其中，N为大于1的自然数。
4.根据权利要求2所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：在两组所述的线路选通单元中包含有多对用于焊接零电阻的焊盘，根据射频电路所兼容的频段数目N设置有2N对所述的焊盘，其中N对焊盘分别一一对应地连接在发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子与发射侧的匹配电路之间，另外N对焊盘分别一一对应地连接在接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子与接收侧的匹配电路之间，在发射侧和接收侧各选择一对焊盘焊接零电阻；其中，N为大于1的自然数。
5.根据权利要求2所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：在两组所述的线路选通单元中包含有两个支持多通道切换的开关元件，其中一个开关元件的多路选通端分别与发射单元的N路用于输出不同频段发射信号的发射端子一一对应连接，公共端连接发射侧的匹配电路；另外一个开关元件的多路选通端分别与接收单元的N路用于输入不同频段接收信号的接收端子一一对应连接，公共端连接接收侧的匹配电路；两个开关元件的控制端连接主芯片，接收主芯片发出的通道切换控制信号。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：所述发射单元和接收单元为一颗支持多频段的射频收发芯片。
7.根据权利要求6所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：所述射频收发芯片为支持CDMA制式或者WCDMA制式的单制式射频收发芯片；或者为支持CDMA和WCDMA双制式的射频收发芯片。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的兼容多频段的射频电路，其特征在于：所述天线开关连接主芯片，接收主芯片输出的频段及收发状态控制信号。
9.一种移动通信终端，包括天线、天线开关和主芯片；其特征在于：还包括如权利要求1至8中任一项权利要求所述的兼容多频段的射频电路。
10.根据权利要求9所述的移动通信终端，其特征在于：所述的两个匹配电路根据移动通信终端所选定的工作频段选择相应参数的元器件进行组建。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20121226 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |