射频系统和通信设备的制作方法

1.本技术涉及射频技术领域，特别是涉及一种射频系统和通信设备。


背景技术：

2.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。为了实现支持对不同频段的高频信号的1t4r(通信设备支持一路发射，这一路发射可以在四个天线上轮射)的探测参考信号(sounding reference signal)功能，一般会采用多个独立的发射模块以及相应的开关模组来实现对不同频段的高频信号的1tr的srs功能，其占用基板的面积大。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种射频系统和通信设备，可以提高射频系统的集成度，节省面积。
4.本技术实施例提供一种射频系统，包括：
5.射频收发器；
6.天线组，包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；
7.第一发射模块，与所述射频收发器连接，用于支持对多个第一高频信号的发射处理；
8.第二发射模块，被配置有多个收发端口和四个天线端口，其中，多个所述收发端口分别与所述第一发射模块连接，四个所述天线端口分别与所述天线组的四支天线一一对应连接；其中，所述第二发射模块包括第一开关单元，所述第一开关单元包括多个第一端和四个第二端，多个所述第一端分别多个所述收发端口一一对应连接，四个第二端分别与所述四个所述天线端口一一对应连接，所述第一开关单元用于选择导通任一所述第一高频信号经所述第一发射模块传输至任一所述天线端口的发射通路，以使所述射频系统支持任一所述第一高频信号在所述四支天线间的轮流发射。
9.一种通信设备，包括如前述的射频系统。
10.上述射频系统和通信设备，包括射频收发器、第一发射模块、第二发射模块和天线组，进而可以支持多个第一高频信号的1t4r的srs功能，可以节省面积(例如，可以减少15mm^2的面积)、降低成本，可以提高器件的集成度，有利于器件的小型化，为该射频系统的外围器件的性能优化提供空间。另外，该射频系统实现1t4r的srs功能时，不需要采用外置开关模组，可以降低该射频系统的插入损耗，消除了输入输出端阻抗失配的问题，有效提高该射频系统各天线的输出功率以及灵敏度指标，极大地提高了射频系统的最小信号接收能力。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术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。
12.图1为一个实施例中射频系统的结构框图之一；
13.图2为一个实施例中射频系统的结构框图之二；
14.图3为一个实施例中射频系统的结构框图之三；
15.图4为一个实施例中射频系统的结构框图之四；
16.图5为一个实施例中射频系统的结构框图之五；
17.图6为一个实施例中射频系统的结构框图之六；
18.图7为一个实施例中射频系统的结构框图之七；
19.图8为一个实施例中射频系统的结构框图之八；
20.图9为一个实施例中射频系统的结构框图之九；
21.图10为一个实施例中射频系统的结构框图之十；
22.图11为一个实施例中射频系统的结构框图之十一；
23.图12为一个实施例中第二发射模块的结构示意图至一；
24.图13为一个实施例中第二发射模块的结构示意图至二；
25.图14为一个实施例中第二发射模块的结构示意图至三；
26.图15为一个实施例中第二发射模块的结构示意图至四；
27.图16为一个实施例中第二发射模块的结构示意图至五；
28.图17为一个实施例中第二发射模块的结构示意图至六；
29.图18为一个实施例中射频系统的结构框图之十二；
30.图19为一个实施例中发射模块的结构框图之十三；
31.图20为一个实施例中射频系统的结构框图之十四；
32.图21为一个实施例中射频系统的结构框图之十五；
33.图22为一个实施例中射频系统的结构框图之十六；
34.图23为一个实施例中射频系统的结构框图之十七；
35.图24为一个实施例中射频系统的结构框图之十八；
36.图25为一个实施例中射频系统的结构框图之十九；
37.图26为一个实施例中射频系统的结构框图之二十；
38.图27为一个实施例中射频系统的结构框图之二十一；
39.图28为一个实施例中射频系统的结构框图之二十二。
具体实施方式
40.为了便于理解本技术，为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术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技术，附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术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技术的公开内容理解的更加透彻全面。本技术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技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
41.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。在本技术的描述中，“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。在本技术的描述中，“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。
42.本技术实施例涉及的射频系统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(mobile station，ms)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为通信设备。
43.本技术实施例提供一种射频系统，如图1所示，在其中一个实施例中，射频系统包括射频收发器10、第一发射模块20、第二发射模块30和天线组40。其中，射频收发器10可用于支持对该射频系统中各器件的逻辑控制以及射频信号的分析处理等。
44.天线组40，包括第一天线ant0、第二天线ant1、第三天线ant2和第四天线ant3。天线组40件中包括的各支天线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。各支天线可以使用任何合适类型的天线形成。例如，各支天线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。在本技术实施例中，对天线组40件中的各天线的类型不做进一步的限定。
45.第一发射模块20，与射频收发器10连接，用于支持对多个不同频段的射频信号的发射处理。具体的，多个不同频段的射频信号可以包括多个5g nr信号和多个4g lte信号，例如，可以包括多个第一高频信号，也可以包括多个第一高频信号和多个中频信号，还可以包括多个第一高频信号和多个低频信号；还可以包括多个第一高频信号、多个中频信号和多个低频信号。示例性的，多个第一高频信号的频段可包括b38、b7、b40、b41的4g lte信号和n7和n41的5g nr信号。其中，n7、n41分别对应与b7、b41共用收发通道。
46.进一步的，第一发射模块20可包括射频mmpa器件、滤波模组等。其中，该射频mmpa器件可以理解为多模多频功率放大器(multimode multiband power amplifier module，mmpa)。该射频mmpa器件可以支持对多个不同频段的射频信号的发射处理。其中，第一发射模块20可以实现对多个第一高频信号之间的发射切换控制，还可以作为多个第一高频信号接收通道中的一个传输器件。滤波模组与射频mmpa器件连接，可用于支持对不同频段的第一高频信号的滤波处理，以输出具有不同频段的第一高频信号。具体的，滤波模组可包括多个滤波单元，每一滤波单元用于对射频mmpa器件输出的多个不同频段的射频信号进行滤波处理。具体的，部分滤波单元仅允许预设频段的第一高频信号通过以滤除其他频段的杂散波，且各滤波单元输出的第一高频信号的频段不同。部分滤波单元可以实现对各中频信号、各低频信号滤波处理，仅允许预设频段的低频、中频信号输出。
47.可选的，该第一发射模块20还可以为射频pa mid器件。该射频pa mid器件可以理解为内置低噪声放大器的功率放大器模块(power amplifier modules including duplexers，pa mid)，其可用于支持对多个第一高频信号的放大、滤波处理，还可以支持对多个中频信号、多个低频信号的放大滤波处理等。需要说明的是，在本技术实施例中，对第
一发射模块20的具体组成形式不做进一步的限定。第二发射模块30，被配置有多个收发端口(例如，trx0、trx1等)和四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3。其中，多个收发端口分别与第一发射模块20连接，四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3分别与天线组40的四支天线ant0、ant1、ant2、ant3一一对应连接。其中，第二发射模块30包括第一开关单元310，第一开关单元310包括多个第一端和四个第二端，多个第一端分别多个收发端口一一对应连接，四个第二端分别与四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3一一对应连接。第一开关单元310用于选择导通任一第一高频信号经第一发射模块20传输至任一天线端口的发射通路，以使射频系统支持任一第一高频信号在第一天线ant0、第二天线ant1、第三天线ant2和第四天线ant3之间轮流发射。
48.其中，第一开关单元310的第一端数量、收发端口的数量可根据第一高频信号的数量来设定，其中，每个收发端口可用于接收来自第一发射模块20的不同频段的第一高频信号。具体的，第一开关单元310的第一端的数量和收发端口的数量可与第一高频信号的数量相等，示例性的，若多个第一高频信号包括b38、n7、b40、n41频段信号，其对应的收发端口、第一开关单元310的第一端的数量可对应设置四个。第一开关单元310可选择导通b38、n7、b40、n41频段信号中任意一个射频信号，从对应的收发端口分别至四个天线端口之间的传输通路，进而可实现b38、n7、b40、n41频段信号中任意一个在四个天线的轮射，进而可使该射频系统实现任一第一高频信号的1t4r的srs功能。
49.上述射频系统，包括射频收发器10、第一发射模块20、第二发射模块30和天线组40，进而可以支持多个第一高频信号(例如，n7、n41)的1t4r的srs功能，可以避免使用外置开关模组来支持srs功能，可以节省面积(例如，可以减少15mm^2的面积)、降低成本，以提高器件的集成度，有利于器件的小型化，为该射频系统的外围器件的性能优化提供空间。另外，该射频系统实现1t4r的srs功能时，不需要采用外置开关模组，可以降低该射频系统的插入损耗，消除了输入输出端阻抗失配的问题，有效提高该射频系统各天线的输出功率以及灵敏度指标，极大地提高了射频系统的最小信号接收能力。
50.如图2所示，在其中一个实施例中，第一开关单元310包括第一射频开关311和第二射频开关312。第一射频开关311包括多个第一端和一个第二端，第二射频开关312包括第一端和四个第二端，其中，第一射频开关311的多个第一端分别与多个收发端口trx一一对应连接，第一射频开关311的第二端与第二射频开关312的第一端连接，第二射频开关312的四个第二端分别与四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3一一对应连接。具体的，该第一射频开关311可以为spnt开关，示例性的，第一射频开关311可以为sp4t开关，第二射频开关312可以为sp4t开关。在本技术实施例中，n可以根据第一高频信号的数量来设置，在此，不做进一步的限定。具体的，若需要实现对收发端口trx0接收的n41频段信号的1t4r的轮射功能，其可控制第一射频开关311的触点1和触点5导通，且控制第二射频开关312的触点1依次与触点2、3、4、5导通，进而可以实现n41频段信号依次在四个天线ant0、ant1、ant2、ant3间的轮流发射。
51.如图3所示，在其中一个实施例中，第一开关单元310包括第一多通道选择开关313，其中，第一多通道选择开关313包括多个第一端和四个第二端，第一多通道选择开关313的多个第一端分别与多个收发端口trx一一对应连接，第一多通道选择开关313的四个第二端分别与四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3一一对应连接。其中，可以将第一多通道
选择开关313理解为将第二射频开关312整合到第一射频开关311中的单开关。具体的，该第一多通道选择开关313可以为4pnt开关，示例性的，第一多通道选择开关313可以为4p4t开关。在本技术实施例中，n可以根据第一高频信号的数量来设置，在此，不做进一步的限定。具体的，若需要实现对收发端口trx0接收的n41频段信号的轮射功能，其可控制第一多通道选择开关313的触点1依次与触点5、6、7、8导通，进而可以实现n41频段信号依次在四个天线间的轮流发射。
52.具体的，如图3所示的第一多通道选择开关313相对于如图2所示的第一射频开关311、第二射频开关312，可减少一级射频开关的使用，进而可以降低任一第一高频信号的发射通路的插入损耗，以提升各第一高频信号在天线端口的输出功率，以达到各大运营商发布的研发标准要求。同时，还可以达到节省器件内部空间以及降成本的目的。
53.如图4和图5所示，在其中一个实施例中，第二发射模块30还被配置有用于与射频收发器10连接的第一耦合输出端口cplout。其中，第二发射模块30还包括耦合电路320。耦合电路320能够实现对第一高频信号的耦合输出，其耦合输出的耦合信号可用于测量射频信号的耦合功率。具体的，耦合电路320包括第一耦合端、第二耦合端和输出端。其中，第一耦合端、第二耦合端与目标射频走线耦合连接，输出端与第一耦合输出端口cplout连接，其中，目标射频走线可根据第一开关单元310的具体结构来确定，具体的，可以参考下述实施例的详细说明。
54.参考图4，耦合电路320包括耦合单元321和第二开关单元322。其中，耦合单元321包括第一耦合端、第二耦合端、第一输出端和第二输出端。其中，第一耦合端、第二耦合端分别与目标射频走线耦接。其中，目标射频走线为连接第一射频开关311和第二射频开关312的射频走线。示例性的，第一耦合端可与第一射频开关311的第二端与目标射频走线的连接点耦接，第二耦合端可与第二射频开关312的第一端与目标射频走线的连接点耦接。
55.参考图5，目标射频走线为连接第一多通道选择开关313的一第二端和与该第二端连接的天线端口的射频走线。示例性的，第一耦合端可与第一多通道选择开关313的一第二端与目标射频走线的连接点耦接，第二耦合端可与该天线端口与目标射频走线的连接点耦接。
56.具体的，第一耦合端用于接收第一高频信号，第二耦合端用于输出第一高频信号，第一输出端用于对第一耦合端接收的第一高频信号进行耦合并输出前向耦合信号；第二输出端用于对第二耦合端接收的第一高频信号的反射信号进行耦合并输出反向耦合信号。在本技术实施例中，可以将前向耦合信号和反向耦合信号统称为耦合信号。其中，基于第一输出端输出的前向耦合信号，可以检测第一高频信号的前向功率，并将该检测模式定义为前向功率检测模式。基于第二输出端输出的反向耦合信号，可以对应检测第一高频信号的反向功率，并将该检测模式定义为反向功率检测模式。
57.需要说明的是，在本技术实施例中，可以将第一输出端称之为前向功率输出端，可以将第二输出端称之为反向功率输出端。
58.第二开关单元322，包括两个第一端和两个第二端，两个第一端分别与第一输出端和第二输出端一一对应连接，两个第二端中一个与第一耦合输出端口cplout连接，另一个经一电阻接地，以实现隔离。具体的，第二开关单元322可以为双刀双掷开关，即dpdt开关。第二开关单元322用于与第一耦合输出端口cplout连接的端子可以理解为该耦合电路320
的输出端。第二开关单元322用于选择导通第一输出端、第二输出端分别与第一耦合输出端口cplout之间的耦合通路。具体的，第二开关单元322可将前向耦合信号传输至耦合输出端口，并将反向耦合信号传输至地端，以实现对第一高频信号前向功率的检测，并将该检测模式定义为前向功率检测模式。或，第二开关单元322可将前向耦合信号传输至地端，并将反向耦合信号传输至耦合输出端口，以实现对第一高频信号反向功率的检测，并将该检测模式定义为反向功率检测模式。也即，该第二开关单元322用于在前向功率检测模式和反向功率检测模式之间进行切换，进而可以实现对任一高频信号的功率检测。
59.如图6所示，在其中一个实施例中，第二发射模块30还被配置有用于接收第二高频信号的耦合输入端口cplin。其中，第二高频信号可以为5g nr高频信号，例如n77频段信号。第二开关单元322在前述实施例的基础上还包括再一第一端，再一第一端与耦合输入端口cplin连接。也即，该第二开关单元322可以为dp3t开关。其中，dp3t开关的一第一端(触点3)与耦合输入端口cplin连接，dp3t开关的另外两个第一端(触点1、2)可分别与耦合电路320的第一耦合端、第二耦合端连接。dp3t开关的两个第二端与前述实施例的连接方式相同，在此，不再赘述。第二开关单元322还用于选择导通耦合输入端口cplin与第一耦合输出端口cplout之间的通路。
60.通过在第二发射模块30上配置一耦合输入端口cplin，可以将外部反馈的第二高频信号引入dp3t开关内部，以实现对第一高频信号的耦合信号、第二高频信号的耦合信号的切换输出，可以避免在该射频系统中增设额外的开关器件(例如，spdt开关)实现对第一高频信号的耦合信号、第二高频信号的耦合信号的切换，进而可以减少spdt开关占用约4mm^2的面积，还可以简化对各开关的逻辑控制电路、供电电路的布线复杂度，进一步提高射频系统的集成度。
61.在其中一个实施例中，第一发射模块20还用于同时支持对目标信号组中的第一高频信号和中频信号的发射处理。其中，目标信号组至少包括如表1所示的endc组合。具体的，该第一发射模块20可包括用于支持多个第一高频信号发射的第一发射电路、用于支持多个中频信号放大发射的第二发射电路控制单元以及至少两个控制单元。其中，第一发射电路可包括第一功率放大器和第一开关，第二发射电路可包括第二功率放大器和第二开关。其中，两个控制单元可同时对应控制第一功率放大器、第二功率放大器同时工作以支持同时对第一高频信号和中频信号的发射处理。具体的，控制单元可以mipi控制单元等。其中，该中频信号可以为4g lte中频信号，例如，可以包括b1、b2、b3、b34、b39等频段。同时发射的第一高频信号和中频信号的信号组合可满足射频系统的en-dc模式。e为演进的通用移动通信系统地面无线接入(evolved-universal mobile telecommunications system terrestrial radio access，e-utra)，代表移动终端的4g无线接入；n为新空口(new radio，nr)，代表移动终端的5g无线连接；dc为双连接(dual connectivity)，代表4g和5g的双连接。在en-dc模式下，以4g核心网为基础，终端设备能够实现同时与4g基站和5g基站进行双连接。因此，en-dc需要实现4g和5g的通信模块能够同时工作。依据3gpp release-5中5g的第一阶段规范要求，en-dc组合主要如表1所示。
62.表1 endc组合
63.5g频段endc组合n41b3+n41/b39+n41
n78b3+n78/b5+n78n79b3+n79
64.当第一发射模块20支持对目标信号组中第一高频信号和中频信号的同时发射处理时，第二发射模块30的收发端口的数量和第一开关单元310的第一端的数量也对应增加。为了便于说明，以多个第一高频信号包括b38、n7、b40、n41频段信号，多个中频信号包括b1、b2、b3、b34、b39频段信号为例进行说明。第二发射模块30被配置有9个收发端口trx0、trx
…
.、trx8，第一开关单元310也具有9个第一端。第一开关单元310的每一第一端对应与一个唯一的收发端口连接。其中，每一收发端口可对应接收的第一高频信号、中频信号的频段不同。
65.其中，第一开关单元310还用于选择同时导通目标信号组中第一高频信号、中频信号分别经第一发射模块20传输至任两个天线端口的发射通路，以使射频系统能够支持对第一高频信号和中频信号的双频段同时发射，同时，还可以支持对任一第一高频信号的1t4r srs功能，进而可使射频系统能够支持b39频段和n41频段的en-dc组合，而不需要外挂的b3发射模组和相应的开关组件来支持nsa制式的5g通信，大大提高了射频系统的集成度，减少了射频系统的成本。
66.如图7所示，在其中一个实施例中，第一开关单元310包括第三射频开关314和第四射频开关315。其中，第三射频开关314的多个第一端分别与多个收发端口一一对应连接，第三射频开关314的两个第二端分别与第四射频开关315的两个第一端一一对应连接，第四射频开关315的四个第二端分别与四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3一一对应连接。具体的，该第三射频开关314可以为dpnt开关，示例性的，第三射频开关314可以为dp9t开关，第四射频开关315可以为dp4t开关。在本技术实施例中，n可以根据第一高频信号和中频信号的总数量来设置，在此，不做进一步的限定。具体的，若需要实现对收发端口trx0接收的n41频段信号，对trx6接收的b3频段信号的同时发射，其可控制第三射频开关314的触点1和触点10导通，第一射频开关311的触点7和触点11导通，还可对应控制第四射频开关315的触点1依次与触点3、4、5、6导通，以及同时控制第四射频开关315的触点2与目标触点导通。其中，该目标触点可为同时时刻，未与第四射频开关315的触点1导通的第二端触点。
67.如图8所示，在其中一个实施例中，第一开关单元310包括第二多通道选择开关316。其中，第二多通道选择开关316包括多个第一端和四个第二端，第二多通道选择开关316的多个第一端分别与多个收发端口一一对应连接，第二多通道选择开关316的四个第二端分别与四个天线端口srs0、srs1、srs2、srs3一一对应连接。其中，可以将第二多通道选择开关316理解为将第四射频开关315整合到第三射频开关314中的单开关。具体的，该第二多通道选择开关316可以为np4t开关，示例性的，第二多通道选择开关316可以为9p4t开关。具体的，若需要实现对收发端口trx0接收的n41频段信号，对trx6接收的n3频段信号的同时发射，其可控制第二多通道选择开关316的触点1依次和触点10、11、12、13导通，以及同时对应控制触点7和第二多通道选择开关316的目标触点的导通。其中，目标触点可以为同一时刻，未与第二多通道选择开关316的触点1导通的第二端触点。
68.如图9和图10所示，在其中一个实施例中，当射频系统同时支持任一第一高频信号和中频信号的发射处理时，前述实施例中的第一耦合输出端口cplout的数量为两个(例如cplout1、cplout2)，且耦合电路320的数量也为两个。具体的，耦合电路320包括第一耦合电
路320a和第二耦合电路320b。第一耦合电路320a的第一耦合端、第二耦合端分别与第一射频走线耦合连接，第一耦合电路320a的输出端与其中一个耦合输出端口cplout1连接。第二耦合电路320b的第一耦合端、第二耦合端分别与第二射频走线耦合连接，第二耦合电路320b的输出端与其中另一第一耦合输出端口cplout2连接。参考图9，第一射频走线可以为第三射频开关314的触点10与第四射频开关315的触点1之间的射频走线；第二射频走线可以为第三射频开关314的触点11与第四射频开关315的触点2之间的射频走线。参考图10，第一射频走线可为第二多通道选择开关316的触点10与天线端口srs0之间的射频走线，第二射频走线可为第二多通道选择开关316的触点13与天线端口srs3之间的射频走线。
69.其中，第一耦合电路320a和第二耦合电路320b均可支持对第一高频信号、中频信号的耦合信号的输出。示例性的，第一耦合电路320a可实现对第一高频信号的耦合输出，其耦合输出的第一耦合信号可用于测量第一高频信号的功率信息，还可实现第一高频信号在前向功率检测模式和反向功率检测模式之间进行切换。第二耦合电路320b可实现对中频信号的耦合输出，其耦合输出的第二耦合信号可用于测量中频信号的功率信息，还可实现中频信号在前向功率检测模式和反向功率检测模式之间进行切换。
70.需要说明的是，第一耦合电路320a和第二耦合电路320b的具体结构可参考前述实施例中的耦合电路320，在此，不再赘述。
71.如图11所示，在其中一个实施例中，第二发射模块30被配置有一个第一耦合输出端口cplout、以及用于接收第二高频信号的耦合输入端口cplin。其中，第一耦合电路320a的第二开关单元322包括三个第一端和三个第二端。具体的，第一耦合电路320a中的第二开关单元322可以为3p3t开关。其中，第二开关单元322的三个第一端(触点1、2、3)分别与耦合单元321的第一耦合端、第二耦合端、耦合输入端口cplin一一对应连接，一第二端(触点4)经一电阻接地以实现对耦合信号的隔离，另一第二端(触点6)与第二耦合电路320b的输出端连接，再一第二端(触点5)与第一耦合输出端口cplout连接。具体的，第一耦合电路320a中的第二开关单元322还用于选择导通耦合输入端口cplin与第一耦合输出端口cplout之间的通路，还可以用于选择导通第一高频信号的耦合信号和中频信号的耦合信号分别传输至第一耦合输出端口cplout的耦合通路，进而可实现对第一高频信号的耦合信号和中频信号的耦合信号的切换输出。
72.通过在第二发射模块30上配置一耦合输入端口cplin，以及可以将外部反馈的第二高频信号引入3p3t开关内部，以实现对第一高频信号、第二高频信号以及中频信号三种不同频段信号的耦合信号的切换输出，可以避免在该射频系统中增设额外的开关器件实现对三种不同频段信号的耦合信号的切换，进而可以减少外部开关器件的占用面积，还可以简化对各开关器件的逻辑控制电路、供电电路的布线复杂度，进一步提高了射频系统的集成度。
73.参考图12-图17，在上述任一实施例中的基础上，第一发射模块还用于支持对多个低频信号的放大滤波处理，示例性的，多个低频信号可包括b5、b8、b28频段信号。具体的，当第一发射模块20支持对第一高频信号和中频信号的同时发射处理，还可以支持对多个低频信号的发射处理时，第二发射模块30的收发端口trx的数量和第一开关单元310的第一端的数量也对应增加。
74.为了便于说明，以多个第一高频信号包括b38、n7、b40、n41频段信号，多个中频信
号包括b1、b2、b3、b34、b39频段信号，多个低频信号包括b5、b8、b28频段信号为例进行说明。
75.第二发射模块30被配置有不少于12的收发端口，第一开关单元310也包括不少于12的第一端。示例性的，第二发射模块可配置有14个收发端口，第一开关单元310可包括16的第一端。其中，多余的两个收发端口可以作为辅助接收端口，以用于接收除本实施例中提及的其他频段的射频信号。第一开关单元310的每一第一端对应与一个唯一的收发端口连接。其中，每一收发端口可对应接收的第一高频信号、中频信号、低频信号的频段不同。第二发射模块30的第一开关单元310还用于选择导通任一低频信号至任一天线端口之间的射频通路。
76.继续参考图11-图16，在前述任一实施例的基础上，第二发射模块30还被配置有第一输入端口2g hb in和第二输入端口2g lb in。其中，第二发射模块30还可以支持对2g射频信号的发射控制。具体的，2g射频信号可包括2g高频信号和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。
77.表2 2g gsm信号与4g tle信号频段关系表
[0078][0079][0080]
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。
[0081]
第二发射模块30还包括第一发射电路330和第二发射电路340，其中，第一发射电路330的输入端与第一输入端口2g hb in连接，第一发射电路330的输出端与第一开关单元310的第一端连接，第一发射电路330用于接收并放大2g高频信号。第二发射电路340的输入端与第二输入端口2g lb in连接，第二发射电路340的输出端与第一开关单元310的另一第一端连接，第二发射电路340用于接收并放大2g低频信号。需要说明的是，可以根据实际需求来设置第一开关单元310的第一端的数量。第一开关单元310中，用于分别与第一发射电路330、第二发射电路340连接的第一端应区别于与收发端口trx的第一端。进一步的，第一开关电路还用于选择导通第一发射电路330或第二发射电路340分别与任一天线端口之间的传输通路。
[0082]
本实施例中的射频系统在上述射频系统的基础上，还可以支持对2g信号的收发处理，其拓展了该射频系统所能够支持收发处理的频段范围，可以提高该射频系统的通信性能以及拓展该射频系统所能够支持的通信业务类型。
[0083]
继续参考图12-图17图，在前述任一实施例的基础上，第二发射模块30还被配置有发射端口lmhb in，发射端口lmhb in与第一开关单元310连接。
[0084]
当该第一开关单元310包括两个射频开关时，其发射端口lmhb in与第二射频开关
312或第四射频开关315的第一端连接。参考图12，当第二发射模块30中设置有一个耦合电路320时，其第一射频开关311可以sp16t开关，第二射频开关312可以为dp4t开关。dp4t开关的两个第一端分别与耦合电路320的第二耦合端、发射端口lmhb in一一对应连接。参考图15，当第二发射模块30中设置有两个耦合电路320a、320b时，其第三射频开关314可以dp16t开关，第五射频开关315可以为3p4t开关，3p4t开关的三个第一端分别与两个耦合电路320a、320b的第二耦合端、发射端口lmhb in一一对应连接。
[0085]
参考图13、14、16、17，当第一开关单元310包括多通道选择开关时，其发射端口lmhb in与多通道选择开关的第一端连接。示例性的，该第一多通道选择开关313可以为sp17t开关，该第二多通道选择开关316可以为dp17t开关。
[0086]
需要说明的是，在本技术实施例中，可以根据不同的通信需求来设置第一开关单元310第一端的数量。
[0087]
在前述任一实施例的基础上，如图18所示，射频系统还包括第一接收模块50和第二接收模块60。其中，第一接收模块50分别与第一发射模块20、射频收发器10连接，用于接收多个射频信号，并对接收到多个射频信号进行放大处理后输出至射频收发器10。可将第一接收模块50理解为主集接收模块，其接收的射频信号的接收通路可为：天线
→
第二发射模块30的收发端口
→
第一发射模块20的滤波模组
→
第一接收模块50
→
射频收发器10。
[0088]
第二接收模块60，分别与发射端口lmhb in、射频收发器10连接，用于选择接收多个射频信号，并对接收到多个射频信号进行放大处理后输出至射频收发器10。可将第二接收模块60理解为分集接收模块，其接收的射频信号的接收通路可为：天线
→
第二发射模块30的发射端口lmhb in
→
第二接收模块60
→
射频收发器10。
[0089]
需要说明的是，第一接收模块50、第二接收模块60所能够支持的射频信号的频段可根据该第一发射模块20所能够支持的射频信号的频段相对应。例如，多个射频信号可包括多个第一高频信号、多个中频信号、多个低频信号，也可以理解前述实施例中所提及的所有频段的射频信号。
[0090]
为了便于说明，可以基于如图12-13所示的第二发射模块30构建能够支持对多个射频信号收发处理的射频系统，参考图19-20。具体的，该射频系统可以支持多个第一高频信号、多个中频信号、2g高频信号、2g低频信号的收发处理，还可以支持对高频信号(例如，n41频段信号)的1t4t srs功能。基于如图19所示的射频系统，以n41频段信号为例，阐述该射频系统实现收发处理的工作原理。
[0091]
n41频段信号的发射路径：
[0092]
射频收发器10
→
第一发射模块20(mmpa器件
→
滤波单元
→
path9)
→
收发端口trx0
→
sp16t开关(触点1-触点17)
→
dp4t开关(触点1-触点3)
→
天线端口srs0
→
path1
→
第一天线ant0。
[0093]
n41频段信号的主集接收路径：
[0094]
第一天线ant0
→
path1
→
天线端口srs0
→
dp4t开关(触点1-触点3)
→
sp16t开关(触点1-触点17)
→
收发端口trx0
→
第一发射模块20
→
第一接收模块50
→
射频收发器10。
[0095]
n41频段信号的分集接收路径：
[0096]
第二天线ant1
→
path2
→
天线端口srs1
→
dp4t开关(触点2-触点4)
→
发射端口lmhb in
→
path5
→
第二接收模块60
→
射频收发器10。
[0097]
n41频段信号的srs轮射路径：
[0098]
射频收发器10
→
第一发射模块20
→
收发端口trx0
→
sp16t开关(触点1-触点17)
→
dp4t开关(触点1-触点3)
→
天线端口srs0
→
path1
→
第一天线ant0；dp4t开关(触点1-触点4)
→
天线端口srs1
→
path2
→
第二天线ant1；dp4t开关(触点1-触点5)
→
天线端口srs2
→
path3
→
第三天线ant2；dp4t开关(触点1-触点7)
→
天线端口srs3
→
path4
→
第四天线ant3。
[0099]
本实施例中的射频系统，除了可以支持对第一高频信号的1t4r的srs功能，还可以支持对射频信号的接收处理。同时，本实施例中射频系统不需要采用外置开关模组，可以降低该射频系统的插入损耗，消除了输入输出端阻抗失配的问题，有效提高该射频系统各天线的输出功率以及灵敏度指标，极大地提高了射频系统的最小信号接收能力，其具体指标参考表3所示。
[0100]
表3第二发射模块内置第一开关单元的优化值
[0101]
频段插入损耗优化值(db)阻抗失配优化值(db)n410.20.3
[0102]
对于n41频段，射频系统的插入损耗降低了0.5db，其结合灵敏度计算公式1和2，接收路径的噪声系数降低了0.5db，可以得出接收路径灵敏度提高了0.5db，极大地提高了整机的最小信号接收能力。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：
[0103]
sensitivity＝-174+10lgbw+nf
ꢀꢀꢀ
(公式1)
[0104]
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。
[0105]
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：
[0106]
nf＝n1+(n2-1)/g1+(n3-1)/g1*g2+(n4-1)/g1*g2*g3+
…ꢀꢀꢀ
(公式2)
[0107]
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。
[0108]
如图20所示的射频系统，与如图19所示的射频系统的差异在于第二发射模块30中的第一开关单元310以及发射端口lmhb in与第一开关单元310的连接方式不同，其如图20所示的射频系统对第一高频信号的发射路径、接收路径可参考前述描述，在次，不再赘述其对应频段信号的收发路径。其相对于如图19所示的射频系统，将第一射频开关311和第二射频开关312整合为第二多通道选择开关316，还可以达到节省器件内部空间以及降成本的目的。
[0109]
如图21-22所示，该射频系统中的第二发射模块30可同时支持对第一高频信号和中频信号的发射，通过设置第一接收模块50可以实现对第一高频信号、中频信号、低频信号的主集接收，通过设置第二接收模块60可以实现对第一高频信号、中频信号、低频信号的分集接收，进而可以使该射频系统支持nsa制式下的en-dc模式。为了便于说明，基于如图21所示的射频系统，以为en-dc模式(b3+n41组合)为例，阐述该射频系统的工作原理。
[0110]
b3频段信号的发射路径：
[0111]
射频收发器10
→
第一发射模块20(b3发射通路)
→
收发端口trx6
→
sp16t开关(触点7-触点17)
→
3p4t开关(触点1-触点4)
→
天线端口srs0
→
path1
→
第一天线ant0。
[0112]
b3频段信号的主集接收路径：
[0113]
第一天线ant0
→
path1
→
天线端口srs0
→
3p4t开关(触点1-触点4)
→
sp16t开关(触点1-触点17)
→
收发端口trx6
→
第一发射模块20
→
第一接收模块50
→
射频收发器10。
[0114]
n41频段信号的分集接收路径：
[0115]
第二天线ant1
→
path2
→
天线端口srs1
→
3p4t开关(触点3-触点5)
→
发射端口lmhb in
→
path5
→
第二接收模块60
→
射频收发器10。
[0116]
n41频段信号的发射路径：
[0117]
射频收发器10
→
第一发射模块20(n41发射通路)
→
收发端口trx0
→
sp16t开关(触点1-触点18)
→
3p4t开关(触点2-触点6)
→
天线端口srs2
→
path3
→
第三天线ant2。
[0118]
n41频段信号的主集接收路径：
[0119]
第三天线ant2
→
path3
→
天线端口srs2
→
3p4t开关(触点2-触点6)
→
sp16t开关(触点1-触点18)
→
收发端口trx0
→
第一发射模块20
→
第一接收模块50
→
射频收发器10。
[0120]
n41频段信号的分集接收路径：
[0121]
第四天线ant3
→
path4
→
天线端口srs3
→
3p4t开关(触点2-触点7)
→
发射短端口
→
path5
→
第二接收模块60
→
射频收发器10。
[0122]
n41频段信号的srs轮射路径：
[0123]
射频收发器10
→
第一发射模块20
→
收发端口trx0
→
sp16t开关(触点1-触点18)
→
3p4t开关(触点2-触点4)
→
天线端口srs0
→
path1
→
第一天线ant0；
[0124]
dp4t开关(触点2-触点5)
→
天线端口srs1
→
path2
→
第二天线ant1；
[0125]
dp4t开关(触点2-触点6)
→
天线端口srs2
→
path3
→
第三天线ant2；
[0126]
dp4t开关(触点2-触点7)
→
天线端口srs3
→
path4
→
第四天线ant3。
[0127]
本实施例中的射频系统，可以实现对第一高频信号(例如，n41)的1t4r的srs功能，还以支持nsa制式下的en-dc模式下的通信，同时还可以减小占用面积、降低成本，降低该射频系统的插入损耗，消除了输入输出端阻抗失配的问题，有效提高该射频系统各天线的输出功率以及灵敏度指标，极大地提高了射频系统的最小信号接收能力以及射频系统的集成度，便于器件的小型号。
[0128]
如图22所示的射频系统，与如图21所示的射频系统的差异在于第二发射模块30中的第一开关单元310以及发射端口lmhb in与第一开关单元310的连接方式不同，其基于如图22所示的射频系统对第一高频信号、中频信号的发射路径、接收路径可参考前述描述，在次，不再赘述其对应频段信号的收发路径。其相对于如图21所示的射频系统，将第一射频开关311和第二射频开关312整合为第二多通道选择开关316，还可以达到节省器件内部空间以及降成本的目的。
[0129]
参考图23-28，在其中一个实施例中，在前述任一实施例的基础上，射频系统还包括：收发模块710、第一合路器720、第二合路器730、第三开关单元740、第五天线ant4和第六天线ant5。其中，收发模块710与射频收发器10连接，用于支持对第二高频信号的收发处理。其中第二高频信号可包括5g nr高频信号，例如，n77或n79等频段信号。其中，第一合路器720的一第一端与一天线端口srs2连接，第一合路器720的第二端与第三天线ant2连接；第
二合路器730的一第一端与另一天线端口srs3连接，第二合路器730的第二端与第四天线ant3连接。第三开关单元740的第一端收发模块710连接，第三开关单元740的一第二端与第一合路器720的另一第一端连接，第三开关单元740的另一第二端与第二合路器730的另一第一端连接，第三开关单元740的另一第二端与第五天线ant4连接，第三开关单元740的再一第二端与第六天线ant5连接。其中，第三开关单元740用于选择导通第二高频信号从收发模块710传输至第三天线ant2、第四天线ant3、第五天线ant4和第六天线ant5中任一天线的发射通路。
[0130]
本实施中的射频系统中，在上述任一实施例的基础上，其收发模块710可以支持对第二高频信号的1t4r的srs功能，使本实施例中的射频系统能够支持对第一高频信号(例如，n41频段信号)、第二高频信号(例如，n77频段信号)在四天线间的轮射功能，进而满足不同运营商提出的支持5g nr srs功能的通信标准。
[0131]
参考如图23-26，在其中一个实施例中，射频系统中的第二发射模块30包括一个耦合电路，第二发射模块30被配置有第一耦合输出端口cplout，收发模块710被配置有第二耦合输出端口cplout。其中，射频系统还包括第四开关单元750。第四开关单元750的第一端与射频收发器10连接，四开关单元的两个第二端分别与第一耦合输出端口cplout、第二耦合输出端口cplout一一对应连接，第四开关单元750用于选择导通第一耦合输出端口cplout、第二耦合输出端口cplout分别与射频收发器10之间的耦合通路。为了便于说明，可以基于如图24所示的射频系统，以n41、n77频段信号为例，阐述对应信号的耦合路径。
[0132]
n41频段的耦合路径：
[0133]
射频信号
→
第一发射模块20
→
收发端口trx0
→
4p17t开关(触点1-触点18)
→
耦合电路320
→
第一耦合输出端口cplout
→
path6
→
第四开关单元750
→
path8
→
射频收发器10(fbrx端口)。当前向功率检测(前向耦合)时，耦合电路的dpdt开关的触点1切换至触点4，触点2切换至触点3，导通前向通路，并将反向通路接地；当反向功率检测(反向耦合)时，dpdt中的触点2切换至触点4，触点1切换至触点3，导通反向通路，并将前向通路接地。
[0134]
n77频段的耦合路径：
[0135]
射频信号
→
收发模块710的耦合电路
→
第二耦合输出端cplout
→
path7
→
第四开关单元750
→
path8
→
射频收发器10(fbrx端口)。当前向功率检测(前向耦合)时，收发模块710中耦合电路的dpdt开关的触点1切换至触点4，触点2切换至触点3，导通前向通路，并将反向通路接地；当反向功率检测(反向耦合)时，dpdt中的触点2切换至触点4，触点1切换至触点3，导通反向通路，并将前向通路接地。
[0136]
在前述射频系统的基础上，本实施例中的射频系统，由于射频收发器10仅配置有一个反馈接收端口fbrx，通过设置第四开关单元750可以选择输出第一高频信号(例如，n41、b3)和第二高频信号n77频段信号的耦合信号传输至射频收发器10。
[0137]
参考如图25，在其中一个实施例中，射频系统中的第二发射模块30被配置有第一耦合输出端口cplout和耦合输入端口cplin，收发模块710被配置有第二耦合输出端口cplout，其中，第二耦合输出端口cplout与耦合输入端口cplin连接。为了便于说明，可以基于如图25所示的射频系统，以n41、n77频段信号为例，阐述对应信号的耦合路径。
[0138]
n41频段的耦合路径：
[0139]
射频信号
→
第一发射模块20
→
收发端口trx0
→
4p17t开关(触点1-触点18)
→
耦合
电路320
→
第一耦合输出端口cplout
→
path6
→
射频收发器10(fbrx端口)。当前向功率检测(前向耦合)时，耦合电路的dp3t开关的触点1切换至触点5，触点2切换至触点4，导通前向通路，并将反向通路接地；当反向功率检测(反向耦合)时，耦合电路的dp3t的触点2切换至触点5，触点1切换至触点4，导通反向通路，并将前向通路接地。
[0140]
n77频段的耦合路径：
[0141]
射频信号
→
收发模块710的耦合电路
→
第二耦合输出端口cplout
→
path7
→
耦合输入端口cplin
→
dp3t开关
→
第一耦合输出端口cplout
→
path6
→
射频收发器10(fbrx端口)。当前向功率检测(前向耦合)时，收发模块710中耦合电路的dpdt开关的触点1切换至触点4，触点2切换至触点3，导通前向通路，并将反向通路接地；当反向功率检测(反向耦合)时，dpdt中的触点2切换至触点4，触点1切换至触点3，导通反向通路，并将前向通路接地。
[0142]
本实施例中的射频系统可以相对如图24所示的射频系统，可以省略第四开关单元750，可以进一步减少射频系统所占用的面积、降低成本。同时，也可以简化对各开关单元的控制逻辑，以及射频系统中各个器件之间的布线复杂度。
[0143]
参考如图26-28，在其中一个实施例中，射频系统中的第二发射模块30包括两个耦合电路，且第二发射模块30被配置有两个第一耦合输出端口cplout1、cplout2。收发模块710被配置有第二耦合输出端口cplout。第四开关单元750的第一端与射频收发器10连接，第四开关单元750的三个第二端分别与收发模块的第二耦合输出端口cplout、第一耦合输出端口cplout1、第二耦合输出端口cplout2一一对应连接，第四开关单元750用于选择导通第一耦合输出端口cplout1、cplout2、第二耦合输出端口cplout分别与射频收发器10之间的耦合通路。
[0144]
在前述射频系统的基础上，本实施例中的射频系统，由于射频收发器10仅配置有一个反馈接收端口fbrx，通过设置第四开关单元750可以选择输出中频信号(例如，b3)、第一高频信号(例如，n41)、第二高频信号n77频段信号的耦合信号传输至射频收发器10。
[0145]
参考如图28，在其中一个实施例中，射频系统中的第二发射模块30包括两个耦合电路，且第二发射模块30被配置有第一耦合输出端口cplout和耦合输入端口cplin，收发模块710被配置有第二耦合输出端口cplout，其中，第二耦合输出端口cplout与耦合输入端口cplin连接。为了便于说明，可以基于如图28所示的射频系统，以n41、n77频段信号为例，阐述对应信号的耦合路径。
[0146]
n41频段的耦合路径：
[0147]
射频信号
→
第一发射模块20
→
收发端口trx0
→
4p17t开关(触点1-触点18)
→
耦合电路320a
→
第一耦合输出端口cplout
→
path8
→
射频收发器10(fbrx端口)。当前向功率检测(前向耦合)时，耦合电路的3p3t开关的触点1切换至触点5，触点2切换至触点4，导通前向通路，并将反向通路接地；当反向功率检测(反向耦合)时，耦合电路的dp3t的触点2切换至触点5，触点1切换至触点4，导通反向通路，并将前向通路接地。
[0148]
n77频段的耦合路径：
[0149]
射频信号
→
收发模块710的耦合电路
→
第二耦合输出端口cplout
→
path7
→
耦合输入端口cplin
→
3p3t开关
→
第一耦合输出端口cplout
→
path8
→
射频收发器10(fbrx端口)。当前向功率检测(前向耦合)时，收发模块710中耦合电路的dpdt开关的触点1切换至触点4，触点2切换至触点3，导通前向通路，并将反向通路接地；当反向功率检测(反向耦合)
时，dpdt中的触点2切换至触点4，触点1切换至触点3，导通反向通路，并将前向通路接地。
[0150]
本实施例中的射频系统可以相对如图27所示的射频系统，可以省略第四开关单元750，可以进一步减少射频系统所占用的面积、降低成本。同时，也可以简化对各开关单元的控制逻辑，以及射频系统中各个器件之间的布线复杂度。
[0151]
本技术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，可以支持多个第一高频信号(例如，n7、n41)的1t4r的srs功能，可以节省面积(例如，可以减少15mm^2的面积)、降低成本，可以提高器件的集成度，有利于器件的小型化，为该射频系统的外围器件的性能优化提供空间。另外，该射频系统实现1t4r的srs功能时，不需要采用外置开关模组，可以降低该射频系统的插入损耗，消除了输入输出端阻抗失配的问题，有效提高该通信设备中各天线的输出功率以及灵敏度指标，极大地提高了通信设备的最小信号接收能力。
[0152]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。