射频架构和电子设备的制作方法

1.本技术属于电子电路领域，具体涉及一种射频架构和电子设备。


背景技术：

2.由于第五代移动通信技术(5g)的快速发展，需要进行4g到5g的网络演进，在此种背景下5g组网模式分成nsa和sa两种方式。nsa是非独立组网模式，借助当前4g核心网，4g基站为主站，5g基站为辅站；sa是独立组网模式，仅5g基站连接5g核心网。
3.因此，现有的射频架构需要同时覆盖lte 4g信号和nr 5g信号，这就导致现有射频架构需要的电源模块和天线数量多，线路复杂，造成电路成本较高。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种射频架构和电子设备，能够解决现有4g和5g网络信号的融合带来的高成本问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种射频架构，包括射频收发器、射频发射模块、天线组；
6.所述射频收发器包括第一信号端口、第二信号端口以及组合信号生成模块，所述组合信号生成模块的第一输入端和第二输入端分别连接所述第一信号端口和所述第二信号端口，所述组合信号生成模块的输出端通过所述射频发射模块与所述天线组连接；
7.其中，所述第一信号端口用于传输第一射频信号，所述第二信号端口用于传输第二射频信号。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括第一方面所述的射频架构。
9.在本技术实施例中，通过设置组合信号生成模块和一射频发射模块的射频架构结构，对射频收发器内部结构进行重组，并使两个信号共用一个射频模块，能够节省射频架构整体器件的数量，减少成本。
附图说明
10.图1是现有射频电路的架构示意图；
11.图2是本实施例提供的一种射频架构的结构示意图；
12.图3是本实施例提供的射频收发器的一种结构示意图；
13.图4是本实施例提供的射频收发器的另一种结构示意图；
14.图5是本实施例提供的射频发射模块的结构示意图；
15.图6是本实施例提供的另一种射频架构的结构示意图；
16.图7是本实施例提供的又一种射频架构的结构示意图；
17.图8是本实施例提供的一种滤波组件的结构示意图；
18.图9是本实施例提供的另一种滤波组件的结构示意图；
19.图10是本实施例提供的又一种滤波组件的结构示意图；
20.图11是本实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
23.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的射频架构和电子设备进行详细地说明。
24.参考图1，图1为现有射频架构的结构示意图，通过两路信号传输通路分别对4g和5g信号进行传输，如通过一路实现b1信号传输，另一路实现n1信号传输，且对于每路信号需要分别设置tx(发射)模块，对应于传输b1信号的lte trx模块和对应于传输n1信号的nr trx模块，也就是需要分别为每一种信号设置1个tx模块。例如图1中实现两收两发的2*2mimo天线电路，需要一个射频收发器、一个lte trx模块、一个nr trx模块、四个天线1、天线2、天线3、天线4，以及对应于lte trx模块和nr trx模块的两个电源模块。天线电路工作时，lte发射信号在天线1和天线2之间切换，nr发射信号在天线3和天线4之间切换。且射频收发器内部的每一路信号传输通路均需要设置滤波器、正交上变频器和一个放大器，以保证射频收发器发出的信号稳定性，此种结构电源模块和天线数量多，成本高。
25.为了解决上述问题，本实施例提供一种射频架构，参考图2，射频架构包括射频收发器210、射频发射模块220和天线组230。射频收发器210用于形成与射频架构匹配的信号形式，例如，射频收发器210可以利用高频电池震荡产生载波信号、对载波信号进行调制、将数字信号转换成模拟信号等。射频发射模块220用于对射频收发器210产生的射频信号进行处理后发送至天线组230，例如对射频信号进行功率放大、滤波等处理。上述射频发射模块220可以设置在电路板上，通过在电路板上设置用于连接射频收发器的第一信号传输引脚和用于连接天线组的第二传输引脚，以形成信号传输通路，将射频信号通过天线传播出去，以实现信息传递，其中，电路板上可以设置有集成电路或芯片等以辅助射频发射模块实现信号的处理。
26.本实施例中，为了简化射频架构的结构，对射频收发器的内部结构进行改进，射频收发器包括第一信号端口、第二信号端口以及组合信号生成模块211，组合信号生成模块211的第一输入端和第二输入端分别连接第一信号端口和第二信号端口，组合信号生成模块211的输出端通过射频发射模块220与天线组230连接；其中，第一信号端口用于传输第一射频信号，第二信号端口用于传输第二射频信号。也就是说，组合信号生成模块211通过第一输入端输入第一射频信号，组合信号生成模块通过第二输入端输入第二射频信号，再将上述第一射频信号和第二射频信号通过射频发射模块220发射出去。
27.其中，第一射频信号和第二射频信号可以是4g或5g信号中的任何一个。例如，第一射频信号为4g，第二射频信号为5g信号，其中第一射频信号和第二射频信号可以是相同的信号频段，也可以是同一信号的不同频段。也就是说组合信号生成模块211覆盖至少一个4g信号和至少一个5g信号，至少一个4g信号和至少一个5g信号覆盖的信号可以是相同频段的信号，也可以是不同频段的信号，例如，组合信号生成模块211覆盖的信号分别为b1信号和n1信号，也可以是b20信号和n28信号。对应的，射频发射模块220与射频收发器210覆盖相同的4g信号和5g信号。
28.参考图3，组合信号生成模块211包括：第一数字信号处理器212、第一模拟信号处理器213、第二数字信号处理器214、第二模拟信号处理器215和加法器216。第一数字信号处理器212通过第一模拟信号处理器213连接至加法器216，第二数字信号处理器214通过第二模拟信号处理器215连接至加法器216。具体地，第一数字信号处理器212的输入端为组合信号生成模块211的第一输入端，第一数字信号处理器212的输出端连接第一模拟信号处理器213的输入端，第一模拟信号处理器213的输出端连接至加法器216的第一输入端；第二数字信号处理器214的输入端为组合信号生成模块211的第二输入端，第二数字信号处理器214的输出端连接第二模拟信号处理器215的输入端，第二模拟信号处理器215的输出端连接加法器216的第二输入端；加法器216的输出端连接组合信号生成模块211的输出端。
29.上述第一信号处理器212和第二数字信号处理器214用于对数字信号进行采集或合并处理，上述第一模拟信号处理器213和第二模拟信号处理器215用于对数字信号进行数模转换和信号调制，加法器216用于将多个模拟信号进行合并。
30.本实施例中，由于射频发射模块220主要用于对射频信号进行功率放大等处理，因此，射频发射模块可以包括放大器和开关件等器件。
31.本实施例以组合信号生成模块211覆盖的信号是在同频率范围内的lte b1信号和nr n1信号为例，其中，第一数字信号处理器212用于对b1数字信号进行采集或合并等处理，第一模拟信号处理器213用于对b1数字信号进行数模转换等信号调制，以及对调制后的b1模拟信号进行去噪等处理。第二数字信号处理器214用于对n1数字信号进行采集或合并等处理，第二模拟信号处理器215用于对n1数字信号进行数模转换等信号调制，以及对调制后的n1模拟信号进行去噪等处理。加法器216用于对b1模拟信号和n1模拟信号进行合并，使b1模拟信号和n1模拟信号能够在同一射频电路中进行传输。
32.另外，在一个可选的例子中，为了增加射频收发器210中合并后的b1+n1的信号稳定性，可以设置一个b1+n1模拟信号处理器217，用于对合并后的b1+n1信号进行处理，以保证合并后的信号真实性。射频收发器210还可以包括滤波器、正交上变频器和放大器等器件，用于满足射频收发器的正常信号处理，其中正交上变频器输入有本振信号。
33.本实施例通过对射频收发器内部的结构进行改进，相比与现有射频电路，能够减少总体器件的数量，减少成本，同时还能够满足发射不同信号的功能。
34.对应地，为了更好的匹配射频收发器内部做出的改进，本实施例的射频发射模块可以同时发射第一射频信号和第二射频信号，例如，射频发射模块包括现有射频电路中的lte trx模块和nr trx模块，以使b1信号和n1信号共用一个射频发射模块。
35.参考图2，在本实施例中，由于b1信号和n1信号共用一个射频发射模块，那么射频发射模块可以通过同一个天线发射出去，那么对于实现2*2mimo，本实施例仅需要3个天线，
就可以实现2*2的mimo轮发机制。对应的，由于本实施可以通过一个天线实现2*2的mimo轮发机制，也就省去一个与天线连接的开关件，例如图1中的dpdt开关。另外，由于本实施例能够通过一个射频发射模块同时发送第一射频信号和第二射频信号，那么对应与该射频发射模块设置一个电源模块即可。因此，本实施例与现有射频架构相比，至少省去一个电源模块，一个天线和一个开关，能够简化射频架构，降低成本。
36.其中，在组合信号生成模块覆盖的4g信号和5g信号处于同一频段的情况下，由于同一频段下的信号产生的干扰比较小，因此每一射频发射模块通过一第一开关222连接至天线。例如图2中，射频发射模块通过dpdt开关连接至天线1。
37.本实施例中，与射频发射模块对应的，本实施例的射频架构还包括射频接收模块，射频接收模块通过第一开关连接至天线，用于接收外部信号，例如图2中的lte drx模块和nr drx模块，lte drx模块连接至天线1和天线2，用于接收天线1和天线2接收到的信号，nr drx模块连接至天线3，用于接收天线3接收到的信号。
38.上述为本实施例提供的当射频架构中射频收发器210包括一个组合信号生成模块211的情况，对射频收发器内部结构进行重组，并使两个信号共用一个射频模块，能够节省射频架构整体器件的数量，减少成本。
39.由于天线的性能相对于对于不同频段的信号不同，因此，为了使每一频段的信号能够通过性能最优的天线发射出去，本实施例的射频架构还包括两个或两个以上组合信号生成模块211，以及两个或两个以上射频发射模块220，本实施例以射频架构包括2个组合信号生成模块为例，两个组合信号生成模块211和两个射频发射模块220，两个上述组合信号生成模块分别连接至对应的射频发射模块，也就是说，每一组合信号生成模块连接一个射频发射模块，每一射频发射模块连接不同的天线。通过此结构既能够实现不同的信号通过统一天线发射出去，也可以实现不同的信号分别通过不同的天线发射出去。
40.参考图4和图5，射频收发器包括两个组合信号生成模块211，两个组合信号生成模块211分别连接有一个射频发射模块，两个射频发射模块分别连接至天线组的第一天线和天线组的第二天线，上述第一天线对应图5中的天线1，上述第二天线对应图5中的天线3。
41.参考图5，每一射频发射模块220均能够输出b1和\或n1信号，一个射频发射模块连接至天线1和天线2，另一射频发射模块连接至天线3和天线4。在传输过程中，若输出b1+n1信号，那么，可以选择天线1或天线2或天线3或天线4中任一天线发射b1+n1信号。若b1信号和n1信号分开输出，那么可以选择b1信号在一射频发射模块发射，通过天线1或天线2发出，n1信号在另一射频发射模块发射，通过天线3或天线4发出。也可以选择n1信号在一射频发射模块发射，通过天线1或天线2发出，b1信号在另一射频发射模块发射，通过天线3或天线4发出。
42.其中，本实施例在第一射频信号和第二射频信号的频率接近，每一信号频率对应的最优天线相同的情况下，通过最优天线发射第一射频信号和第二射频信号。例如，若1920～1930mhz频率的b1信号在天线1发射性能最优，1930～1960mhz频率的n1信号在天线1发射性能最优，此时b1和n1共用发射模块发射，也就是说b1信号和n1信号的最优天线都是天线1时，b1信号nb1信号都通过天线1发射出去。
43.在第一射频信号和第二射频信号的频率接近，每一信号频率对应的最优天线不同的情况下，通过第一射频信号对应的最优天线发射所述第一射频信号，通过第二射频信号
对应的最优天线发射第二射频信号。例如，当1920～1930mhz频率的b1信号在天线1发射性能最优，1930～1960mhz频率的n1信号在天线3发射性能最优，也就是b1信号和n1信号的最优天线不同，此时b1和n1分开发射模块发射，通过天线1发射b1信号，通过天线3发射n1信号。
44.需要说明的是，若1920～1930mhz的b1信号频率在天线1发射性能最优，天线2次之，1930～1960mhz的n1频率在天线2发射性能最优，为了优先保证5g信号n1的性能，此时b1和n1共用发射模块发射，都在天线2发射出去。当然，也可以是其他发射方式，在此不再做作具体限定。
45.需要说明的是，本实施例种，若b1信号通过lte trx模块发射时，n1信号则通过nr trx模块发射，反之，若n1信号通过lte trx模块发射时，b1信号通过nr trx模块发射，能够减少干扰，保证发射性能更优。
46.另外，当射频架构包括两个或两个以上组合信号生成模块，以及两个或两个以上射频发射模块的情况下，还可以通过对上述组合信号生成模块的内部结构进行精简，通过对两个组合信号生成模块中相同的部件进行分时复用，以达到简化内部结构的目的。
47.以上是本实施方式针对同频率范围的不同信号组合的射频架构的结构，可以实现共用射频模块，或者分开射频模块，达到更多的天线组合方式，根据不同频段相对于不同天线的性能选择性发射，能够提升天线性能，从而提高用户体验。
48.本实施例中，在第一射频信号和第二射频信号处于不同频段时，也就是在组合信号生成模块覆盖的4g信号和5g信号处于不同频段的情况下，由于不同频段下的信号产生的干扰比较大，因此，需要对射频发射模块做出进一步改进。
49.参考图6，本实施例中，射频架构还包括滤波组件610和发射开关620，滤波组件610用于滤除第一射频信号和第二射频信号之间的干扰，其中，第一射频信号和第二射频信号处于不同的频段；射频发射模块220的输出端连接滤波组件的输入端，滤波组件610的第一输出端和第二输出端通过发射开关620连接至天线组；滤波组件610的第三输出端和第四输出端分别连接至射频收发器210的第三信号端口和第四信号端口；其中，滤波组件610的第一输出端和第二输出端分别用于传输射频收发器发出的第一射频信号和第二射频信号；滤波组件610的第三输出端和第四输出端分别用于将天线组接收的第一射频信号和第二射频信号传输至所述射频收发器。
50.参考图6，射频收发器210、射频发射模块220、滤波组件610、发射开关610、天线组230依次连接，其中，滤波组件610的第一端用于接收b20+n28信号，滤波组件的两个第二端与射频收发器连接，用于将接收到的b20和n28信号传输至射频收发器，滤波组件的第三端连接发射开关，用于传输b20和n28信号，发射开关用于选择天线的接通线路，既能够同时发送b20+n28信号，也能单独发射b20和n28信号。
51.其中，发射开关620可以是一个，也可以是多个，在射频架构包括一个发射开关610的情况下，天线组的第一天线和天线组的第二天线均与该发射开关连接；例如图7，天线1和天线3均连接至发射开关620，此时发射开关为双刀双掷开关，可以选择不同的天线回路，相比于图2中的射频架构能够减少一个开关，节省成本。
52.在射频架构包括两个发射开关620的情况下，其中一个发射开关620连接天线组的第一天线，另一发射开关连接天线组的第二天线。参考图6，图6为本实施例具有两个发射开
关的射频架构，每个发射开关均连接至对应的一个第一开关，此时发射开关620可以为单刀单掷开关，也就是控制电路的开关，通过2个开关分别控制第一射频信号和第二射频信号的发射和接收。
53.需要说明的是，当射频架构中包含两种信号时，其工作方式包括时分双工(time division duplexing，tdd)和频分双工(frequency division duplexing，fdd)，tdd即：收发共用一个射频频点，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。fdd即：收发使用不同的射频频点来进行通信，对于不同的工作方式，其开关结构也会有不同。
54.本实施例中，为了适配组合信号生成模块覆盖的4g信号和5g信号的通信制式均为fdd的情况，本实施例中滤波组件可以是四工器模组，参考图8，滤波组件包括第一合路器810、第一双工器811和第二双工器812，第一合路器810的第一端为滤波组件的输入端；第一合路器810的第二端连接第一双工器811的第一端，第一双工器811的第二端为滤波组件的第一输出端，第一双工器811的第三端为滤波组件的第三输出端；第一合路器810的第三端连接至第二双工器812的第一端，第二双工器812的第二端为滤波组件的第二输出端，第二双工器812的第三端为滤波组件的第四输出端。
55.在一个可选的例子中，以第一合路器接收b20+n28信号为例，由于b20信号和n28信号均是fdd信号，因此，可以选用两个双工器来进行滤波，不需要利用开关件来错开时间，如图8所示，第一双工器811的第三端输出n28prx信号至射频收发器，第一双工器811的第二端用于输出滤波后的n28tx信号至天线组；第二双工器812的第三端输出b20prx信号至射频收发器，第二双工器812的第二端用于输出滤波后的b20tx信号至天线组。
56.本实施例中，为了适配组合信号生成模块覆盖的4g信号的通信制式为fdd，组合信号生成模块覆盖的5g信号的通信制式为tdd的情况，如图9所示，滤波组件还包括第一合路器810、第一双工器811、第二开关910和第一滤波器911，第一合路器810的第一端为滤波组件的输入端；第一合路器810的第二端连接至第一双工器811的第一端，第一双工器811的第二端为滤波组件的第一输出端，第一双工器811的第三端为滤波组件的第三输出端；第一合路器810的第三端连接第二开关的第一端，第二开关910的第二端为滤波组件的第四输出端，第二开关910的第三端通过第一滤波器911连接滤波组件的第二输出端。
57.在一个可选的例子中，以第一合路器接收b7+n40信号为例，由于b7信号为fdd信号，n40信号为tdd信号，因此，需要利用开关件来错开n40信号的发射和接收处理时间，如图9所示，第一双工器通过第三端将b7prx信号传输至射频收发器，第一双工器的第二端输出滤波后的b7tx信号至天线组；第二开关的第二端将n40prx信号传输至射频收发器，第二开关连接至第一滤波器，第一滤波器输出滤波后的n40tx信号至天线组。
58.本实施例中，为了适配组合信号生成模块覆盖的4g信号和5g信号的通信制式均为时分双工的情况，如图10所示，滤波组件包括第一合路器810、第三开关913、第一滤波器911、第四开关1010和第二滤波器1011，第一合路器810的第一端为滤波组件的输入端；第一合路器810的第二端连接至第三开关913的第一端，第三开关913的第二端为滤波组件的第三输出端，第三开关913的第三端通过第一滤波器连接滤波组件的第一输出端；
59.第一合路器810的第三端连接第四开关1010的第一端，第四开关1010的第二端为滤波组件的第四输出端，第四开关1010的第三端通过第二滤波器1011连接滤波组件的第一输出端。
60.在一个可选的例子中，以第一合路器接收b40+n41信号为例，由于b40和n41信号均为tdd信号，因此，需要利用开关件来错开b40和n41的接收和发射处理时间，如图10所示，第一合路器用于接收b40+n41信号，第一合路器与第三开关连接，第三开关为单刀双掷开关，第三开关同一侧的两个触点分别用于接收b40+n41信号和输出b40prx信号，第三开关的另一侧连接至第一滤波器，第一滤波器输出滤波后的b40信号。第四开关同一侧的两个触点分别用于接收b40+n41信号和输出n41prx信号，第四开关的另一侧连接至第二滤波器，第二滤波器输出滤波后的n41prx信号。
61.另外，当在组合信号生成模块覆盖的4g信号和5g信号的通信制式均为tdd的情况下，上述滤波组件可以采用一分二的滤波器来实现滤波，但是由于一分二的滤波器没有开关件来控制发射和接收的时间，因此，采用一分二的滤波器时，需要采用本实施例中图6所示的具有多个发射开关的射频架构，以实现发射和接收的分时处理。
62.以上是本实施例根据不同通信制式下4g信号和5g信号的情况，对上述射频发射模块进行不同的改进，更具有针对性，提高射频架构的兼容性，从而提高射频架构的性能。
63.本实施还提供一种电子设备，参考图11，包括：壳体1100和射频架构1200，射频架构为本实施例上述的射频架构，射频架构设置在壳体中。
64.射频架构包括：射频收发器210、射频发射模块220、天线组230；射频收发器210包括第一信号端口、第二信号端口以及组合信号生成模块211，组合信号生成模块211的第一输入端和第二输入端分别连接第一信号端口和所述第二信号端口，组合信号生成模块的输出端通过射频发射模块220与天线组230连接；其中，第一信号端口用于传输第一射频信号，第二信号端口用于传输第二射频信号。
65.组合信号生成模块211包括：第一数字信号处理器212、第一模拟信号处理器213、第二数字信号处理器214、第二模拟信号处理器215和加法器216；第一数字信号处理器的输入端为所述组合信号生成模块的第一输入端，第一数字信号处理器的输出端连接第一模拟信号处理器的输入端，第一模拟信号处理器的输出端连接至加法器的第一输入端；第二数字信号处理器的输入端为组合信号生成模块的第二输入端，第二数字信号处理器的输出端连接第二模拟信号处理器的输入端，第二模拟信号处理器的输出端连接加法器的第二输入端；加法器的输出端连接组合信号生成模块的输出端。射频电路具体的射频架构的结构和功能在上述实施例中均有描述，在此不再赘述。本实施例中的射频架构可以设置在射频电路中，以实现射频架构的功能。
66.本实施例能够在满足现有的多发多收mimo的情况下，减少射频架构的结构，从而减少成本；同时能够针对同频率范围的不同信号组合的射频架构的架构，可以实现共用射频模块，或者分开射频模块，达到更多的天线组合方式，根据不同频段相对于不同天线的性能选择性发射，能够提升天线性能；针对不同频率的不同通信制式下4g信号和5g信号的情况，对射频发射模块220进行不同的改进，更具有针对性，提高射频架构的兼容性，从而提高射频架构的性能。
67.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。