一种射频电路和移动终端的制作方法

本发明涉及通信设备技术领域，特别涉及一种射频电路和一种采用前述射频电路的移动终端。

背景技术：

因为移动终端的射频电路需要承载大量的通信业务，所以耗电量很大。在移动终端电池容量确定的前提下，降低射频电路的无效能量消耗，是提高移动终端的续航时间的重要手段。

图1是现有技术中一种射频电路示意图。如图1所示，射频电路包括收发电路01、功率放大电路02、双工器03和天线04。收发电路01用于输出射频信号，功率放大电路02用于将收发电路01发出的射频信号在各个频带进行功率放大，双工器03用于将功率放大器电路02放大的射频信号在特定频段内滤波，天线04用于将放大滤波后的射频信号进行无线传输；其中功率放大电路02的功率消耗占到整射频电路功率消耗的主要部分，因此优化功率放大电路02的输出效率是降低射频电路功率消耗的重要手段。

根据功率放大电路的工作原理，在射频电路中功率放大电路02的输出效率随着天线环境负载和功率放大电路的静态工作电流之间的匹配度不同而变化。但是现有技术射频电路中功率放大电路02的静态工作电流固定不变，所以随着天线环境负载的变化功率放大电路02的输出效率并不能一直处在最优状态，造成了无效地能量消耗。

技术实现要素：

本发明提供一种射频电路，包括收发电路、功率放大电路、功率耦合器、天线、比较电路、控制器和偏置电路；其中，

所述收发电路用于向所述功率放大电路输出射频信号；

所述功率放大电路根据静态工作电流对所述射频信号进行功率放大，得到发射信号；

所述功率耦合器用于根据所述发射信号生成第一耦合信号；所述功率耦合器还用于将所述发射信号传输至所述天线，以及根据来自所述天线的反射信号生成第二耦合信号；

所述比较电路用于根据所述第一耦合信号和所述第二耦合信号生成负载阻抗信号；

所述控制器用于根据所述负载阻抗信号生成调整信号；

所述偏置电路用于根据所述调整信号调整所述功率放大电路的静态工作电流。

可选的，所述功率耦合器的数量为一个；所述功率耦合器包括第一输出端和第二输出端；所述第一输出端用于输出所述第一耦合信号；所述第二输出端用于输出所述第二耦合信号；

还包括切换开关；所述切换开关的两个输入端分别与所述第一输出端和所述第二输出端连接；所述切换开关的输出端与所述比较电路的输入端连接；所述切换开关包括第一工作状态和第二工作状态；

所述切换开关在所述第一工作状态和第二工作状态间周期性地切换，以使所述第一输出端和所述第二输出端交替地与所述比较电路连通。

可选的，所述切换开关包括第一开关和第二开关；所述第一开关和所述第二开关均为单刀双掷开关；

所述第一开关的输入端与所述功率耦合器的第一输出端连接；所述第一开关的一个输出端与所述比较电路的输入端连接；所述第一开关的另一输出端接地；

所述第二开关的输入端与所述功率耦合器的第二输出端连接；所述第二开关的一个输出端与所述比较电路的输入端连接；所述第二开关的另一输出端接地；

所述切换开关处在第一工作状态时，所述第一开关使所述功率耦合器的第一输出端与所述比较电路的输入端连通，所述第二开关使所述功率耦合器的第二输出端接地；

所述切换开关处在第二工作状态时，所述第一开关使所述功率耦合器的第一输出端接地，所述第二开关使所述功率耦合器的第二输出端与所述比较电路的输入端连通。

可选的，所述切换开关还包括接地端；

所述切换开关处在第一工作状态时，所述第二输出端与所述接地端连通；

所述切换开关处于第二工作状态时，所述第一输出端与所述接地端连通。

可选的，所述控制器还用于控制所述切换开关在第一工作状态和第二工作状态间周期性地切换。

可选的，所述功率耦合器的数量为两个，分别为第一功率耦合器和第二功率耦合器；

所述第一功率耦合器的输出端和所述第二功率耦合器的输出端分别与所述比较电路的两个输入端连接；

所述第一功率耦合器用于根据所述发射信号生成第一耦合信号；

所述第二功率耦合器用于根据来自天线的反射信号生成第二耦合信号。

可选的，还包括位于所述功率耦合器和所述天线之间的可变阻抗。

可选的，所述比较电路、所述收发电路、和所述功率放大电路设置在同一集成电路中。

本发明还提供一种移动终端，包括如前所述的射频电路。

本发明提供的射频电路中包括功率耦合电路、比较电路、控制器和偏置电路；功率耦合电路可根据功率放大电路输出的发射信号生成第一耦合信号、根据天线端反馈的反射信号生成第二耦合信号；比较电路根据第一耦合信号和第二耦合信号得到代表天线环境负载的环境负载信号；控制器根据环境负载信号生成调整信号，偏置电路根据调整信号调整功率放大电路的静态工作电流，使静态工作电流随天线环境负载的变化而变化。由于功率放大电路的静态工作电流随天线环境负载变化而相应变化，功率放大电路的输出效率可一直处于最佳状态，所以射频电路的能量消耗可减小，从而提升移动终端电池的续航时间。

附图说明

为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，以下结合具体实施方式的附图仅是用于方便理解本发明实施例，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；

图1是现有技术中一种射频电路示意图；

图2是第一实施例射频电路示意图；

图3是图2中A区域一种放大示意图；

图4是图2中A区域另一种放大示意图；

图5是本发明第二实施例射频电路示意图；

图1中：01-收发电路、02-功率放大电路、03-双工器、04-天线；

图2-图4中：1-收发电路、2-功率放大电路、3-双工器、4-TX/RX开关、5-功率耦合器、51-第一输入端、52-第二输入端、53-第一输出端、54-第二输出端、6-天线、7-比较电路、8-控制器、9-偏置电路、10-切换开关、101-第一开关、102-第二开关、11-存储器、12-可变阻抗、13-第一功率耦合器、14-第二功率耦合器。

具体实施方式

本发明提供一种射频电路，可根据代表天线环境负载的负载阻抗信号调整功率放大电路的静态工作电流，使功率放大电路的输出效率处于最优状态、减小射频电路的功耗。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细说明。

第一实施例

图2是第一实施例射频电路示意图。如图2，本实施例中的射频电路包括收发电路1、功率放大电路2、双工器3、TX/RX开关4、功率耦合器5、天线6、比较电路7、控制器8和偏置电路9。

其中收发电路1的输出端和功率放大电路2的信号输入端连接，功率放大器的输出端和双工器3的一端连接，双工器3和TX/RX开关4连接，TX/RX开关4和功率耦合器5的第一输入端51连接，功率耦合器5的第二输入端52与天线6连接。收发电路1用于生成射频信号；功率放大电路2根据静态工作电流对接收到的射频信号进行功率放大、得到发射信号；发射信号经过双工器3和TX/RX开关4后传送至功率耦合器5的第一输入端51，功率耦合器5将发射信号经第二输入端52传输至天线6的同时、根据发射信号生成第一耦合信号；天线6将发射信号转换为无线电波。此外，功率耦合器5还可根据天线6端反馈的反射信号生成第二耦合信号。

本实施例中，功率耦合器5的输出端与比较电路7的输入端连接，比较电路7的输出端与控制器8的一个输入端连接，控制器8的一个输出端与偏置电路9的输入端连接。比较电路7根据功率耦合器5发送的第一耦合信号和第二耦合信号生成代表天线环境负载的负载阻抗信号，控制器8根据负载阻抗信号生成调整信号，偏置电路9根据调整信号调整功率放大电路2的静态工作电流。

根据功率放大电路的工作原理，功率放大电路的输出效率随天线环境负载和静态工作电流之间的匹配度变化而不同。随着射频电路工作环境的不同，天线环境负载也随之发生变化。本实施例中的射频电路可根据代表功率放大器发射信号的第一耦合信号和代表天线端反射信号的第二耦合信号生成代表天线环境负载大小的负载阻抗信号，并利用负载阻抗信号调整功率放大电路2的静态工作电流，使功率放大电路2的静态工作电流和天线环境负载始终处在最佳匹配状态，优化功率放大电路2的输出效率，进而降低射频电路的能量消耗。

具体的，本实施例中的功率耦合器的数量为一个。图3是图2中A区域一种放大示意图，如图3，本实施例中，功率耦合器5的第一输入端51与TX/RX开关4连接、第二输入端52与天线6端连接。此外，功率耦合器5还包括第一输出端53和第二输出端54，其中第一输出端53用于输出第一耦合信号，第二输出端54用于输出第二耦合信号。

为减小对发射信号的消耗，本实施例的射频电路仅设置一个功率耦合器5，因此在某一时刻仅能输出一个耦合信号，即同一时刻只能输出第一耦合信号或第二耦合信号。为保证采用一个功率耦合器5周期性输出第一耦合信号和第二耦合信号，本实施例射频电路还设置切换开关10。

如图3，切换开关10的两个输入端分别与功率耦合器5的第一输出端53和第二输出端54连接，切换开关10的输出端和比较电路7的输入端连接。切换开关10具有第一工作状态和第二工作状态，并且在第一工作状态和第二工作状态周期性地切换。切换开关10处在第一工作状态时，功率耦合器5的第一输出端53与比较电路7连通，第一耦合信号被输出至比较电路7；切换开关10处在第二工作状态时，功率耦合器5的第二输出端54与比较电路7连通，第二耦合信号被输出至比较电路7。

如图3，本实施例中切换开关10包括第一开关101和第二开关102，第一开关101和第二开关102均为单刀双掷开关。其中，第一开关101的输入端与功率耦合器5的第一输出端53连接，第一开关101的输出端口a与比较电路7连接、输出端口b接地；第二开关102的输入端与功率耦合器5的第二输出端54连接，第二开关102的输出端口c接地、输出端口d与比较电路7连接。比较电路7中的两个输入端分别与第一开关101的输出端口a和第二开关102的输出端口d连接。

当切换开关10处于第一工作状态时，第一开关101的输入端和输出端口a导通，同时第二开关102的输入端和输出端口c导通，功率耦合器5的第一输出端53与比较电路7连通而输出第一耦合信号、功率耦合器5的第二输出端54被隔离；当切换开关10处于第二工作状态时，第一开关101的输入端与输出端口b导通，同时第二开关的输入端和输出端口d导通，功率耦合器5的第一输出端53被隔离，功率耦合器5的第二输出端54与比较电路7连通而输出第二耦合信号。如图3，本实施例中，输出端口b和输出端口c均设置接地电阻，以消除功率耦合器接地端的耦合信号。

图4是图2中A区域另一种放大示意图。在采用一个功率耦合器周期性切换输出第一耦合信号和第二耦合信号的情况下，切换开关10也可为如图4所示。其中切换开关10的输入端口e与功率耦合器的第一输出端53连接，输入端口f与功率耦合器的第二输出端54连接，输出端口g与比较电路7的输入端连接，输出端口h接地。此情况下，切换开关10也包括第一工作状态和第二工作状态：当切换开关处于第一工作状态时，输入端口e与输出端口g连通，输入端口f与输出端口h连通，以使第一耦合信号传送至比较电路7；当切换开关处于第二工作状态时，输入端口f与输出端口g连通，输入端口e与输出端口h连接，以使第二耦合信号传送至比较电路7。同样的，本图中切换开关10接地端也设置接地电阻。

本实施例中，控制器8和切换开关10连接、控制切换开关10周期性地在第一工作状态和第二工作状态切换。在其他实施例中，也可在切换开关10中设置计时电路和相应的控制电路，使切换开关10自主地在两种状态间切换。

应当注意，功率耦合器的第二输入端52输入的信号除包括天线6反馈的反射信号外，还包括从空间接收到的接收信号。但因为反射信号远大于接收信号，所以直接忽略接收信号，根据反射信号产生的第二耦合信号分量。另应当注意，本实施例中的射频电路可完成信号发送接收功能，其中双工器3、TX/RX开关4用于实现发射信号和接收信号的滤波与隔离；在其他实施例中，如射频电路仅需实现信号发送功能，也可不设置双工器3和TX/RX开关4。

实际应用中，比较电路7根据第一耦合信号和第二耦合信号的幅值和相位确定代表天线环境负载的反射系数Γ，再通过公式得到天线6的负载阻抗信号Z_load，其中Z_o为天线6的特性负载，一般设置为50Ω。

本实施例的射频电路还包括存储器11，存储器11中存储负载阻抗信号和调整信号之间对应关系的特征化表。控制器8在接收到负载阻抗信号后，根据特征化表确定调整信号。实际应用中，负载阻抗信号和调整信号之间的对应关系可通过理论计算、经验值设置、特征化表校准的方式取得，本实施例对此并不做限定。当然，在其他实施例中还可直接将调整信号计算公式集成在控制器8内，由控制器8根据计算公式和接收的负载阻抗信号计算调整信号。

进一步地，本实施例的射频电路还包括位于功率耦合器5的输出端和天线6之间的可变阻抗12。测试阶段，可变阻抗12可用于模拟天线的环境负载阻抗，确定此阻抗条件下功率放大电路2发射性能最优时偏置电路9的调整信号，以此建立负载阻抗信号与调整信号对应关系的特征化表。实际产品生产中，可适当地调整可变阻抗12的阻值，适应性地将各个射频电路调整至最优状态。

此外，为减小实际产品生产时的线连接数量，本实施例中的比较电路7和收发电路1可通过集成电路工艺集成在同一集成电路中。

第二实施例

图5是本发明第二实施例射频电路示意图。如图5，本实施例中的射频电路大体结构与第一实施例中的射频电路相同，因此以下仅针对本实施例射频电路和第一实施例中射频电路的不同之处做介绍。

如图5，本实施例射频电路包括两个功率耦合器，分别为第一功率耦合器13和第二功率耦合器14。第一功率耦合器13和第二功率耦合器14均只有一个输出端，两个功率耦合器的输出端与比较电路7对应的输入端连接；第一功率耦合器13用于耦合功率放大电路2输出的发射信号而生成第一耦合信号，第二功率耦合器14用于耦合来自天线6的反射信号而生成第二耦合信号；比较电路7比较第一耦合信号和第二耦合信号得到代表天线环境负载的负载阻抗信号，控制器8根据负载阻抗信号生成调整信号并发送至偏置电路9，偏置电路9根据调整信号控制功率放大电路2的静态工作电流。

相比于第一实施例的射频电路，本实施例中的射频电路设置两个功率耦合器，两个功率耦合器可独立工作，因此能够同时耦合射频电路的发射信号和反射信号。

上文介绍了本发明实施例提供的两种射频电路。除提供以上射频电路外，本发明实施例还提供一种移动终端，该移动终端可采用前文所述的两种射频电路。可想到，为实现移动终端的功能，移动终端除具有前述射频电路外，还包括显示器、电源等部件，这些均为现有技术，在本说明书中不再展开叙述。

以上对本发明实施例提供的射频电路和移动终端进行了详细介绍。本部分采用具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。