多路选择开关和无线通信设备的制作方法

本申请涉及移动终端技术领域，具体涉及一种多路选择开关和无线通信设备。

背景技术：

随着智能手机等无线通信设备的大量普及应用，智能手机能够支持的应用越来越多，功能越来越强大，智能手机向着多样化、个性化的方向发展，成为用户生活中不可缺少的电子用品。第四代4G移动通信系统中无线通信设备一般采用单天线或双天线射频系统架构，目前第五代5G移动通信系统新空口NR系统中提出支持4天线的射频系统架构需求。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种多路选择开关和无线通信设备，以期支持5G NR中无线通信设备通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发，发送4端口SRS的功能。

第一方面，本申请实施例提供一种多路选择开关，应用于无线通信设备，所述无线通信设备支持双频双发，包括天线系统和射频电路，所述天线系统包括4根天线，所述多路选择开关包括4个T端口和4个P端口，所述4个T端口为与所述4个P端口全连接的端口，所述4个T端口为支持收发功能的端口；

所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备的预设功能，所述预设功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发，发送4端口SRS的功能。

第二方面，提供一种射频系统，所述射频系统包括第一方面提供的多路选择开关。

第三方面，本申请实施例提供一种无线通信设备，包括天线系统、射频电路以及如第一方面任一项所述的多路选择开关或如第二方面提供的射频系统；

所述多路选择开关用于连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备的预设功能，所述预设功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发，发送4端口SRS的功能。

可以看出，本申请实施例中，无线通信设备包括天线系统、射频电路和多路选择开关，该天线系统具体包括4根天线，多路选择开关包括4个T端口和4个P端口，且该多路选择开关连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备的支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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。

图1是本申请实施例提供的一种无线通信设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种4P4T全连接开关的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种4P 4T端口示意图。

图4a是本申请实施例提供的一种4P 4T端口的2个独立电路模块示意图。

图4b是本申请实施例提供的一种4P 4T端口的3个独立电路模块示意图。

图4c是本申请实施例提供的一种4P 4T端口的4个独立电路模块示意图。

图5是本申请实施例提供的一种射频系统的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的无线通信设备的一种天线系统的示例结构。

图7是本申请实施例提供的一种复用无线通信设备的天线的无线充电接收器的示意图。

图8是本申请实施例提供的一种由4支天线构成的环形阵列天线的结构示意图。

为了描述的方便，在上述图示中，Nx表示一个频率，Ny表示另一个频率。

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，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在第一方面提供的方案中，所述射频电路包括：4组收发信号集成处理电路和4路接收信号处理电路；

所述射频电路物理形态上由2个独立电路模块组成；

所述2个独立电路模块的信号收发端口与4个T端口一对一连接。

在第一方面提供的方案中，所述2个独立电路模块为2个第一独立电路模块，所述第一独立电路模块包括2个收发端口，所述收发端口与所述T端口连接；

所述第一独立电路模块包括：2组收发信号集成处理电路、2路接收信号处理电路、2个功率耦合器和2个第一选择开关，所述2组收发信号集成处理电路工作在不同频段；

每组收发信号集成处理电路包括：第一功率放大器PA、第一滤波器、第二选择开关和第一低噪声放大器LNA，所述第二选择开关的公共端与所述第一滤波器的一端连接，所述第一滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的一端连接，所述第二选择开关的两个选择端分别连接所述第一PA与所述第一LNA；

每路接收信号处理电路包括：第二LNA和第二滤波器，所述第二滤波器的一端与所述第二LNA的输入端连接，所述第二滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的另一端连接，所述第二LNA的输出端输出接收信号；

所述功率耦合器另一侧的两个端口与所述第一选择开关的两个选择端一对一连接，所述第一选择开关的公共端连接所述T端口。

在第一方面提供的方案中，所述射频电路包括：4组收发信号集成处理电路和4路接收处理电路；

所述射频电路物理形态上由3个独立电路模块组成；所述3个独立电路模块包括：2个第二独立电路模块和1个第三独立电路模块；

所述3个第二独立电路模块的信号收发端口与4个T端口一对一连接。

在第一方面提供的方案中，所述第二独立电路模块包括：1组收发信号集成处理电路、1路接收信号处理电路、1个功率耦合器和1个第三选择开关；

所述第三独立电路模块包括2组收发信号集成处理电路、2路接收信号处理电路、2个功率耦合器和2个第三选择开关，所述2组收发信号集成处理电路工作在不同频段；

每组收发信号集成处理电路包括：第三功率放大器PA、第三滤波器、第四选择开关和第三低噪声放大器LNA，所述第四选择开关的公共端与所述第三滤波器的一端连接，所述第三滤波器的另一端与所述功率耦合器的一侧的一个端口连接，所述第四选择开关的两个选择端分别连接所述第三PA与所述第三LNA；

每路接收信号处理电路包括：第四LNA和第四滤波器，所述第四滤波器的一端与所述第四LNA的输入端连接，所述第四滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的另一个端口连接，所述第四LNA的输出端输出接收信号；

所述功率耦合器的另一侧的两个端口与所述第三选择开关的两个选择端一对一连接，所述第三选择开关的公共端连接所述T端口。

在第一方面提供的方案中，所述射频电路包括：4组收发信号集成处理电路和4路接收处理电路；

所述射频电路物理形态上由4个独立电路模块组成；所述4个独立电路模块包括：4个第四独立电路模块；

所述4个第四独立电路模块的信号收发端口与4个T端口一对一连接。

在第一方面提供的方案中，所述第四独立电路模块包括：1组收发信号集成处理电路、1路接收信号处理电路、1个功率耦合器和1个第五选择开关；

每组收发信号集成处理电路包括：第五功率放大器PA、第五滤波器、第六选择开关和第五低噪声放大器LNA，所述第六选择开关的公共端与所述第五滤波器的一端连接，所述第五滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的一端连接，所述第六选择开关的两个选择端分别连接所述第五PA与所述第五LNA；

每路接收信号处理电路包括：第六LNA和第六滤波器，所述第六滤波器的一端与所述第六LNA的输入端连接，所述第六滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的另一端连接，所述第六LNA的输出端输出接收信号；

所述功率耦合器另一侧的两个端口与所述第五选择开关的两个选择端口一对一连接，所述第五选择开关的公共端连接所述T端口。

在第一方面提供的方案中，所述多路选择开关由场效应管构成，所述多路切换开关的场效应管的数量为56。

在第一方面提供的方案中，所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，所述第一天线、第二天线、第三天线和所述第四天线均为支持第五代新空口5G NR频段的天线。

在第一方面提供的方案中，所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，所述第一天线和所述第四天线为支持长期演进LTE频段和第五代新空口5G NR频段的天线，所述第二天线和所述第三天线为仅支持5G NR频段的天线。

在第一方面提供的方案中，所述天线系统还包括第一合路器和第二合路器，其中，所述第一合路器的第一端口用于连接所述第一天线，所述第一合路器的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第一接收通路，所述第一合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口；所述第二合路器的第一端口用于连接所述第四天线，所述第二合路器的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第二接收通路，所述第二合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。

在第一方面提供的方案中，所述天线系统还包括第一单刀双掷SPDT开关和第二SPDT开关，其中，所述第一SPDT开关的第一端口用于连接所述第一天线，所述第一SPDT开关的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第一接收通路，所述第一SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口；所述第二SPDT开关的第一端口用于连接所述第四天线，所述第二SPDT开关的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第二接收通路，所述第二SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。

申请实施例P端口英文全称是Port(极化)端口，本申请中用于天线开关中连接天线的端口的称谓，T端口英文全称是Throw(投、掷)，本申请中用于天线开关中连接射频模块的端口的称谓，如4P4T开关。

本申请实施例所描述的多路选择开关中T端口与P端口之间的单连接、全连接等概念，均是指T端口通过开关管连接P端口的状态，通过该开关管可以控制T端口与P端口之间的通路导通。所述支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发，发送4端口SRS的功能是指无线通信设备通过轮训机制与基站交互确定每个天线对应的上行信道质量的过程。

本申请实施例所涉及到的无线通信设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、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)，移动台(Mobile Station，MS)，终端设备(terminal device)等等。在另一种实际应用场景中，上述无线通信设备也可以为网络侧的设备，例如基站、接入点等等。为方便描述，上面提到的设备统称为无线通信设备。

目前，手机的SRS切换switching4天线发射功能是中国移动通信集团CMCC在《中国移动5G规模试验技术白皮书_终端》中的必选项，在第三代合作伙伴计划3GPP中为可选，其主要目的是为了基站通过测量手机4天线上行信号，进而确认4路信号质量及参数，根据信号互易性再针对4路信号做下行最大化多输入多输出Massive MIMO天线阵列的波束赋形，最终使下行4x4MIMO获得最佳数据传输性能。

为满足4天线SRS切换switching发射要求，本申请实施例提出的以简化的4P4T天线开关为核心的射频架构，和现有的3P3T/DPDT/多路小开关切换方案比较，可以减少各路径串联开关数量(将所有或部分开关集合到4P4T的主开关中)，从而减少链路损耗，优化终端整体的发射接收性能。下面对本申请实施例进行详细介绍。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供了一种多路选择开关10的结构示意图，该多路选择开关应用于无线通信设备100，所述无线通信设备100包括天线系统20和射频电路30，所述天线系统20包括4根天线，所述多路选择开关10包括4个T端口和4个P端口，所述4个T端口全连接所述4个P端口，该4个T端口包括至少2个第一T端口，该第一T端口为支持收发功能的端口。

所述多路选择开关10用于连接所述射频电路30和所述天线系统20以实现所述无线通信设备100的预设功能，所述预设功能为支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发，发送4端口SRS的功能。

其中，发射天线是指所述4根天线中支持发射功能的天线。

其中，所述无线通信设备具体可以是5G NR手机终端或其他5G NR终端设备，例如客户签约设备(Customer Premise Equipment，CPE)或者便携式宽带无线装置(Mobile Wifi，MIFI)。

其中，由于4个T端口均全连接所述4个P端口，下面对该部分做详细说明。

举例来说，假设n＝4，所述多路切换开关由场效应管构成，若该4个T端口中每个T端口均全连接4个P端口，则如图2所示的多路切换开关的示例结构图，该多路切换开关的场效应管的数量为4+4*4*3+4＝56。

此外，所述无线通信设备还包括射频收发器，该射频收发器连接所述射频电路，并与射频电路、多路切换开关以及天线系统组成该无线通信设备的射频系统。

可见，本示例中，无线通信设备包括天线系统、射频电路和多路选择开关，该天线系统具体包括4根天线，多路选择开关包括4个T端口和4个P端口，且该多路选择开关连接所述射频电路和所述天线系统以实现所述无线通信设备的支持通过探测参考信号SRS在发射天线间轮发。

对于4个T端口，如图3所示，在一种可能的示例中，4个T端口可以为4个支持收发功能的端口(以双箭头表示收发功能)，4个T端口均为与4P端口全连接的端口。

对于多路选择开关的4个T端口对应的射频电路可以包括：4组收发信号集成处理电路和4路接收信号处理电路。

参阅图4a，为射频电路的一种物理形态，具体的，可以由2个独立电路模块组成；2个独立电路模块的信号收发端口与4个T端口一对一连接。

具体的，2个独立电路模块可以包括：2个第一独立电路模块401。

第一独立电路模块401包括：2组收发信号集成处理电路、2路接收信号处理电路、2个功率耦合器和2个第一选择开关，所述2组收发信号集成处理电路工作在不同频段(此处保证2组收发信号集成处理电路工作在不同频段是为了避免相同频段之间产生干扰，影响发射信号的质量)；

每组收发信号集成处理电路包括：第一功率放大器PA、第一滤波器、第二选择开关和第一低噪声放大器LNA，所述第二选择开关的公共端与所述第一滤波器的一端连接，所述第一滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的一端连接，所述第二选择开关的两个选择端分别连接所述第一PA与所述第一LNA；

每路接收信号处理电路包括：第二LNA和第二滤波器，所述第二滤波器的一端与所述第二LNA的输入端连接，所述第二滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的另一端连接，所述第二LNA的输出端输出接收信号；

所述功率耦合器另一侧的两个端口与所述第一选择开关的两个选择端一对一连接，所述第一选择开关的公共端连接所述T端口。

参阅图4b，另一种射频电路物理形态上由3个独立电路模块组成；3个独立电路模块包括：2个第二独立电路模块402和1个第三独立电路模块403；

所述3个第二独立电路模块的信号收发端口与4个T端口一对一连接。

可选的，第二独立电路模块402包括：1组收发信号集成处理电路、1路接收信号处理电路、1个功率耦合器和1个第三选择开关；

可选的，第三独立电路模块403包括2组收发信号集成处理电路、2路接收信号处理电路、2个功率耦合器和2个第三选择开关，所述2组收发信号集成处理电路工作在不同频段；

每组收发信号集成处理电路包括：第三功率放大器PA、第三滤波器、第四选择开关和第三低噪声放大器LNA，所述第四选择开关的公共端与所述第三滤波器的一端连接，所述第三滤波器的另一端与所述功率耦合器的一侧的一个端口连接，所述第四选择开关的两个选择端分别连接所述第三PA与所述第三LNA；

每路接收信号处理电路包括：第四LNA和第四滤波器，所述第四滤波器的一端与所述第四LNA的输入端连接，所述第四滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的另一个端口连接，所述第四LNA的输出端输出接收信号；

所述功率耦合器的另一侧的两个端口与所述第三选择开关的两个选择端一对一连接，所述第三选择开关的公共端连接所述T端口。

参阅图4c，又一种射频电路物理形态上由4个独立电路模块组成；所述4个独立电路模块包括：4个第四独立电路模块404；

所述4个第四独立电路模块的信号收发端口与4个T端口一对一连接。

第四独立电路模块404包括：1组收发信号集成处理电路、1路接收信号处理电路、1个功率耦合器和1个第五选择开关；

每组收发信号集成处理电路包括：第五功率放大器PA、第五滤波器、第六选择开关和第五低噪声放大器LNA，所述第六选择开关的公共端与所述第五滤波器的一端连接，所述第五滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的一端连接，所述第六选择开关的两个选择端分别连接所述第五PA与所述第五LNA；

每路接收信号处理电路包括：第六LNA和第六滤波器，所述第六滤波器的一端与所述第六LNA的输入端连接，所述第六滤波器的另一端与所述功率耦合器一侧的另一端连接，所述第六LNA的输出端输出接收信号；

所述功率耦合器另一侧的两个端口与所述第五选择开关的两个选择端口一对一连接，所述第五选择开关的公共端连接所述T端口。

在一个可能的示例中，所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，所述第一天线、第二天线、第三天线和所述第四天线均为支持5G NR频段的天线。

在一个可能的示例中，所述4根天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，所述第一天线和所述第四天线为支持LTE频段和5G NR频段的天线，所述第二天线和所述第三天线为仅支持5G NR频段的天线。

其中，第一和第四天线是为了支持LTE终端上个别频段的DL 4x4 MIMO。其2支接收天线与5G NR的天线共用。

在一个可能的示例中，所述天线系统还包括第一合路器和第二合路器，其中，所述第一合路器的第一端口用于连接所述第一天线，所述第一合路器的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第一接收通路，所述第一合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口；所述第二合路器的第一端口用于连接所述第四天线，所述第二合路器的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第二接收通路，所述第二合路器的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。

其中，所述LTE 4*4MIMO是下行LTE接收电路，可以定义为第三接收通路。因为当前LTE已经有2路接收。在支持LTE 4x4 MIMO时，会有增加第三和第四接收通道。

其中，m仅为发射时会根据实际4支NR天线情况，将性能较好的1支留给电路中PRX做待机使用。开关中m端口具备收发功能的，即其可以做TX和PRX功能，可任意切换天线，就不需要对此处的共用天线做端口限制。所以，此处可为任意P端口。若m端口只有发射功能，意味着，RX全部为各自连接P端口，则会比较4支NR天线性能，将性能最好的1支留给PRX待机。性能最好的天线此处可为此天线，也可以不是，则端口限制会出现，需要连接PRX的T端口对应的P，会不能连接PRX的T端口对应的P。

在一个可能的示例中，如图6所示，所述天线系统还包括第一单刀双掷SPDT开关和第二SPDT开关，其中，所述第一SPDT开关的第一端口用于连接所述第一天线，所述第一SPDT开关的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4MIMO中的第一接收通路，所述第一SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口；所述第二SPDT开关的第一端口用于连接所述第四天线，所述第二SPDT开关的第二端口用于连接所述无线通信设备的LTE 4x4 MIMO中的第二接收通路，所述第二SPDT开关的第三端口用于连接所述多路选择开关中对应的P端口。

此外，如图7所示，本申请实施例所描述的天线系统中的4支天线还可以被电子设备(例如手机)的无线充电接收器所复用，具体的，该无线充电接收器包括接收天线、接收控制电路，该接收天线与无线充电发射器的发射天线匹配(频率相同或相近情况下谐振，以辐射性谐振磁耦合的方式，将能量通过无线传送的方式传输)，接收控制电路通过环形阵列天线将能量转变为直流电DC输出给电池充电，接收控制电路能够动态调整该环形阵列天线的频率，并使之与无线充电发射器的发射天线的频率匹配，以实现配对充电，或者，实时与无线充电发射器进行频率变化范围交互，以实现“专属加密”无线充电模式。

其中，所述接收天线可以是由4支天线中的至少1支天线所组成的天线(多支情况下天线与天线之间通过开关选通)。

例如：如图8所示，该接收天线为由上述4支天线构成的环形阵列天线，4支天线具体包括天线1、天线2、天线3、天线4，其中天线1和天线4支持LTE和5G NR频段，天线2和天线3仅支持5G NR频段，天线1的端口和天线4的端口作为该环形阵列天线的端口，其中相邻天线之间通过具有隔离功能的选通电路170连接，该选通电路170包括隔离片171和开关172，隔离片171为导体，开关172还连接控制器，电子设备在无线充电模式下可以连通每个选通电路170的开关172，以形成环形阵列天线接收能量。通过在天线间加入隔离片171，该选通电路170一方面降低了电子设备在正常通信模式下的多天线间的互耦性，提升了多天线间的隔离度，优化了天线性能，另一方面通过开关171能够将多天线串联形成环形阵列天线，以便于更好的匹配发射天线以传输能量，此外，由于天线1和天线4能力强于天线2和天线3，如此设置的环形阵列天线可以尽可能减少能量传输损耗。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。