无线通信终端、功率检测电路和功率校准方法与流程

本发明涉及无线通信终端的功率校准技术领域，特别是涉及一种无线通信终端、功率检测电路和功率校准方法。

背景技术：

无线通信终端上市售卖之前需要在产线针对每个样机进行校准和测试，这主要是为确保每个样机的参数都是校准在标准范围内，使得流通到用户手上时能够正常的工作。其中天线的功率校准是校准分支里的一大范畴，如果校准天线的实际输出功率与目标输出功率偏差大，可能会在实网下出现工作异常的现象。比如要调大实际输出功率，如果依照目标输出功率调节后的实际输出功率过大，一方面会导致耗电比较大，另一方面放大器线性度变差，此时无线通信终端上传到基站的信号很大程度上都是失真的，与基站的会通信出现问题甚至掉网；如调小实际输出功率，若依照目标输出功率调节后的实际输出功率过小，基站无法接收到无线通信终端发出的接入请求，无法建立通信连接。尤其在小区边缘、山区、海洋、沙漠、贫穷偏远地区等场景下的基站，信号覆盖较差，更会凸显这种问题。目标输出功率通常是预设好的，因此功率校准过程中实际输出功率的检测十分重要，直接影响功率校准精度。

目前无线通信终端的射频系统架构通常有多个天线，如果天线之间的隔离度不够，就会导致天线的实际输出功率计算不准，直接影响天线的实际输出功率与目标输出功率的偏差，造成功率校准不准。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种无线通信终端、功率检测电路和功率校准方法，可以提高天线的实际输出功率的准确性。

第一方面，提出一种功率检测电路，所述功率检测电路包括：射频收发机、单刀多掷隔离开关，两个以上射频电路、两个以上耦合器以及两个以上功率检测通路，各射频电路均包括一天线，所述射频收发机包括功率检测引脚和接收引脚；

各天线均配置一耦合器，通过各自的耦合器连接至所述射频收发机的接收引脚，各耦合器的耦合端分别通过各自的功率检测通路跟所述单刀多掷隔离开关的选通端连接，所述单刀多掷隔离开关的公共端通过一功率检测通路与所述功率检测引脚连接，以连通功率检测引脚和从各耦合器引出的功率检测通路，所述单刀多掷隔离开关用于增加各天线之间的隔离度。

上述功率检测电路，引入单刀多掷隔离开关既能实现功率检测，又可以增加各天线之间的隔离度，提高功率检测通路的载噪比，从而提高功率检测引脚功率检测的正确性，从而提高天线的实际输出功率计算的正确性，降低功率校准偏差，提高功率校准的精度。

第二方面，提出一种无线通信终端，包括如上所述的功率检测电路。

上述无线通信终端中的功率检测电路，引入单刀多掷隔离开关既能实现功率检测，又可以增加各天线之间的隔离度，提高功率检测通路的载噪比，从而提高功率检测引脚功率检测的正确性，从而提高天线的实际输出功率计算的正确性，降低功率校准偏差，提高功率校准的精度。

第三方面，提出一种功率校准方法，包括：

获取功率检测电路中功率检测引脚检测的功率，所述功率检测电路包括：射频收发机、单刀多掷隔离开关，两个以上射频电路、两个以上耦合器以及两个以上功率检测通路，各射频电路均包括一天线，所述射频收发机包括功率检测引脚和接收引脚；各天线均配置一耦合器，通过各自的耦合器连接至所述射频收发机的接收引脚，各耦合器的耦合端分别通过各自的功率检测通路跟所述单刀多掷隔离开关的选通端连接，所述单刀多掷隔离开关的公共端通过一功率检测通路与所述功率检测引脚连接，以连通功率检测引脚和从各耦合器引出的功率检测通路，所述单刀多掷隔离开关用于增加各天线之间的隔离度；

根据功率检测引脚检测的功率计算耦合端功率，所述耦合端功率等于功率检测引脚检测的功率加上耦合器至功率检测引脚之间的耦合差损；

根据所述耦合端功率计算天线的实际输出功率，所述实际输出功率等于耦合端功率加上耦合系数；

校准天线的实际输出功率与所述天线的目标输出功率的偏差。

上述功率校准方法，基于该功率检测电路，功率检测引脚能够检测功率，再结合耦合器的耦合系数以及耦合器至功率检测引脚之间的耦合差损就可以折算出天线的实际输出功率。该功率检测电路引入单刀多掷隔离开关既能实现各功率检测通路上的功率检测，又可以增加各天线之间的隔离度，提高功率检测通路的载噪比，从而提高功率检测引脚功率检测的正确性，故该功率校准方法得到的天线的实际输出功率准确性高，校准精度也会提高。

附图说明

图1为本发明一实施例中的耦合器耦合端功率检测电路的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的功率检测电路的结构示意图；

图3为本发明另一实施例中的功率检测电路的结构示意图；

图4为本发明一具体实施例中的功率检测电路的结构示意图；

图5为本发明一实施例中的功率校准方法的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明实施例中天线的实际输出功率可指天线射频前端的输出功率。

耦合器例如双端耦合器是进行功率校准的重要器件，通过耦合器耦合端的功率来推算天线的实际输出功率，如图1所示，双端耦合器101左端连接天线，右端连接功率计101，天线的实际输出功率为耦合端功率加上耦合系数的值，假设图1中的双端耦合器101的耦合系数是25db(分贝)，功率计102通过功率探头103测试出来的耦合端1011功率大概是-2dbm(功率单位，分贝毫瓦)，那么可以推算出天线的实际输出功率为23dbm。在无线通信终端的功率检测电路中不存在真实的功率探头和功率计，因为无线通信终端的射频系统架构中，射频收发机里有专用的功率检测端口，可以从功率检测引脚引出一功率检测通路连接到耦合器耦合端，以检测该耦合端功率，如果直接将功率检测引脚的功率作为该耦合端功率，计算的实际输出功率是不准确的，因为从耦合器到功率检测引脚之间还存在耦合差损，需要补偿耦合差损才能计算正确的实际输出功率。耦合差损的值射频架构系统无法直接识别，那么就需要先去校准从耦合器到功率检测引脚的这个功率检测通路的耦合差损，经过校准得到该耦合差损后，通过补偿耦合差损计算实际输出功率的值。耦合差损一般包括线路差损和衰减网络。

在存在耦合差损的情况下，天线的实际输出功率等于功率检测脚检测的功率加上耦合器的耦合系数，再加上耦合差损的值。例如耦合器的耦合系数是25db，耦合器至功率检测引脚之间的衰减网络是6db，线路差损是3db，可见耦合器到功率检测引脚这个通路的整体耦合系数是34db，若功率检测脚检测的功率是-10dbm，依照前述计算方法，计算出天线的实际输出功率＝-10+34＝24dbm。

但是在复杂的射频架构系统中天线不止一个，那么功率检测通路也不止一个，但是射频收发机可能只会用到一个功率检测引脚来检测功率，因此如何利用一个功率检测引脚来连接各功率检测通路是难点。因此，提出一功率检测电路，将各功率检测通路依次顺接，最终连接至功率检测引脚，因为射频系统架构中的天线发射频段各不相同，一般不会同时工作，因此可以实现各天线的功率检测。以下描述了三个天线通过功率检测通路连接到功率检测引脚的具体示例。

如图2所示，该功率检测电路包括：三根天线，分别是主集高频天线201、主集低频天线202、分集低频天线203，还包括系统接收机204，所述系统接收机包括功率检测引脚(图2中pdet引脚)，第一分集接收引脚(图2中drx1引脚)、第二分集接收引脚(图2中drx2引脚)、第三分集接收引脚(图2中drx3引脚)、第四分集接收引脚(图2中drx4引脚)、第一主集接收引脚(图2中prx1引脚)、第二主集接收引脚(图2中prx2引脚)、第三主集接收引脚(图2中prx4引脚)、第四主集接收引脚(图2中prx5引脚)，所述功率检测电路包括三个耦合器，所述主集低频天线202通过耦合器205连接单刀三掷开关206的公共端，单刀三掷开关的一选通端通过带通滤波器207连接第二主集接收引脚，单刀三掷开关的另一选通端依次通过低通滤波器208、双工器209连接第一主集接收引脚，所述主集高频天线201通过耦合器210连接单刀二掷开关211，所述单刀二掷开关211的一选通端通过带通滤波器212连接第三主集接收引脚，单刀二掷开关211的另一选通端通过双工器213连接第四主集接收引脚，分集低频天线203通过耦合器214连接单刀四掷开关215的公共端，单刀四掷开关215的其中三个选通端均分别通过带通滤波器216、带通滤波器217、带通滤波器218连接第一分集接收引脚、第三分集接收引脚、第四分集接收引脚，剩余的一个选通端通过双工器219连接第二分集接收引脚。结合图2可知，三个天线的耦合器通过各自的功率检测通路依次顺接，最后跟射频收发机204的功率检测引脚连接。

以上提出的功率检测电路，以图2为例说明，射频架构系统的主集射频通路中有高频天线和低频天线，分集射频通路中包括分集天线，主集高频天线201、主集低频天线202和分集低频天线203都会发射信号，所以三个射频通路都需要增加耦合器来进行功率校准，在只利用射频收发机204的一个功率检测脚检测功率的情况下，三个耦合器引出的功率检测通路就需要顺接起来接到功率检测脚上，虽然最终可以实现各天线的功率检测，但如果任意两个天线之间的隔离度不够时，就会导致功率校准不准。以下通过举例来说明功率校准不准的原因。

在一个具体实施例中，如图2所示，假使主集低频天线202的实际输出功率是xdbm，所有耦合器的耦合系数是25db，主集低频天线202与主集高频天线201之间的隔离度是10db，主集低频天线202耦合到主集高频天线201的功率是(x-10)dbm，假设理想情况下功率检测通路的回路损耗是0db，那么在检测主集低频天线202的实际输出功率时，主集低频天线202通过主集高频天线201的耦合器210耦合到整个功率检测通路即顺接的三条功率检测通路上的功率是(x-35)dbm，而主集低频天线202的耦合器205耦合端功率是(x-25)dbm，计算得功率检测通路上的载噪比(简称c/n)＝(x-25)-(x-35)＝10db，可见功率检测的载噪比值与天线之间的隔离度相关，理想情况下且耦合器耦合系数相等的情况下其就等于天线之间的隔离度值。通常为了保证功率检测精度，功率检测通路的载噪比值最低要求是24db，否则功率检测精度无法保证，功率检测引脚检测的功率就会出现大的偏差，那么折算出来的天线实际发射功率也不准，最终会导致功率校准不准。如果主集低频天线202与主集高频天线201之间的隔离度足够大，比如至少24db以上，功率检测通路的载噪比值也会大于24db，能够保证功率检测精度，但是目前无线通信终端中一般是多天线设计，线路构造较复杂紧凑，通常基本很难保证各个天线之间的隔离度大于24db的要求。

基于此，本发明实施例提出一种功率检测电路，对于多天线设计的无线通信终端，可以实现各天线的功率检测，还能够提高各天线之间的隔离度，从而功率检测通路的载噪比值，确保功率检测引脚功率检测的正确性，保证功率检测精度，避免功率检测引脚检测的功率出现大的偏差，折算出来的天线实际发射功率的准确性会比较高，最终提高功率校准准确性。

请参阅图3，所述功率检测电路包括：射频收发机301、单刀多掷隔离开关302，两个以上射频电路、两个以上耦合器303以及两个以上功率检测通路304，各射频电路均包括一天线305，所述射频收发机301包括功率检测引脚和接收引脚；各天线305均配置一耦合器303，通过各自的耦合器303连接至所述射频收发301机的接收引脚，各耦合器303的耦合端分别通过各自的功率检测通路304跟所述单刀多掷隔离开关302的选通端连接，所述单刀多掷隔离开关302的公共端通过一功率检测通路304与所述功率检测引脚连接，以连通功率检测引脚和从各耦合器303引出的功率检测通路304，所述单刀多掷隔离开关302用于增加各天线305之间的隔离度。耦合器303的个数与天线305的数量可以相同，与单刀多掷隔离开关302的选通端数量相同。各天线305的发射频段可以不同。

具体地，所述射频收发机301的接收引脚包括主集接收引脚、分集接收引脚，对应的，天线305至少有主集射频天线和分集射频天线，主集射频天线通过耦合器连接至主集接收引脚，分集射频天线通过耦合器连接至分集接收引脚。

在一个具体实施例中，所述射频收发机301的接收引脚包括主集接收引脚、分集接收引脚，主集接收引脚包括主集高频接收引脚和主集低频接收引脚，所述功率检测电路包括三个射频电路，如图4所示，分别为主集高频电路、主集低频电路、分集低频电路，主集高频电路中的天线为主集高频天线3051、主集低频电路中的天线为主集低频天线3052，分集低频电路中的天线为分集低频天线3053，所述功率检测电路包括三个耦合器，分别为第一耦合器3031、第二耦合器3032、第三耦合器3033，所述功率检测电路包括四个功率检测通路，分别为第一功率检测通路3041、第二功率检测通路3042、第三功率检测通路3043、第四功率检测通路3044，所述单刀多掷隔离开关302为单刀三掷隔离开关；所述主集高频天线3051通过第一耦合器3031连接主集高频接收引脚，所述主集低频天线通过第二耦合器3032连接主集低频引脚，所述分集低频天线3053通过第三耦合器3033连接分集低频引脚，第一耦合器3031的耦合端通过第一功率检测通路3041连接单刀三掷隔离开关的第一选通端，第二耦合器3032的耦合端通过第二功率检测通路3042连接单刀三掷隔离开关的第二选通端，第三耦合器3033的耦合端通过第三功率检测通路3043连接单刀三掷隔离开关的第三选通端，单刀三掷隔离开关的公共端通过第四功率检测通路3044与功率检测引脚连接。其他实施例中主集射频天线可以包括主集中频天线等，主集射频天线和分集射频天线不受限于本实施例。

更进一步地，如图4所示，所述主集低频接收引脚包括第一主集接收引脚(如图4中的prx1引脚)和第二主集接收引脚(如图4中的prx2引脚)，所述主集低频电路还包括一单刀三掷开关306、一带通滤波器307、一低通滤波器308、一双工器309，所述主集低频天线3052通过第一耦合器3032连接单刀三掷开关306的公共端，单刀三掷开关的一选通端依次通过低通滤波器308、双工器309连接第一主集接收引脚，单刀三掷开关306的另一选通端通过带通滤波器307连接第二主集接收引脚。单刀三掷开关306包括公共端和三个选通端。

如图4所示，所述主集高频接收引脚包括第三主集接收引脚(如图4中的prx4引脚)和第四主集接收引脚(如图4中的prx5引脚)，所述主集高频电路还包括一单刀二掷开关310、一带通滤波器311、一双工器312，所述主集高频天线3051通过第二耦合器3031连接单刀二掷开关310的公共端，所述单刀二掷开关310的一选通端通过带通滤波器311连接第三主集接收引脚，单刀二掷开关310的另一选通端通过双工器312连接第四主集接收引脚。单刀二掷开关310包括公共端和两个选通端。

如图4所示，分集接收引脚包括第一分集接收引脚(如图4中的drx1引脚)、第二分集接收引脚(如图4中的drx2引脚)、第三分集接收引脚(如图4中的drx3引脚)和第四分集接收引脚(如图4中的drx4引脚)，所述分集低频电路包括单刀四掷开关313、三个带通滤波器(314，315，316)和一个双工器317，分集低频天线3053通过第三耦合器3033连接单刀四掷开关313，单刀四掷开关313的其中三个选通端均分别通过带通滤波器(314，315，316)连接第一分集接收引脚、第三分集接收引脚、第四分集接收引脚，剩余的一个选通端通过双工器317连接第二分集接收引脚。单刀四掷开关313包括公共端和四个选通端。

本发明实施例中，对于耦合器303，可选择耦合系数相同的耦合器，其他实施例中，也可以选择耦合系统不同的耦合器。

本发明实施例中，对于单刀多掷隔离开关302，选通端数量可大于或等于耦合器数量。在其中一个实施例中，单刀多掷隔离开关302的隔离度使得各功率检测通路的载噪比值不低于24db。这是因为功率校准一般会用到的校准平台例如高通或mtk的平台，需要功率检测的载噪比值最低是24db。

因此，单刀多掷隔离开关的隔离度需使得功率检测通路的载噪比值满足要求。功率检测通路的载噪比值等于天线耦合至该功率检测通路的功率与天线耦合至另一天线的功率检测通路上的功率的差值，其中天线耦合至该功率检测通路的功率等于天线的实际输出功率减去该天线耦合器耦合系数，该天线耦合至另一天线的功率检测通路上的功率等于天线的实际输出功率减去两个天线的隔离度，再减去该另一天线的耦合器的耦合系数，再减去隔离开关的隔离度。可以推出，功率检测通路的载噪比值等于两个天线的隔离度加上两个耦合器耦合系数的差值，再加上隔离开关的隔离度。两个耦合器耦合系数的差值该另一天线的耦合器耦合系数减去该天线的耦合器系数的值。

例如，请参阅图4，主集高频天线3051和主集低频天线3051设于射频收发机的同一侧，相互之间干扰较大。假使主集低频天线3052的实际输出功率是xdbm，若图4中各耦合器的耦合系数为25db，单刀三掷隔离开关各端口之间的隔离度为25db，主集低频天线3052与主集高频天线3051之间的隔离度是10db，主集低频天线3052的耦合器3032耦合端功率是(x-25)dbm，即主集低频天线3052耦合到该功率检测通路3041的功率是(x-25)dbm；主集低频天线3052耦合到主集高频天线3051的功率是(x-10)dbm，那么主集低频天线3052耦合到主集高频天线3051的功率检测通路3041的干扰信号至少是x-10-25-25＝(x-60)dbm，那么在检测主集低频天线3052的实际输出功率时，主集低频天线3052上的功率检测通路3041的载噪比＝(x-25)-(x-60)＝35db，与等于24db的最低载噪比值比较，为该隔离度的隔离开关显然满足条件。

因此上述功率检测电路，引入单刀多掷隔离开关302可以增加天线305之间的隔离度，从而提高功率检测通路304的载噪比值，确保功率检测引脚功率检测精度，提高天线305实际输出功率的计算正确性，降低功率校准偏差，提高功率校准精度。功率检测通路304上存在线路差损和衰减网路，可避免功率过大损坏射频收发机。

本发明实施例还提出一种无线通信终端，包括如上任一实施例所述的功率检测电路。无线通信终端可以是手机或平板电脑等。

本发明实施例的无线通信终端中的功率检测电路，引入单刀多掷隔离开关既能实现功率检测，又可以增加各天线之间的隔离度，提高功率检测通路的载噪比，从而提高功率检测引脚功率检测的正确性，从而提高天线的实际输出功率计算的正确性，降低功率校准偏差，提高功率校准的精度。

本发明实施例还提出一种功率校准方法，该功率校准方法包括步骤502至508：

步骤502：获取功率检测电路中功率检测引脚检测的功率，如图3所示，所述功率检测电路包括：射频收发机301、单刀多掷隔离开关302，两个以上射频电路、两个以上耦合器303以及两个以上功率检测通路304，各射频电路均包括一天线305，所述射频收发机301包括功率检测引脚和接收引脚；各天线305均配置一耦合器303，通过各自的耦合器303连接至所述射频收发301机的接收引脚，各耦合器303的耦合端分别通过各自的功率检测通路304跟所述单刀多掷隔离开关302的选通端连接，所述单刀多掷隔离开关302的公共端通过一功率检测通路304与所述功率检测引脚连接，以连通功率检测引脚和从各耦合器303引出的功率检测通路304，所述单刀多掷隔离开关302用于增加各天线305之间的隔离度。

功率检测电路的具体限定参见前述，在此不再赘述。单刀多掷隔离开关302选择导通的是哪一条功率检测通路304，功率检测引脚检测的功率则是用于计算相应通路上天线305的实际输出功率。例如，如图4所示，单刀三掷隔离开关302中间的选通端与公共端连接，说明主集高频天线3051的功率检测通路3041跟功率检测引脚连接，功率检测引脚检测的功率则是用于计算主集高频天线3051的实际输出功率。

步骤504：根据功率检测引脚检测的功率计算耦合端功率，所述耦合端功率等于功率检测引脚检测的功率加上耦合器至功率检测引脚之间的耦合差损。

可以先去校准从耦合器到功率检测引脚的这个功率检测通路的耦合差损，经过校准得到该耦合差损。耦合差损一般包括线路差损和衰减网络。

步骤506：根据所述耦合端功率计算天线的实际输出功率，所述实际输出功率等于耦合端功率加上耦合系数。

例如，如图4所示，主集低频天线上耦合器的耦合系数是25db，从耦合器到功率检测引脚的这个功率检测通路的耦合差损是9db，功率检测引脚检测的功率是-10dbm，计算出天线的实际输出功率＝-10+34＝24dbm。

步骤508：校准天线的实际输出功率与所述天线的目标输出功率的偏差。

本步骤中，射频收发机会将功率检测引脚检测的功率上传至功率校准平台，平台计算出天线的实际输出功率后，会跟天线的目标输出功率进行校准，如校准偏差大，会进行调整。如调整功率检测通路，直至校准精度达到预设值。

本发明实施例中的功率校准方法，基于该功率检测电路，功率检测引脚能够检测功率，结合耦合器的耦合系数以及耦合器至功率检测引脚之间的耦合差损可以得到的，就可以折算出天线的实际输出功率。由于引入单刀多掷隔离开关既能实现各个功率检测通路上的功率检测，又可以增加各天线之间的隔离度，提高功率检测通路的载噪比，从而提高功率检测引脚功率检测的正确性，故得到的天线的实际输出功率准确性高，校准精度也会提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。