一种信号收发装置与终端的制作方法

本实用新型涉及无线通讯领域，尤其是涉及一种信号收发装置与终端。

背景技术：

在时分双工的无线通讯系统中，由于上行链路和下行链路使用不同时隙来通信，因此，需要一种切换装置使天线在不同的时间段分别工作在接收信号状态和发送信号状态。

现有技术中时分双工系统的信号收发装置，如图1所示，在下行发送信号状态，信号经过功率放大器10(poweramplifier，pa)、环形器11的第一接口、环形器11的第二接口及滤波器12传输至天线，向其它设备发送；在上行接收信号状态，天线接收的信号，经滤波器12、环形器11的第二接口、环形器11的第三接口、单刀双掷开关13(singlepoledoublethrow，spdt)的端口1及spdt13的端口2传输至低噪声放大器14(lownoiseamplifier，lna)。

实际使用中，若时分双工系统存在天线不匹配等问题，则下行信号会在天线处反射，反射后的信号经环形器11的第二接口、环形器11的第三接口传递至spdt13，并经spdt13的端口3输出至负载15，被负载15吸收。

由于反射后的信号被负载15吸收时，需要经过spdt13，因此，需要spdt13具有大的功率容限，而大功率spdt实现难度、成本均较高，另外，当spdt13无法承受大功率失效时，下行信号被spdt13反射后，重新输入环形器11的第三接口传输至环形器11的第一接口，从而造成pa10严重失配，非常大几率使pa10烧毁。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种信号收发装置和终端，用以解决现有技术中因天线不匹配等问题导致pa损坏的问题，且实现简单，成本较低。

一种信号收发装置，包括：下行发送模块、上行接收模块、信号收发模块以及切换模块，切换模块包括：第一环形器、第二环形器、切换开关、以及电阻组件，其中，

第一环形器的第一接口与下行发送模块连接，第一环形器的第二接口与信号收发模块连接，第一环形器的第三接口与第二环形器的第一接口连接；

第二环形器的第二接口与切换开关的第一端连接，第二环形器的第三接口与电阻组件连接；

切换开关的第二端与上行接收模块连接。

本实用新型实施例提供的上述信号收发装置，在下行发送信号状态，若因天线不匹配等问题导致下行信号在信号收发模块处发生反射，则反射后的下行信号会经过第一环形器的第二接口、第一环形器的第三接口、第二环形器的第一接口、第二环形器的第二接口传输到切换开关的第一端，并在所述切换开关的第一端处发生反射，反射后的信号经第二环形器的第二接口和第二环形器的第三接口传输到电阻组件，被电阻组件吸收，与现有技术中反射信号经过spdt相比，整个过程中反射信号无需经过切换开关，避免了因反射信号使切换开关失效所导致的pa烧毁的问题，同时切换开关不需要具有较大的功率容限，使用第二环形器即可将反射信号传输至电阻组件，实现简单且成本较低。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，切换开关包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第一电感以及第一pin二极管，其中，

第一电容和第二电容串联连接在切换开关的第一端和第二端之间，第一电阻和第一电感串联连接在第一节点与切换开关的控制端之间，第一电感的一端与第一节点相连，第一节点为第一电容和第二电容的中间节点；

第一pin二极管连接在第一节点和电源负极之间，第一pin二极管的阳极与第一节点相连，第一pin二极管的阴极与电源负极相连。

本实用新型实施例提供的上述信号收发装置，切换开关通过单个pin二极管实现，实现简单，成本较低。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，切换开关包括：第三电容、第四电容、第二电阻、第二电感、第三电感及第二pin二极管，其中，

第三电容、第二pin二极管以及第四电容串联连接在切换开关的第一端和第二端之间；

第二电阻和第二电感串联连接在第二节点与切换开关的控制端之间，第二电感的一端与第二节点相连，第二节点为第三电容和第二pin二极管阳极的中间节点；

第三电感连接在第三节点与电源负极之间，第三节点为第二pin二极管阴极和第四电容的中间节点。

本实用新型实施例提供的上述信号收发装置，切换开关通过单个pin二极管实现，实现简单，成本较低。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，切换开关包括：第五电容、第六电容、第三电阻、第四电感、第三pin二极管、第四pin二极管及四分之一波长传输线，其中，

第五电容、四分之一波长传输线、以及第六电容串联连接在切换开关的第一端和第二端之间；

第三电阻和第四电感串联连接在第四节点与切换开关的控制端之间，第四电感的一端与第四节点相连，第四节点为第五电容和四分之一波长传输线的中间节点；

第三pin二极管连接在第四节点和电源负极之间，第三pin二极管的阳极与第四节点相连，第三pin二极管的阴极与电源负极相连；

第四pin二极管连接在第五节点和电源负极之间，第四pin二极管的阳极与第五节点相连，第四pin二极管的阴极与电源负极相连，第五节点为四分之一波长传输线和第六电容的中间节点。

本实用新型实施例提供的上述信号收发装置，切换开关通过两个pin二极管实现，能够获得更好的开关隔离度和带宽特性。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，切换开关包括：第七电容、第八电容、第九电容、第四电阻、第五电阻、第五电感、第六电感、第七电感、第五pin二极管、第六pin二极管，其中，

第七电容、第八电容、第五pin二极管以及第九电容串联连接在切换开关的第一端和第二端之间；

第四电阻和第五电感串联连接在第六节点与切换开关的控制端之间，第五电感的一端与第六节点相连，第六节点为第七电容和第八电容的中间节点；

第六pin二极管连接在第六节点和电源负极之间，第六pin二极管的阳极与第六节点相连，第六pin二极管的阴极与电源负极相连；

第六电感的一端与第七节点相连，第六电感的另一端与切换开关的控制端相连，第七节点为第八电容和第五pin二极管的中间节点；

第五电阻和第七电感串联连接在第八节点与电源正极之间，第七电感的一端与第八节点相连，第八节点为第五pin二极管和第九电容的中间节点；

第五pin二极管连接在第七节点和第八节点之间，第五pin二极管的阴极与第七节点相连，第五pin二极管的阳极与第八节点相连。

本实用新型实施例提供的上述信号收发装置，切换开关通过两个pin二极管实现，能够获得更好的开关隔离度和带宽特性，另外，在切换开关中增加一组电源，使pin二极管的零偏置变为反向偏置的截止状态，进一步改善了切换开关的性能。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，切换开关在信号收发装置发送信号时处于断开状态，在信号收发装置接收信号时处于闭合状态。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，下行发送模块包括功率放大器。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，上行接收模块包括低噪声放大器。

在一种可能的实现方式中，本实用新型实施例提供的上述信号收发装置中，电阻组件包括多个串联和/或并联的电阻。

第二方面，本实用新型实施例提供一种终端，该终端包括本实用新型实施例第一方面提供的信号收发装置。

附图说明

图1为现有技术时分双工的信号收发装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种信号收发装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种切换开关的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一切换开关的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一切换开关的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的再一切换开关的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，本实用新型实施例提供的信号收发装置，包括：下行发送模块20、切换模块21、信号收发模块22及上行接收模块23。

其中，下行发送模块20包括功率放大器pa，上行接收模块23包括低噪声放大器lna，信号收发模块22可以包括滤波器和天线。

切换模块21包括：第一环形器101、第二环形器102、切换开关103、以及电阻组件104，其中，第一环形器101的第一接口(图1中示出的第一环形器101的接口1)与下行发送模块20连接，第一环形器101的第二接口(图1中示出的第一环形器101的接口2)与信号收发模块22连接，第一环形器101的第三接口(图1中示出的第一环形器101的接口3)与第二环形器102的第一接口(图1中示出的第二环形器102的接口1)连接，第二环形器102的第二接口(图1中示出的第二环形器102的接口2)与切换开关103的第一端(图1中示出的切换开关103的端口1031)连接，第二环形器102的第三接口(图1中示出的第二环形器102的接口3)与电阻组件104连接，切换开关103的第二端(图1中示出的切换开关103的端口1032)与上行接收模块23连接。

需要说明的是，电阻组件104的一端与第二环形器102的第三接口连接，电阻组件104的另一端可以连接电源负极或者接地，其中，电阻组件104可以包括多个串联和/或并联的电阻，本实用新型实施例对此不做限定。

在图1示出的信号收发装置中，当信号收发装置工作于下行发送信号状态时，pa的控制端使pa处于工作状态，下行信号经pa放大后，经第一环形器101的第二接口输出至滤波器后，由天线发射出去。此时，切换开关103的控制端控制切换开关103断开，lna的控制端控制关闭lna，使lna不工作。由于切换开关处于断开状态，切换开关的第一端对信号呈现全反射。

此种情况下，若因滤波器和/或天线不匹配、故障导致下行信号发生反射，则反射信号可以经由“第一环形器101的第三接口→第二环形器102的第一接口→第二环形器102的第二接口→切换开关103的第一端1031→第二环形器102的第二接口→第二环形器102的第三接口”的路径传输至电阻组件104，进而被电阻组件104吸收，从而避免下行信号损坏上行链路，同时下行pa处于匹配条件下工作。

在图1示出的信号收发装置中，当信号收发装置工作于上行接收信号状态时，pa的控制端使pa处于关闭状态，lna的控制端使lna处于工作状态，切换开关103的控制端控制切换开关103闭合，此时，天线接收的上行信号经由“第一环形器101的第三接口→第二环形器102的第一接口→第二环形器102的第二接口→切换开关103的第一端1031→切换开关103的第二端1032”传输至lna，经lna放大后传输至后端进行处理。

从信号收发装置的上述工作过程可以看出，本实用新型实施例提供的信号收发装置中，pa、lna、以及切换开关的工作状态只有两种组合：组合1，lna工作、切换开关闭合、pa关闭；组合2，lna关闭、切换开关断开、pa工作。因此，lna控制端的控制信号、pa控制端的控制信号、以及切换开关的控制信号可以是同一个信号，当然也可以是2个或3个信号通过逻辑组合去控制pa、lna、以及切换开关的工作状态，本实用新型实施例对此不做限定。

具体实施时，上述信号收发装置中的切换开关103可以包括但不限于以下四种实施方式，下面结合图3-图6对本实用新型实施例提供的切换开关103的具体实施方式进行详细说明。

实施方式一

如图3所示，切换开关103包括：第一电容201、第二电容202、第一电阻204、第一电感205以及第一pin二极管206。

第一电容201和第二电容202串联连接在切换开关103的第一端1031和第二端1032之间，第一电阻204和第一电感205串联连接在第一节点a与切换开关103的控制端203之间，第一电感205的一端与第一节点a相连，第一节点a为第一电容201和第二电容202的中间节点，第一pin二极管206连接在第一节点a和电源负极207之间，第一pin二极管206的阳极与第一节点a相连，第一pin二极管206的阴极与电源负极207相连。

当信号收发装置工作于下行发送信号状态时，切换开关103的控制端203为高电平，第一pin二极管206工作于深度导通低阻抗状态，因此，切换开关103的第一端1031相当于短路，对下行信号全反射，此时切换开关103为断开状态。

当信号收发装置工作于上行接收信号状态时，切换开关103的控制端203为低电平，第一pin二极管206工作于零偏置高阻抗状态，第一pin二极管206相当于开路，因此上行信号从切换开关103的第一端1031经电容直通至第二端1032，此时切换开关103为闭合状态。

实施方式二

如图4所示，切换开关103包括：第三电容208、第二pin二极管209、第四电容210、第二电阻211、第二电感212及第三电感213。

第三电容208、第二pin二极管209以及第四电容210串联连接在切换开关103的第一端1031和第二端1032之间，第二电阻211和第二电感212串联连接在第二节点b与切换开关103的控制端203之间，第二电感212的一端与第二节点b相连，第二节点b为第三电容208和第二pin二极管209阳极的中间节点，第三电感213连接在第三节点c与电源负极207之间，第三节点c为第二pin二极管209阴极和第四电容210的中间节点。

当信号收发装置工作于下行发送信号状态时，切换开关103的控制端203为低电平，第二pin二极管209工作于零偏置高阻抗状态，因此，切换开关103的第一端1031相当于开路，对下行信号全反射，此时切换开关103为断开状态。

当信号收发装置工作于上行接收信号状态时，切换开关103的控制端203为高电平，第二pin二极管209工作于深度导通低阻抗状态，第二pin二极管209相当于短路，因此上行信号从切换开关103的第一端1031经第三电容208、第二pin二极管209和第四电容210直通至第二端1032，此时切换开关103为闭合状态。

实施方式三

如图5所示，切换开关103包括：第五电容214、四分之一波长传输线215、第六电容216、第三电阻217、第四电感218、第三pin二极管219、第四pin二极管220。

第五电容214、四分之一波长传输线215、以及第六电容216串联连接在切换开关103的第一端1031和第二端1032之间，第三电阻217和第四电感218串联连接在第四节点d与切换开关103的控制端203之间，第四电感218的一端与第四节点d相连，第四节点d为第五电容214和四分之一波长传输线215的中间节点，第三pin二极管219连接在第四节点d和电源负极207之间，第三pin二极管219的阳极与第四节点d相连，第三pin二极管219的阴极与电源负极207相连，第四pin二极管220连接在第五节点e和电源负极207之间，第四pin二极管220的阳极与第五节点e相连，第四pin二极管220的阴极与电源负极207相连，第五节点e为四分之一波长传输线215和第六电容216的中间节点。

当信号收发装置工作于下行发送信号状态时，切换开关103的控制端203为高电平，第三pin二极管219、第四pin二极管220工作于深度导通低阻抗状态，下行信号经四分之一波长传输线215阻抗变换后，第三pin二极管219和第四pin二极管220之间的阻抗无穷大，因此，切换开关103的第一端1031相当于开路，对下行信号全反射，此时切换开关103为断开状态。

当信号收发装置工作于上行接收信号状态时，切换开关103的控制端203为低电平，第三pin二极管219、第四pin二极管220工作于零偏置高阻抗状态，第三pin二极管219、第四pin二极管220相当于开路，因此上行信号从切换开关103的第一端1031经第五电容214、四分之一波长传输线215和第六电容216直通至第二端1032，此时切换开关103为闭合状态。

实施方式四

如图6所示，切换开关103包括：第七电容221、第八电容222、第五pin二极管223、第九电容224、第四电阻225、第五电感226、第六pin二极管227、第六电感228、第五电阻230、第七电感231。

第七电容221、第八电容222、第五pin二极管223以及第九电容224串联连接在切换开关103的第一端1031和第二端1032之间，第四电阻225和第五电感226串联连接在第六节点f与切换开关103的控制端203之间，第五电感226的一端与第六节点f相连，第六节点f为第七电容221和第八电容222的中间节点，第六pin二极管227连接在第六节点f和电源负极207之间，第六pin二极管227的阳极与第六节点f相连，第六pin二极管227的阴极与电源负极207相连，第六电感228的一端与第七节点g相连，第六电感228的另一端与切换开关103的控制端203相连，第七节点g为第八电容222和第五pin二极管223的中间节点，第五电阻230和第七电感231串联连接在第八节点h与电源正极229之间，第七电感231的一端与第八节点h相连，第八节点h为第五pin二极管223和第九电容224的中间节点，第五pin二极管223连接在第七节点g和第八节点h之间，第五pin二极管223的阴极与第七节点g相连，第五pin二极管223的阳极与第八节点h相连。

需要说明的是，在上述实施例中第五电阻230的一端与第七电感231连接，第五电阻230的另一端与电源正极连接，在本实用新型其它实施例中，第五电阻230的另一端也可以接入与切换开关103的控制端相反的电平信号。

当信号收发装置工作于下行发送信号状态时，切换开关103的控制端203为高电平，第五pin二极管223工作于零偏置高阻抗状态(或反向偏置高阻抗状态)，第六pin二极管227工作于深度导通低阻抗状态，因此，切换开关103的第一端1031相当于开路，对下行信号全反射，此时切换开关103为断开状态。

当信号收发装置工作于上行接收信号状态时，切换开关103的控制端203为低电平，第五pin二极管223工作于深度导通低阻抗状态，第六pin二极管227工作于零偏置高阻抗状态，第六pin二极管227相当于开路，因此上行信号从切换开关103的第一端1031经第七电容221、第八电容222、第五pin二极管223和第九电容直通至第二端1032，此时切换开关103为闭合状态。

需要说明的是，本实用新型上述实施例所列举的四种实施方式仅用于举例说明，为进一步改善切换开关的性能，本领域的人员在本实用新型的精神和原则上所做出的改进均属于本实用新型的保护范围。

另外，本实用新型实施例还提供一种终端，该终端包括本实用新型上述实施例提供的信号收发装置。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的终端，可以是网络侧设备，例如，基站，也可以是手持终端，例如，手机等。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。