一种射频前端天线切换电路、装置及终端的制作方法

1.本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种射频前端天线切换的技术。


背景技术：

2.随着5g技术的快速发展以及5g终端的应用场景越来越丰富，5g终端对信号收发的要求也越来越高。为了保证在应用场景下(比如，终端实际使用中手握在某个天线部位)的信号质量，通常5g终端中会集成多个天线，采用mimo(multi-input multi-output，多输入多输出)技术，以实现asdiv(antenna switch diversity，分集天线开关)或srs(sounding reference signal，探测参考信号)功能，可提升应用场景下的信号质量。当前，集成五天线切换方案的5g终端已成为主流。
3.现有五天线切换方案通常是采用3p3t(3-pole/3-throws，3刀3掷)射频切换开关组合，其电路原理框图如图1所示。3p3t的插入损耗较大，而且，采用3p3t射频切换开关的天线切换电路相对来说比较复杂，设计、制造成本也相对较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种射频前端天线切换的技术方案，用以至少部分解决现有的五天线切换方案的线路较复杂且插入损耗相对较大的技术问题。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种射频前端天线切换电路，其中，所述电路包括：
6.第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元和第四切换单元；其中，
7.所述第一切换单元分别与第一射频通道、第二射频通道、所述第二切换单元以及第一天线电连接；
8.所述第二切换单元分别与所述第一切换单元、所述第三切换单元、第二天线以及第三天线电连接；
9.所述第三切换单元分别与第三射频通道、第四射频通道、所述第二切换单元以及所述第四切换单元电连接；
10.所述第四切换单元分别与所述第三切换单元、第五射频通道、第四天线以及第五天线电连接。
11.可选地，其中，所述第一射频通道、所述第二射频通道、所述第三射频通道及所述第五射频通道的工作频段包括mhb频段，所述第四射频通道的工作频段包括hb频段，其中，
12.所述第一射频通道为mhb频段信号主集收发通道；
13.所述第二射频通道为mhb频段信号分集接收通道；
14.所述第三射频通道为b1/n1频段和/或b41/n41频段信号mimo分集接收通道；
15.所述第五射频通道为b1/n1频段和/或b41/n41频段信号mimo主集接收通道；
16.所述第四射频通道为b41/n41频段信号主集收发通道。
17.可选地，其中，所述第一切换单元包括：
18.第一dpdt射频开关，其中，
19.所述第一dpdt射频开关的两个输入端分别与所述第一射频通道及所述第二射频通道一一对应电连接；
20.所述第一dpdt射频开关的一个输出端与所述第一天线电连接，另一个输出端与所述第二切换单元电连接。
21.可选地，其中，所述第二切换单元包括：
22.第二dpdt射频开关，其中，
23.所述第二dpdt射频开关的一个输入端与所述第一切换单元电连接，另一个输入端与所述第三切换单元电连接；
24.所述第二dpdt射频开关的两个输出端分别与所述第二天线及所述第三天线一一对应电连接。
25.可选地，其中，所述第三切换单元包括：
26.第三dpdt射频开关，其中，
27.所述第三dpdt射频开关的两个输入端分别与所述第三射频通道及所述第四射频通道一一对应电连接；
28.所述第三dpdt射频开关的一个输出端与所述第二切换单元电连接，另一个输出端与所述第四切换单元电连接。
29.可选地，其中，所述第四切换单元包括：
30.第四dpdt射频开关，其中，
31.所述第四dpdt射频开关的一个输入端与所述第三切换单元电连接，另一个输入端与所述第五射频通道电连接；
32.所述第四dpdt射频开关的两个输出端分别与所述第四天线及所述第五天线一一对应电连接。
33.根据本技术的另一个方面，提供了一种射频前端天线切换装置，其中，所述装置包括上述的电路。
34.根据本技术的又一方面，提供了一种终端，其中，所述终端包括上述的装置。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
36.采用四个切换单元构建射频前端的五天线切换方案，与现有五天线切换方案相比较，可降低五天线切换电路的复杂度，减少插入损耗，且可降低供应链要求及成本，具有较高性价比和市场价值。
附图说明
37.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
38.图1示出本技术一个方面的一种射频前端天线切换电路的结构示意图；
39.图2示出本技术一个方面的一个可选实施例的一种射频前端天线切换电路的结构示意图；
40.图3示出现有的一种射频前端天线切换电路结构示意图；
41.附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
42.以下将结合示意图对本发明所提供的一种射频前端天线切换电路、装置及终端的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。其中表示了本发明的可选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
43.如图1所示本技术一个方面的一种射频前端天线切换电路的结构原理示意图，其中，所述电路包括：
44.第一切换单元100、第二切换单元200、第三切换单元300和第四切换单元400；其中，
45.所述第一切换单元100分别与第一射频通道11、第二射频通道12、所述第二切换单元200以及第一天线21电连接；
46.所述第二切换单元200分别与所述第一切换单元100、所述第三切换单元300、第二天线22以及第三天线23电连接；
47.所述第三切换单元300分别与第三射频通道13、第四射频通道14、所述第二切换单元200以及所述第四切换单元400电连接；
48.所述第四切换单元400分别与所述第三切换单元300、第五射频通道15、第四天线24以及第五天线25电连接。
49.该电路可应用于5g终端的射频前端方案中。
50.其中，第一切换单元100、第二切换单元200、第三切换单元300和第四切换单元400都可在至少两个工作状态间切换，各切换单元的工作状态可根据其收到的控制信号确定，各切换单元的工作状态可以根据各天线信号质量自动实现切换，确保射频信号收发质量，实现相应功能。比如：
51.当第一切换单元100处于状态1时，第一射频通道11通过第一切换单元100与第一天线21连通；当第一切换单元100处于状态2时，第二射频通道12通过第一切换单元100与第一天线21连通。
52.当第一切换单元100处于状态1且第二切换单元处于状态1时，第二射频通道12通过第一切换单元100、第二切换单元200与第二天线22连通；当第一切换单元100处于状态1且第二切换单元200处于状态2时，第二射频通道12通过第一切换单元100、第二切换单元200与第三天线23连通；当第一切换单元100处于状态2且第二切换单元200处于状态1时，第一射频通道11通过第一切换单元100、第二切换单元200与第二天线22连通；当第一切换单元100处于状态2且第二切换单元200处于状态2时，第一射频通道11通过第一切换单元100、第二切换单元200与第三天线23连通。
53.当第三切换单元300处于状态1且第二切换单元200处于状态1时，第三射频通道13通过第三切换单元300、第二切换单元200与第三天线23连通；当第三切换单元300处于状态1且第二切换单元200处于状态2时，第三射频通道13通过第三切换单元300、第二切换单元200与第二天线22连通；当第三切换单元300处于状态2且第二切换单元200处于状态1时，第四射频通道14通过第三切换单元300、第二切换单元200与第三天线23连通；当第三切换单元300处于状态2且第二切换单元200处于状态2时，第四射频通道14通过第三切换单元300、
第二切换单元200与第二天线22连通。
54.当第三切换单元300处于状态1且第四切换单元400处于状态1时，第四射频通道14通过第三切换单元300、第四切换单元400与第四天线24连通；当第三切换单元300处于状态1且第四切换单元400处于状态2时，第四射频通道14通过第三切换单元300、第四切换单元400与第五天线25连通；当第三切换单元300处于状态2且第四切换单元400处于状态1时，第三射频通道13通过第三切换单元300、第四切换单元400与第四天线24连通；当第三切换单元300处于状态2且第四切换单元400处于状态2时，第三射频通道13通过第三切换单元300、第四切换单元400与第五天线25连通。
55.当第四切换单元400处于状态1时，第五射频通道15通过第四切换单元400与第五天线25连通；当第四切换单元400处于状态2时，第五射频通道15通过第四切换单元400与第四天线24连通。
56.为了快速覆盖，各运营商在5g网络建设初期，都是先基于已建成的4g核心网络来部署5g网络，称之为nsa(non-standalone，非独立组网)网络模式。当前绝大多数5g终端多支持nsa网络模式。在国内的nsa网络模式下，4g信号主要在中频范围内的b1频段和/或高频范围内的b41频段，5g信号主要在中频范围内的n1频段和/或高频范围内的n41频段。
57.一个可选实施例中，所述第一射频通道11、所述第二射频通道12、所述第三射频通道13及所述第五射频通道15的工作频段包括mhb(middle-high band，中高频段)频段，所述第四射频通道14的工作频段包括hb(high band，高频段)频段，其中，
58.所述第一射频通道11为mhb频段信号主集收发通道；
59.所述第二射频通道12为mhb频段信号分集接收通道；
60.所述第三射频通道13为b1/n1频段和/或b41/n41频段信号mimo分集接收通道；
61.所述第五射频通道15为b1/n1频段和/或b41/n41频段信号mimo主集接收通道；
62.所述第四射频通道14为b41/n41频段信号主集收发通道。
63.如图2所示的一个可选实施例的一种射频前端天线切换电路的结构示意图，其中，
64.第一切换单元100包括第一dpdt射频开关110，其中，
65.该第一dpdt射频开关110的两个输入端111及112分别与第一射频通道11及第二射频通道12一一对应电连接；
66.该第一dpdt射频开关110的一个输出端113与第一天线21电连接，另一个输出端114与第二切换单元200电连接。
67.第二切换单元200包括第二dpdt射频开关210，其中，
68.该第二dpdt射频开关210的一个输入端211与第一切换单元100电连接，另一个输入端212与第三切换单元300电连接；
69.该第二dpdt射频开关210的两个输出端213及214分别与第二天线22及第三天线23一一对应电连接。
70.第三切换单元300包括第三dpdt射频开关310，其中，
71.该第三dpdt射频开关310的两个输入端311及312分别与第三射频通道13及第四射频通道14一一对应电连接；
72.第三dpdt射频开关310的一个输出端313与第二切换单元200电连接，另一个输出端314与第四切换单元400电连接。
mimo信号通道；当第二dpdt射频开关210工作在某一状态(状态1)、第三dpdt射频开关310工作在另一状态(状态2)时，第四射频通道14、第二dpdt射频开关210、第三dpdt射频开关310与第三天线23构建成b41/n41 drx mimo信号通道。
83.图3所示的现有的一种射频前端天线切换电路中，第一射频切换开关1000和第二射频切换开关2000都采用的是3p3t射频开关。与图3相比较，图2所示的一个可选实施例的一种射频前端天线切换电路的插入损耗会减少一半，使得插入损耗得到优化。比如，若图3中的3p3t射频开关选型是卓胜微的mxd8539s，而图2中的dpdt射频开关选型是昂瑞微的om8792f，则单个3p3t射频开关的插入损耗约为0.7db，而单个dpdt射频开关的插入损耗只有约为0.35db。
84.基于该电路，射频前端还可实现mb～b41范围内的ca(carrier aggregation，载波聚合)、b41 4*4mimo及asdiv信号通道。其中，mb范围不包括b1频段。
85.其中，根据各自接收到的控制信号，当第一dpdt射频开关110工作在某一状态(状态1)、第二dpdt射频开关210工作在某一状态(状态1)时，第一射频通道11、第一dpdt射频开关110与第一天线21构建成mb ca prx信号通道；第二射频通道12、第一dpdt射频开关110、第二dpdt射频开关210与第二天线22构建成mb/b41ca drx信号通道。其中，asdiv信号通道实现方式与上述的射频前端b1 4*4mimo信号通道的实现方式相同，在此，不再赘述。其中，b41 4*4mimo及asdiv信号通道的实现方式与上述的射频前端n41 asdiv及srs信号通道的实现方式相同，在此，不再赘述。
86.基于该电路，射频前端还可实现mb～n41范围内的dc(dual-connectivity，双链接)、n41 srs、4*4mimo及asdiv信号通道。其中，mb范围不包括b1频段。
87.其中，mb～n41范围内的dc信号通道实现方式与上述的ca信号通道的实现方式相同，在此，不再赘述。其中，n414*4mimo、asdiv及srs信号通道实现方式与上述的射频前端n41 4*4mimo、asdiv及srs信号通道的实现方式相同，在此，不再赘述。
88.本发明的一个实施例提供了一种装置，其中，该装置包括上述实施例和/或可选实施例中所述的天线切换电路。
89.本发明的另一个实施例提供了一种终端，其中，该终端包括上述实施例中的所述装置，所述终端应支持5g nsa网络，可以是但不限于：手机、电视机、音响设备、平板电脑、便携式电脑、可穿戴设备等，在此不作一一列举，其它现有或今后可能出现的终端设备如适用于本技术也应包含在本技术请求的保护范围内，在此，以引用的方式包含于此。
90.需要说明的是，上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，并不对本发明起到任何限制作用。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
91.此外，显然“包括”一词不排除其他可能的组成部件、单元或电路，单数不排除复
数。权利要求中陈述的多个组成部件、单元或电路也可以以一个组成部件、单元或电路来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。