一种射频系统和电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种射频系统和电子设备。


背景技术：

2.北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system，bds)是中国自主研发的一个卫星导航系统，能为世界各地的用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。北斗系统除了为全球用户提供定位、测速、授时的基本服务外，还提供了全球短报文通信服务，即可以实现rdss(radio determination satellite service，无线电测定卫星服务)功能。短报文功能是目前北斗系统特有的、gps不具备的一项技术突破。卫星定位终端和北斗卫星或北斗地面服务站之前能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，而gps只能单向传递，即仅能支持终端从卫星接收位置信号。
3.目前支持北斗rdss功能的系统，一般都是专用的系统装置，常用在渔船、火车或者军工武器等领域。随着北斗卫星导航系统的布网完善及北斗系统的推广应用，越来越多的大众产品，尤其是手机产品，也需要导入北斗的短报文通信功能，以便应对紧急救援、野外通信、航海通信等需求。在移动终端上北斗功能的硬件占用空间大。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种射频系统和电子设备，旨在解决现有技术中移动终端上北斗功能的硬件占用空间大的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种射频系统，应用于移动终端，包括：
6.北斗芯片，用于收发北斗卫星通信系统的第一频段的射频数据；
7.射频收发器件，用于收发蜂窝移动通信系统的第二频段的射频数据；
8.收发通路，所述收发通路的一端可切换地与所述北斗芯片或射频收发器件相连，所述收发通路的另一端与天线相连，用于对第一频段或第二频段的射频数据进行收发操作。
9.进一步的，所述北斗芯片具有第一发送端口和第一接收端口；
10.所述射频收发器件具有第二发送端口和第二接收端口；
11.所述收发通路包括发射电路和接收电路，其中：
12.所述发射电路的一端可切换地与第一发送端口或第二发送端口相连，所述发射电路的另一端与天线相连，用于发送第一频段或第二频段的射频数据；
13.所述接收电路的一端可切换地与第一接收端口或第二接收端口相连，所述接收电路的另一端与天线相连，用于接收第一频段或第二频段的射频数据。
14.进一步的，所述发射电路包括功率放大器和第一滤波电路，其中：
15.所述功率放大器，所述功率放大器的一端可切换地与第一发送端口或第二发送端口相连，所述功率放大器的另一端与所述第一滤波电路的一端相连，用于对第一频段或第二频段的射频信号进行放大处理；
16.所述第一滤波电路，所述第一滤波电路的另一端与所述天线相连，用于对放大处理后的第一频段或第二频段的射频信号进行滤波处理，并将滤波处理后的射频信号通过天线发出。
17.进一步的，所述接收电路包括低噪声放大器和第二滤波电路，其中：
18.所述第二滤波电路的一端与所述天线相连，用于将从天线接收的第一频段或第二频段的射频信号进行滤波处理；
19.所述低噪声放大器，所述低噪声放大器的一端可切换地与第一接收端口或第二接收端口相连，所述低噪声放大器的另一端与所述第二滤波电路的另一端相连，用于将滤波处理后的射频信号进行放大处理，并将放大处理后的射频信号通过第一接收端口或第二接收端口发出。
20.进一步的，所述系统还包括：
21.合路器具有两个第一端和一个第二端；其中所述合路器的一第一端与发射电路的另一端相连，所述合路器的另一第一端与接收电路的另一端相连，所述合路器的第二端与天线相连，用于将发射电路的射频信号和接收电路的射频信号进行合路处理。
22.进一步的，所述系统还包括：
23.第一开关器件，所述第一开关器件具有两个第一端和一个第二端，所述第一开关器件的一第一端与所述北斗芯片相连，所述第一开关器件的另一第一端与所述射频收发器件相连，所述第一开关器件的第二端与所述发射电路相连，用于控制所述第一开关器件的一个第一端与一个第二端之间处于导通状态；
24.和/或，
25.第二开关器件，所述第二开关器件具有两个第一端和一个第二端，所述第二开关器件的一第一端与所述北斗芯片相连，所述第二开关器件的另一第一端与所述射频收发器件相连，所述第一开关器件的第二端与所述接收电路相连，用于控制所述第一开关器件的一个第一端与一个第二端之间处于导通状态。
26.进一步的，所述系统还包括：
27.处理器，用于收发无线电测定卫星服务rdss数据；
28.所述北斗芯片，还用于对第一频段的射频数据进行协议转换，得到rdss数据；以及，对接收到的rdss数据进行协议转换，得到第一频段的射频数据。
29.进一步的，所述处理器，具有第一控制接口和第二控制接口，所述第一控制接口与所述第一开关器件相连，所述第二控制接口与第二开关器件相连，用于输出第一控制信号和第二控制信号，其中所述第一控制信号用于控制第一开关器件的导通状态，所述第二控制信号用于控制第二开关器件的导通状态
30.进一步的，所述系统还包括：
31.显示装置，与所述处理器相连，用于显示所述rdss数据。
32.一种电子设备，包括上文任一所述的射频系统。
33.本实用新型技术方案中，收发通路可以对北斗芯片收发的第一频段的射频数据或射频收发器件收发的第二频段的射频数据进行传输操作，使得北斗卫星通信系统和蜂窝移动通信系统共同该收发通路。可以有效的节省电路板的面积，减低生产成本。。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
35.图1为相关技术中支持北斗rdss功能的装置的示意图；
36.图2为本技术实施例提供的射频系统的示意图；
37.图3为图2所示系统的另一示意图；
38.图4(a)为图3所示系统中发射电路的示意图；
39.图4(b)为图3所示系统中接收电路的示意图；
40.图5为图3所示系统的另一示意图；
41.图6为图3所示系统的又一示意图；
42.图7为图3所示系统的再一示意图；
43.图8为本技术实施例提供的射频系统的应用示意图。
具体实施方式
44.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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作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。
46.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
50.图1为相关技术中支持北斗rdss功能的装置的示意图。如图1所示，使用rdss模块，
其占用pcb面积大，成本高，不能直接部署到移动终端(如，手机)，另外，由于具有成本高，体积大，操作复杂，普及难度大等缺点，不具有良好的通用性。
51.基于上述分析，本技术实施例提供一种通用性高，且具有成本低，占用pcb面积小，在普通手机上实现北斗rdss功能的系统。
52.图2为本技术实施例提供的射频系统的示意图。如图2所示，所述系统应用于移动终端，包括：
53.北斗芯片，用于收发北斗卫星通信系统的第一频段的射频数据；
54.射频收发器件，用于收发蜂窝移动通信系统的第二频段的射频数据；
55.收发通路，所述收发通路的一端可切换地与所述北斗芯片或射频收发器件相连，所述收发通路的另一端与所述天线相连，用于对第一频段或第二频段的射频数据进行收发操作。
56.在图2所示结构中，北斗芯片可以为北斗三号全功能安全芯片soc，该北斗芯片集成收发射频通道于一体，可实现高可靠北斗短信收发、高精度北斗授时等功能；
57.其中，该北斗芯片可以为海格北斗生成的的海豚三号导航soc芯片，或者，华力创通的hbp2012等厂家生产的其他soc。
58.在图2所示结构中，射频收发器件为移动终端常规设置的器件，用于完成蜂窝移动通信数据的射频信号的收发。
59.在图2所示结构中，收发通路为移动终端常规设置的信号传输结构，用于对射频信号进行发送和接收。具体的，收发通路可以待发送的射频信号进行放大和滤波处理后通过天线发出；以及，从天线接收射频信号并通过滤波和放大处理后发送给处理器。
60.在本技术实施例中，由于收发通路可切换地连接于北斗芯片和射频收发器件，因此，可以对北斗芯片收发的第一频段的射频数据或射频收发器件收发的第二频段的射频数据进行传输操作，使得北斗卫星通信系统和蜂窝移动通信系统共同该收发通路。
61.本技术实施例提供的系统，收发通路可以对北斗芯片收发的第一频段的射频数据或射频收发器件收发的第二频段的射频数据进行传输操作，使得北斗卫星通信系统和蜂窝移动通信系统共同该收发通路，可以有效的节省电路板的面积，减低生产成本。
62.图3为图2所示系统的另一示意图。如图3所示，所述北斗芯片具有第一发送端口和第一接收端口；
63.所述射频收发器件具有第二发送端口tx2和第二接收端口；
64.所述收发通路包括发射电路和接收电路，其中：
65.所述发射电路的一端可切换地与第一发送端口或第二发送端口tx2相连，所述发射电路的另一端与天线相连，用于发送第一频段或第二频段的射频数据；
66.所述接收电路的一端可切换地与第一接收端口rx1或第二接收端口rx2相连，所述接收电路的另一端与天线相连，用于接收第一频段或第二频段的射频数据。
67.在图3所示结构中，北斗芯片的第一发送端口tx1用于向收发通路输出的第一频段的待发送射频数据，所述第一接收端口rx1用于从收发通路接收第一频段的射频数据。
68.在图3所示结构中，射频收发器件的第二发送端口tx2用于向收发通路输出第二频段的待发送射频数据，所述第二接收端口rx2用于从收发通路接收第二频段的射频数据。
69.在图3所示结构中，收发通路的发射电路可切换地与第一发送端口tx1或第二发送
端口tx2相连，因此，发射电路通过第一发送端口tx1或第二发送端口tx2可以得到第一频段或第二频段的待发送射频数据，并通过天线将待发送射频数据发送出去；同理，收发通路的接收电路可切换地与第一接收端口rx1或第二接收端口rx2相连，因此，接收电路在从天线得到第一频段或第二频段的射频数据后，可以通过第一接收端口rx1或第二接收端口rx2将接收的射频数据发送给北斗芯片或射频收发器。
70.从图3所示结构可知，在北斗卫星通信系统和蜂窝移动通信系统共同该收发通路的前提下，通过为北斗芯片和射频收发器分别设置各自的发送端口和接收端口，可以实现二者的信号传输的相互独立性。进一步的，收发通路设置有发射电路和接收电路，可以实现数据的发送和接收过程相互独立，提高数据处理效率。
71.图4(a)为图3所示系统中发射电路的示意图。如图4(a)所示，所述发射电路包括功率放大器(power amplifier，pa)和第一滤波电路，其中：
72.所述功率放大器的一端可切换地与第一发送端口tx1或第二发送端口tx2相连，所述功率放大器的另一端与所述第一滤波电路的一端相连，用于对第一频段或第二频段的射频信号进行放大处理；
73.所述第一滤波电路的另一端与所述天线相连，用于对放大处理后的第一频段或第二频段的射频信号进行滤波处理，并将滤波处理后的射频信号通过天线发出。
74.图4(b)为图3所示系统中接收电路的示意图。如图4(b)所示，所述接收电路包括低噪声放大器(low noise amplifier，lna)和第二滤波电路，其中：
75.所述第二滤波电路的一端与所述天线相连，用于将从天线接收的第一频段或第二频段的射频信号进行滤波处理；
76.所述低噪声放大器，所述低噪声放大器的一端可切换地与第一接收端口rx1或第二接收端口rx2相连，所述低噪声放大器的另一端与所述第二滤波电路的另一端相连，用于将滤波处理后的射频信号进行放大处理，并将放大处理后的射频信号通过第一接收端口rx1或第二接收端口rx2发出。
77.图5为图3所示系统的另一示意图。如图5所示，所述系统还包括：
78.合路器具有两个第一端和一个第二端；其中所述合路器的一第一端与发射电路的另一端相连，所述合路器的另一第一端与接收电路的另一端相连，所述合路器的第二端与天线相连，用于将发射电路的射频信号和接收电路的射频信号进行合路处理。
79.合路器为将发送信号和接收信号合路为一个路径，只需要一根天线即可完成收发功能，减少天线数量，并降低硬件所占空间，提高系统集成度。
80.图6为图3所示系统的又一示意图。如图6所示，所述系统还包括：
81.第一开关器件，所述第一开关器件具有两个第一端和一个第二端，所述第一开关器件的一第一端与所述北斗芯片相连，所述第一开关器件的另一第一端与所述射频收发器件相连，所述第一开关器件的第二端与所述发射电路相连，用于控制所述第一开关器件的一个第一端与一个第二端之间处于导通状态；
82.和/或，
83.第二开关器件，所述第二开关器件具有两个第一端和一个第二端，所述第二开关器件的一第一端与所述北斗芯片相连，所述第二开关器件的另一第一端与所述射频收发器件相连，所述第一开关器件的第二端与所述接收电路相连，用于控制所述第一开关器件的
一个第一端与一个第二端之间处于导通状态。
84.上述第一开关器件和第二开关器件可以为spdt(single-pole,double-throw，单刀双掷)或dpdt(double-pole,double-throw，双刀双掷)。
85.通过第一开关器件的控制，可以实现北斗芯片和射频收发器中一个与发射电路相连，即实现发射电路发送第一频段或第二频段的射频信号；同理，通过第二开关器件的控制，可以实现北斗芯片和射频收发器中一个与接收电路相连，即实现接收电路接收第一频段或第二频段的射频信号。
86.图7为图3所示系统的再一示意图。如图7所示，所述系统还包括：
87.处理器，用于收发rdss数据；
88.所述北斗芯片，还用于对第一频段的射频数据进行协议转换，得到rdss数据；以及，对接收到的rdss数据进行协议转换，得到第一频段的射频数据。
89.在图7所示系统，处理器为移动终端内置的处理器，能够对所收发的数据进行处理，以供用户使用。
90.具体的，处理器和北斗芯片可以通过串口进行通信，实现数据的交互。另外，北斗芯片可以将从收发通路接收的射频数据转换为符合串口的通信协议的数据，以便与处理器进行数据交互，以及，将从处理器接收的rdss数据转换为第一频段的射频数据以便利用收发通路发送出去。
91.进一步的，所述处理器，具有第一控制接口和第二控制接口，所述第一控制接口与所述第一开关器件相连，所述第二控制接口与第二开关器件相连，用于输出第一控制信号和第二控制信号，其中所述第一控制信号用于控制第一开关器件的导通状态，所述第二控制信号用于控制第二开关器件的导通状态
92.具体的，该第一控制接口和第二控制接口可以为gpio接口。
93.处理器通过第一控制接口控制第一开关器件的导通状态，通过第二控制接口控制第二开关器件的导通状态，以实现对北斗芯片或射频收发器件通过收发通路进行数据收发操作。
94.可选的，所述系统还包括：
95.显示装置，与所述处理器相连，用于显示所述rdss数据。
96.下面以具体应用场景为例对本技术实施例提供的系统进行说明：
97.图8为本技术实施例提供的射频系统的应用示意图。如图8所示，所述系统，应用于移动终端，该移动终端包括显示屏、摄像头、基带处理器、射频收发器和音频模块等，还外置增加了一套独立的北斗rdss电路，以支持北斗短报文系统。
98.在图8所示结构中，与常规的移动终端的系统结构相比，新增了支持北斗的全功能基带soc及其外置电路，框图中关于rdss功能的各个器件的功能作用如下：
99.北斗三号全功能soc：集成收发射频通道于一体，可实现高可靠北斗短信收发、高精度北斗授时等功能；该soc可以将接受到的短报文信息，完成解调后，通过uart串口发送给基带处理器，基带处理器完成uart的字符串解析，最终在屏幕上以文字形式呈现出最终的rdss报文；或者将基带处理器通过uart串口发过来的文字信息，即需要发送的短信内容，调整成rdss射频信号，然后经由pa放大后，在辐射出去，直到北斗卫星接收到该信号，进而转发给到其他的rdss用户，完成整个rdss短报文的收发流程；本方案以海格北斗的海豚三
号导航soc芯片为例进行设计，实际应用中，也可更换为华力创通的hbp2012等厂家的其他soc，基本原理及应用方法跟本方案类似；
100.sdpt0用于选择是蜂窝工作还是rdss工作，例如，可以选择是蜂窝的中频信号的射频链路(如b3/b4等)还是rdss射频链路。在选通对应射频链路后，pa正常工作，将对应的射频信号，通过天线辐射出去；常规默认是蜂窝链路工作状态，只有触发了rdss模式后，才会选通rdss电路；
101.sdpt1用于选择是蜂窝工作还是rdss工作。例如，可以选择是蜂窝的高频信号的射频链路(如b41/b53等)还是rdss射频链路，即选择是蜂窝工作还是rdss工作；选通对应模块后，lna正常工作，将天线接收到的信号进行放大，然后交给射频收发器或者北斗专用soc进行解调；常规默认是蜂窝链路工作状态，只有触发了rdss模式后，才会选通rdss电路；
102.滤波器为带通滤波器，可以滤除带外信号，保证辐射杂散满足要求或者保证输入lna的带外信号较小，不会阻塞lna：
103.合路器为将tx/rx信号合路为一个路径，只需要一根天线即可完成tx/rx功能，减少天线数量及手机空间；
104.其中，pa模块可选择lxk6618，其最大输出功率可以达到37dbm(5w)，可以满足rdss系统及蜂窝的要求；lna模块，可以选择bga824，其噪声系数为0.55，可以满足rdss系统及蜂窝的要求。
105.图8为本技术实施例提供的rdss信号的传输示意图。如图8所示，支持rdss功能的手机，在实际工作的时候，先通过手机ui界面，进入到专门的app，编辑对应的文字信息(rdss目前只能传输文字信息)，编辑完成后，北斗sou将对应的信息进行调制及编码加密，然后发送到太空的北斗卫星，北斗卫星接收到信号后，经过解密解调，然后把对应报文发送给地面监控中心，地面监控中心再将对应报文加密后发送给到太空中的北斗卫星，北斗卫星接收到对应信号后，再转发对应信息给到对应支持rdss功能的手机或者其他专用的rdss装置。
106.本技术实施例还提供一种电子设备，包括上文任一所述的射频系统。
107.综上所述，本技术实施例提供的方案，具有如下优势，包括：
108.增加了北斗短报文rdss功能(目前暂未手机产品实现)；在没有运营商覆盖到的场地(如航海、野外、沙漠等)，或者出现运营设备异常(如地震、洪灾等)没有电信信号覆盖的时候，可以使用手机的rdss功能进行位置信息共享，或者通过rdss短报文功能，完成主要信息的交互，而不需要专用设备，非常方便；
109.北斗芯片的发送功能与射频收发器的中频发送功能共享发射电路，可以默认蜂窝的中频可以正常工作；在触发rdss功能时，通过第一开关器件切换到rdss链路，做到了器件复用，可以节省pcb面积及bom成本。在实际应用中，pcb面积节省约20mm2左右，成本节省0.5美金以上。
110.北斗芯片的接收功能与射频收发器的高频接收功能共享接收电路。可以默认蜂窝的高频可以正常工作；在触发rdss功能时，通过sdpt开关切换到rdss链路，做到了器件复用，可以节省pcb面积及bom成本。在实际应用中，pcb面积节省约10mm2左右，成本节省0.2美金以上。
111.rdss的天线跟蜂窝的中高频共天线，可以提高手机的集成度及主板利用率，并可
以节省手机的天线成本，如接触弹片和lds走线等，估计节省0.5美元左右。
112.根据器件特性及链路插损计算，本方案rdss可以实现下述指标：
113.l 频段 (1610～1626.5mhz) 发射功率 37dbm
±
1db
114.s 频段 (2483.5～2500mhz) 接收灵敏度
ꢀ‑
127.6dbm
115.对于蜂窝来说，指标可以满足3gppp要求。
116.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。