CN111669199A - 功率检测电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种功率检测电路及电子设备，该功率检测电路包括：与射频收发器电连接K个射频收发模块；K个射频收发模块分别与第一开关模组的K个第一端口电连接；第一开关模组的第二端口与定向耦合器的第一端电连接，第一开关模组的第三端口与N个第二天线电连接，第一开关模组可在多个状态之间进行切换，以使任一第一端口与第二端口电连接或者与第三端口电连接；定向耦合器的第二端通过第二开关模组与M个第一天线电连接，定向耦合器的第三端与射频收发器电连接；N个第二天线中的天线的发射功率可根据M个第一天线中的天线的发射功率和预设插损值确定；K、M和N均为正整数，且K大于1。这样可以降低功率检测电路的设计成本。

Description

功率检测电路及电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种功率检测电路及电子设备。

背景技术

目前，天线的功率检测方法，一般是通过定向耦合器耦合到射频收发机的功率检测模块，不同功率转化为不同的ADC值，再把功率与ADC值的对应关系写到电子设备上，以便电子设备实现不同功率等级的调用。比如，针对做一个频段的2T4R，则需要两个射频收发模块，每一射频收发模块需要设置一个定向耦合器，以实现该射频收发模块的功率检测；如果是多个频段的2T4R，每一个射频收发模块都需要设置定向耦合器以实现功率检测。

可见，现有的天线结构的功率检测方案存在设计成本高的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种功率检测电路及电子设备，能够解决现有的天线结构的功率检测方案存在设计成本高的问题。

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种功率检测电路，应用于电子设备，所述功率检测电路包括：射频收发器、K个射频收发模块、第一开关模组、第二开关模组、定向耦合器、M个第一天线和N个第二天线；

所述射频收发器包括K个发射端口和K个接收端口，K个所述发射端口分别电连接K个所述射频收发模块，K个所述接收端口分别电连接K个所述射频收发模块；

K个所述射频收发模块分别与所述第一开关模组的K个第一端口电连接；

所述第一开关模组的第二端口与所述定向耦合器的第一端电连接，所述第一开关模组的第三端口与所述N个第二天线电连接，所述第一开关模组可在多个状态之间进行切换，以使任一所述第一端口与所述第二端口电连接或者与所述第三端口电连接；

所述定向耦合器的第二端通过所述第二开关模组与所述M个第一天线电连接，所述定向耦合器的第三端与所述射频收发器电连接；

其中，所述M个第一天线中的天线的发射功率可基于所述定向耦合器确定，所述N个第二天线中的天线的发射功率可根据所述M个第一天线中的天线的发射功率和预设插损值确定；K、M和N均为正整数，且K大于1。

第二方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述功率检测电路。

在本申请实施例中，M个第一天线中的天线的发射功率可基于所述定向耦合器确定，进而在通过定向耦合器确定M个第一天线中的天线的发射功率的情况下，可以基于信号在该第一天线发射相较于信号在N个第二天线中的特定天线发射的预设插损值，来确定N个第二天线中的特定天线的发射功率，从而实现利用一个定向耦合器，检测信号在各天线的发射功率，并保证发射功率检测的精度；且由于仅需设置一个定向耦合器，相较于对应每个射频收发模块设置一个定向耦合器，还可以有效节省定向耦合器的设置个数，并降低功率检测电路的设计成本。

附图说明

图1是本申请实施例提供的功率检测电路的结构图之一；

图2是本申请实施例提供的射频收发模块的结构图；

图3是本申请实施例提供的功率检测电路的结构图之二；

图4是本申请实施例提供的功率检测电路的结构图之三；

图5是本申请实施例提供的功率检测方法的流程图。

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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示，本申请实施例提供一种功率检测电路，应用于电子设备，该功率检测电路包括：射频收发器10、K个射频收发模块20、第一开关模组30、第二开关模组40、定向耦合器50、M个第一天线60和N个第二天线70；

射频收发器10包括K个发射端口和K个接收端口，K个发射端口分别电连接K个射频收发模块20，K个接收端口分别电连接K个射频收发模块20；

K个射频收发模块20分别于第一开关模块30的K个第一端口31电连接；

第一开关模组30的第二端口32与定向耦合器50的第一端电连接，第一开关模组30的第三端口33与N个第二天线70电连接，第一开关模组30可在多个状态之间进行切换，以使任一第一端口31与第二端口32电连接或者与第三端口33电连接；

定向耦合器50的第二端通过第二开关模组40与M个第一天线60电连接，定向耦合器50的第三端与射频收发器10电连接；

其中，M个第一天线60中的天线的发射功率可基于定向耦合器50确定，N个第二天线70中的天线的发射功率可根据M个第一天线60中的天线的发射功率和预设插损值确定；K、M和N均为正整数，且K大于1。

在本实施方式中，由于信号在第二天线70的发射功率和信号在第一天线60的发射功率之间的差异，本质上是第二天线70与其对应的射频收发模块之间的第一线路的损耗与第一天线60与其对应的射频收发模块之间的第二线路的损耗之间的差异，并且由于第一线路和第二线路之间的差异为无源损耗的差异，因此在第一线路和第二线路的连接方式确定的情况下，第一线路和第二线路之间的损耗差异也是确定的，基于此可以通过信号在第一天线的发射功率以及损耗差异来推算出信号在第二天线的发射功率。

在本申请中，第一线路包括第一开关模组30、定向耦合器50、第二开关模组40以及连接馈线等；第二线路包括第一开关模组30和连接馈线等。

本申请中，M个第一天线60中的天线的发射功率可基于所述定向耦合器50确定，进而在通过定向耦合器50确定M个第一天线60中的天线的发射功率的情况下，可以基于信号在该第一天线发射相较于信号在N个第二天线70中的特定天线发射的预设插损值，来确定N个第二天线70中的特定天线的发射功率，从而实现利用一个定向耦合器50，检测信号在各天线的发射功率，并保证发射功率检测的精度；且由于仅需设置一个定向耦合器50，相较于对应每个射频收发模块设置一个定向耦合器50，还可以有效节省定向耦合器50的设置个数，并降低功率检测电路的设计成本。

需要说明的是，预设插损值可以基于第一线路和第二线路之间的损耗确定，具体的，预设插损值可以第一线路和第二线路之间的损耗。

比如，信号在第一天线60中的天线ANT3发射的损耗比信号在第二天线70中的天线ANT4发射的损耗大1db。当信号在天线ANT4发射，且需要功率检测时，先将信号切换到天线ANT3进行检测，射频收发器10根据功率检测值，得知当前信号在天线ANT3发射时，射频收发器10的功率等级满足基站要求，将信号切回天线ANT4时，将射频收发器10的功率等级提升1db才能满足基站要求，从而实现信号在天线ANT4上发射时的功率检测。

其中，信号在天线ANT4发射的损耗是根据第一线路和第二线路的插损的差异确定的，用于控制射频收发器10改变功率等级，以便实现信号在天线ANT4上发射时的功率检测。

其中，在N大于1的情况下，功率检测电路还可以包括第三开关模组80，第一开关模组30的第三端口33可以通过第三开关模组80与N个第二天线70电连接，以便对应的射频收发模块与第二天线70中的天线电连接，并实现对应的第二天线70中的各天线的功率检测。

可选的，功率检测电路还包括衰减模块91，定向耦合器50的第三端可以通过衰减模块91与射频收发器10电连接，以对从定向耦合器50耦合过来的信号进行衰减，改善射频信号的功率检测精度。

可选的，功率检测电路还包括第一射频接收模块92，第一射频接收模块92的一端与射频收发器10电连接，另一端通过第二开关模组40与M个第一天线60电连接，以实现M个第一天线60中的天线接收到的射频信号，通过第一射频接收模块92传输至射频收发器10中，实现天线信号的收发功能；其中，第一射频接收模块92的数量可以和第一天线的数量一致，即可以设置M个第一射频接收模块92；也可以仅设置一个第一射频接收模块92，并通过第二开关模组40的状态切换，以便使M个第一天线60中的天线接收到的射频信号均可以通过第一射频接收模块92传输至射频收发器10中，实现天线信号的收发功能。

可选的，功率检测电路还包括第二射频接收模块93，第二射频接收模块93的一端与射频收发器10电连接，另一端通过第二开关模组40与M个第一天线60电连接，以实现N个第二天线70中的天线接收到的射频信号，通过第二射频接收模块93传输至射频收发器10中，实现天线信号的收发功能；其中，第二射频接收模块93的数量可以和第二天线的数量一致，即可以设置N个第二射频接收模块93；也可以仅设置一个第二射频接收模块93，并通过第三开关模组80的状态切换，以便使N个第二天线70中的天线接收到的射频信号均可以通过第二射频接收模块93传输至射频收发器10中，实现天线信号的收发功能。

其中，可以将定向耦合器50和第二开关模组40设置在同一集成电路中，以便降低定向耦合器50和第二开关模组40所需的布局空间，进一步降低功率检测电路的设计成本。

如图2所示，射频收发模块20包括低噪声放大器21、发射放大器22、第四开关模组23和滤波器24；低噪声放大器21的一端可与射频收发器10的接收端口电连接，另一端通过第四开关模组23与滤波器24的第一端电连接；发射放大器22的一端可与射频收发器10的发射端口电连接，另一端通过第四开关模块23与滤波器24的第一端电连接；滤波器24的第二端用于与第一开关模组30的第一端口31电连接。

其中，在射频收发器10发射信号的过程中，第四开关模组23用于电连接发射放大器22和滤波器24，并断开低噪声放大器21与滤波器24之间的电连接；在射频收发器10接收信号的过程中，第四开关模组23用于电连接低噪声放大器21和滤波器24，并断开发射放大器22和滤波器24之间的电连接。

其中，当K为4的时候，即功率检测电路包括4个射频收发模块20的情况下，第一开关模组30可以是DP4T开关。

另外，M和N的和值一般为大于3的整数。比如，针对M和N的和值为4的情况，并当M为3、N为1时，第二开关模组40可以是DP3T开关；当M为2、N为2时，第二开关模组40可以是DPDT开关，第三开关模组80也可以是DPDT开关。

需要说明的是，各开关模组的选用和K、M、N的取值有关，当K、M、N的取值出现变化时，各开关模组的型号选用也会出现对应的变化，在此不对其进行一一说明。

下面以2T4R架构为例，对本申请的功率检测电路进行具体说明：

如图3所示，K个射频收发模块20包括第一射频收发模块、第二射频收发模块、第三射频收发模块和第四射频收发模块，其中，第一射频收发模块代表N78 TRX1，第二射频收发模块代表N78 TRX2，第三射频收发模块代表N79TRX1，第四射频收发模块代表N79 TRX2，且每个射频收发模块均为设置定向耦合器，M个第一天线60包括天线ANT1、天线ANT2和天线ANT3，N个第二天线70包括天线ANT4。

在2T4R架构下，当TX1在天线ANT1/2/3中任一个天线进行发射时，TX2在天线ANT4进行发射；反之，当TX1在天线ANT4进行发射时，TX2在天线ANT1/2/3中任一个天线进行发射。

由于N78 TX1/TX2和N79 TX1/TX2功率检测实现方式不变，因此当N78TRX1对应的第一射频收发模块通过第一开关模组30与定向耦合器50电连接时，可以基于定向耦合器50获取校准参数；同理当N78 TRX2对应的第二射频收发模块通过第一开关模组30与定向耦合器50电连接时，也可以基于定向耦合器50获取校准参数，具体对应关系如下：

N78 TX1在天线ANT1发射时，对应为N78TX1-NV1；

N78 TX1在天线ANT2发射时，对应为N78TX1-NV2；

N78 TX1在天线ANT3发射时，对应为N78TX1-NV3；

N78 TX1在天线ANT4发射时，对应为N78TX1-NV1或者2或者3+offset值；

N78 TX2在天线ANT1发射时，对应为N78TX2-NV1；

N78 TX2在天线ANT2发射时，对应为N78TX2-NV2；

N78 TX2在天线ANT3发射时，对应为N78TX2-NV3；

N78 TX2在天线ANT4发射时，对应为N78TX2-NV1或者2或者3+offset值；

其中，offset值为预设插损值，即第二天线70的信号发射和第一天线60的信号发射的差异。

由于TX1或者TX2在天线ANT1/2/3上发射时，都是经过定向耦合器的，因此校准参数都能正常生成。

当信号在天线ANT4发射，且需要功率检测时，先将信号切换到天线ANT3进行检测，射频收发器10根据功率检测值，得知当前信号在天线ANT3发射时，射频收发器10的功率等级满足基站要求，将信号切回天线ANT4时，将射频收发器10的功率等级提升1db才能满足基站要求，从而实现信号在天线ANT4上发射时的功率检测。

其中，天线ANT4发射的预设插损值是根据第一线路和第二线路的插损的差异确定的，用于控制射频收发器10改变功率等级，以便实现信号在天线ANT4上发射时的功率检测。

如图4所示，K个射频收发模块20包括第一射频收发模块、第二射频收发模块、第三射频收发模块和第四射频收发模块，其中，第一射频收发模块代表N78 TRX1，第二射频收发模块代表N78 TRX2，第三射频收发模块代表N79TRX1，第四射频收发模块代表N79 TRX2，且每个射频收发模块均为设置定向耦合器，M个第一天线60包括天线ANT1和天线ANT2，N个第二天线70包括天线ANT3和天线ANT4。

在2T4R架构下，当TX1在天线ANT1/2中任一个天线进行发射时，TX2在天线ANT3/4进行发射；反之，当TX1在天线ANT3/4进行发射时，TX2在天线ANT1/2中任一个天线进行发射。

由于N78 TX1/TX2和N79 TX1/TX2功率检测实现方式不变，因此当N78TRX1对应的第一射频收发模块通过第一开关模组30与定向耦合器50电连接时，可以基于定向耦合器50获取校准参数；同理当N78 TRX2对应的第二射频收发模块通过第一开关模组30与定向耦合器50电连接时，也可以基于定向耦合器50获取校准参数，具体对应关系如下：

N78 TX1在天线ANT1发射时，对应为N78TX1-NV1；

N78 TX1在天线ANT2发射时，对应为N78TX1-NV2；

N78 TX1在天线ANT3发射时，对应为N78TX1-NV1或者2+offset值；

N78 TX1在天线ANT4发射时，对应为N78TX1-NV1或者2+offset值；

N78 TX2在天线ANT1发射时，对应为N78TX2-NV1；

N78 TX2在天线ANT2发射时，对应为N78TX2-NV2；

N78 TX2在天线ANT3发射时，对应为N78TX2-NV1或者2+offset值；

N78 TX2在天线ANT4发射时，对应为N78TX2-NV1或者2+offset值；

其中，offset值为预设插损值，即第二天线70的信号发射和第一天线60的信号发射的差异。

由于TX1或者TX2在天线ANT1/2上发射时，都是经过定向耦合器的，因此校准参数都能正常生成。

当信号在天线ANT4发射，且需要功率检测时，先将信号切换到天线ANT2进行检测，射频收发器10根据功率检测值，得知当前信号在天线ANT2发射时，射频收发器10的功率等级满足基站要求，将信号切回天线ANT4时，将射频收发器10的功率等级提升1db才能满足基站要求，从而实现信号在天线ANT4上发射时的功率检测。

其中，天线ANT4发射的预设插损值是根据第一线路和第二线路的插损的差异确定的，用于控制射频收发器10改变功率等级，以便实现信号在天线ANT4上发射时的功率检测。

如图5所示，本申请实施例还提供一种功率检测方法，包括以下步骤：

步骤501、利用手机进行N78 2T4R网络注册。

步骤502、确定基站需要TX1的功率为某个值A。

步骤503、判断TX1发射的天线是否经过定向耦合器。

该步骤中，若经过定向耦合器，则直接进行功率检测；若不经过定向耦合器，则将TX1切换到有定向耦合器的天线进行功率检测，并与射频收发器的功率检测模块接通，对TX1进行功率检测。

步骤504、TX1通过定向耦合器和功率检测模块，反馈给射频收发器。

步骤505、射频收发器根据反馈值，调整射频收发器的功率等级；

步骤506、使得TX1的功率达到基站要求的功率大小：A；此时，TX1的发射功率处于稳定状态。

步骤507、确定基站需要TX2的功率为某个值B。

步骤508、判断TX2发射的天线是否经过定向耦合器。

该步骤中，若经过定向耦合器，则直接进行功率检测；若不经过定向耦合器，则将TX2切换到有定向耦合器的天线进行功率检测，并与射频收发器的功率检测模块接通，对TX2进行功率检测。

步骤509、TX2通过定向耦合器和功率检测模块，反馈给射频收发器。

步骤510、射频收发器根据反馈值，调整射频收发器的功率等级；

步骤511、使得TX2的功率达到基站要求的功率大小：B；此时，TX2的发射功率处于稳定状态。

步骤512、TX1/TX2功率稳定后，基站需要哪个TX功率变化，就切换到对应的射频收发模块。

需要说明的是，在功率检测完毕后，切换到原来的天线进行发射。

本申请中，M个第一天线60中的天线的发射功率可基于所述定向耦合器50确定，进而在通过定向耦合器50确定M个第一天线60中的天线的发射功率的情况下，可以基于信号在该第一天线发射相较于信号在N个第二天线70中的特定天线发射的预设插损值，来确定N个第二天线70中的特定天线的发射功率，从而实现利用一个定向耦合器50，检测信号在各天线的发射功率，并保证发射功率检测的精度；且由于仅需设置一个定向耦合器50，相较于对应每个射频收发模块设置一个定向耦合器50，还可以有效节省定向耦合器50的设置个数，并降低功率检测电路的设计成本。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述功率检测电路。

需要说明的是，上述功率检测电路实施例的实现方式同样适应于该电子设备的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种功率检测电路，应用于电子设备，其特征在于，所述功率检测电路包括：射频收发器、K个射频收发模块、第一开关模组、第二开关模组、定向耦合器、M个第一天线和N个第二天线；

所述射频收发器包括K个发射端口和K个接收端口，K个所述发射端口分别电连接K个所述射频收发模块，K个所述接收端口分别电连接K个所述射频收发模块；

K个所述射频收发模块分别与所述第一开关模组的K个第一端口电连接；

所述第一开关模组的第二端口与所述定向耦合器的第一端电连接，所述第一开关模组的第三端口与所述N个第二天线电连接，所述第一开关模组可在多个状态之间进行切换，以使任一所述第一端口与所述第二端口电连接或者与所述第三端口电连接；

所述定向耦合器的第二端通过所述第二开关模组与所述M个第一天线电连接，所述定向耦合器的第三端与所述射频收发器电连接；

其中，所述M个第一天线中的天线的发射功率可基于所述定向耦合器确定，所述N个第二天线中的天线的发射功率可根据所述M个第一天线中的天线的发射功率和预设插损值确定；K、M和N均为正整数，且K大于1。

2.根据权利要求1所述的功率检测电路，其特征在于，N大于1的情况下，还包括第三开关模组，所述第三端口通过所述第三开关模组与所述N个第二天线电连接。

3.根据权利要求1所述的功率检测电路，其特征在于，还包括衰减模块，所述定向耦合器的第三端通过所述衰减模块与所述射频收发器电连接。

4.根据权利要求1所述的功率检测电路，其特征在于，还包括第一射频接收模块，所述第一射频接收模块的一端与所述射频收发器电连接，另一端通过所述第二开关模组与所述M个第一天线电连接。

5.根据权利要求3所述的功率检测电路，其特征在于，还包括第二射频接收模块，所述第二射频接收模块的一端与所述射频收发器电连接，另一端通过所述第三开关模组与所述N个第二天线电连接。

6.根据权利要求1所述的功率检测电路，其特征在于，M和N的和值为大于3的整数。

7.根据权利要求6所述的功率检测电路，其特征在于，M为3，N为1；或者，M为2，N为2。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率检测电路，其特征在于，所述射频收发模块包括低噪声放大器、发射放大器、第四开关模组和滤波器；

所述低噪声放大器的一端与所述接收端口电连接，另一端通过所述第四开关模组与所述滤波器的第一端电连接；

所述发射放大器的一端与所述发射端口电连接，另一端通过所述第四开关模组与所述滤波器的第一端电连接；

所述滤波器的第二端与所述第一端口电连接。

9.根据权利要求1所述的功率检测电路，其特征在于，所述定向耦合器和所述第二开关模组位于同一集成电路中。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的功率检测电路。

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