Малошумящий усилитель (LNA), частота 9 кГц ~ 1 ГГц, коэффициент усиления 30 дБ, коэффициент шума (NF) 2 дБ.

Малошумящий усилитель является ключевым компонентом в радиочастотных/микроволновых системах, в основном используемым для усиления слабых сигналов при минимизации дополнительного шума. Его основные функции и сценарии применения следующие:

Основные функции:

1. Усиление сигнала
Увеличьте амплитуду слабых сигналов, принимаемых антеннами или датчиками, чтобы обеспечить эффективную обработку последующими схемами, такими как смесители и АЦП.
2. Подавление шума
Благодаря оптимизации конструкции и использованию малошумящих материалов, коэффициент собственного шума (КШ) контролируется в диапазоне 0,5–3 дБ (идеальный КШ усилителя = 0 дБ).

Сценарии применения:

1. Радиолокационная система
В военных радарах (например, в бортовых радарах управления огнём) и гражданских радарах (например, в автомобильных миллиметровых радарах) малошумящий усилитель (LNA) используется для усиления слабого эхо-сигнала (отношение сигнал/шум < 0 дБ), отражённого целью. При прохождении через канал усиления с коэффициентом шума (NF) < 2 дБ радар может распознавать цели с большей или меньшей эффективной площадью рассеяния (ЭПР).
2. Беспроводная система связи
Малошумящий усилитель (НШУ) является ключевым компонентом базовых станций 5G/6G, спутниковой связи и приемных каналов мобильных терминалов. Он отвечает за малошумное усиление (NF < 1,5 дБ) слабых радиочастотных сигналов (до -120 дБм), принимаемых антенной до демодуляции сигнала, что значительно повышает чувствительность системы к приему. Например, в миллиметровом диапазоне частот (24–100 ГГц) НШУ может компенсировать потери на трассе распространения сигнала до 20 дБ, обеспечивая стабильность высокоскоростной передачи данных.
3. Высокоточный измерительный прибор
В таких устройствах, как анализаторы спектра и векторные анализаторы цепей (VNA), малошумящий усилитель (LNA) напрямую определяет шумовые характеристики и динамический диапазон прибора. LNA может повысить чувствительность прибора за счет усиления измеряемого сигнала на уровне нВ до эффективного диапазона квантования АЦП (например, 1 Впик-пик). При этом сверхнизкий коэффициент шума (NF < 3 дБ) позволяет эффективно снизить неопределенность измерений и минимизировать ошибки измерений.
4. Расширение областей применения.
Радиоастрономия: телескоп FAST использует малошумящий усилитель (НШУ), охлаждаемый жидким гелием (NF ≈ 0,1 дБ), для регистрации спектральных линий на длине волны 21 см во Вселенной.
Квантовые вычисления: для усиления сигналов микровольтного уровня (4–8 ГГц) сверхпроводящих кубитов требуется уровень шума, близкий к квантовому пределу.
Медицинская визуализация: оборудование МРТ усиливает сигналы ядерного магнитного резонанса на уровне мкВ с помощью немагнитных малошумящих усилителей, обеспечивая улучшение отношения сигнал/шум более чем на 10 дБ.

Компания Qualwave Inc. предлагает малошумящие усилители в диапазоне частот от 9 кГц до 260 ГГц с коэффициентом шума всего 0,8 дБ.
Модель QLA-9K-1000-30-20, специально разработанная для научных исследований и коммуникационных приложений, обеспечивает превосходный баланс характеристик: усиление 30 дБ и коэффициент шума 2 дБ в частотном диапазоне 9 кГц–1 ГГц.