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

Малошумящий усилитель — ключевой компонент СВЧ-систем, используемый в основном для усиления слабых сигналов с минимизацией дополнительных шумов. Его основные функции и области применения перечислены ниже:

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 усилитель КШ = 0 дБ).

Сценарии применения:

1. Радиолокационная система
В военных радарах (например, в радарах управления огнём на борту самолётов) и гражданских радарах (например, в автомобильных радарах миллиметрового диапазона) малошумящий усилитель (МШ) используется для усиления слабого эхо-сигнала (с отношением сигнал/шум < 0 дБ), отражённого от цели. При прохождении через линию усиления с КШ < 2 дБ радар может распознавать цели с большей или меньшей эффективной площадью рассеяния (ЭПР).
2. Беспроводная система связи
Малошумящий усилитель является основным компонентом базовых станций 5G/6G, спутниковой связи и приёмных линий мобильных терминалов. Он обеспечивает малошумящее усиление (коэффициент шума < 1,5 дБ) слабых радиочастотных сигналов (до -120 дБм), принимаемых антенной до демодуляции, что значительно повышает чувствительность приёма системы. Например, в миллиметровом диапазоне волн (24–100 ГГц) малошумящий усилитель (LNA) может компенсировать потери в тракте передачи до 20 дБ, обеспечивая стабильность высокоскоростной передачи данных.
3. Высокоточный испытательный прибор
В таких устройствах, как анализаторы спектра и векторные анализаторы цепей (ВАЦ), малошумящий усилитель (МШУ) напрямую определяет шумовые характеристики и динамический диапазон прибора. МШУ может повысить чувствительность прибора, усиливая измеряемый сигнал уровня нВ до эффективного диапазона квантования АЦП (например, 1 Впик-пик). Кроме того, сверхнизкий коэффициент шума (КШ < 3 дБ) позволяет эффективно снизить погрешность измерений и минимизировать ошибки.
4. Расширить области применения
Радиоастрономия: Телескоп FAST использует охлаждаемый жидким гелием малошумящий усилитель (NF ≈ 0,1 дБ) для захвата 21-сантиметровых спектральных линий во Вселенной.
Квантовые вычисления: усиление сигналов уровня мкВ (4–8 ГГц) сверхпроводящих кубитов требует шумовых характеристик, близких к квантовому пределу.
Медицинская визуализация: оборудование МРТ усиливает сигналы ядерного магнитного резонанса на уровне мкВ с помощью немагнитного малошумящего усилителя, при этом соотношение сигнал/шум улучшается более чем на 10 дБ.

Компания Qualwave Inc. поставляет 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, достигает превосходного баланса производительности: коэффициент усиления 30 дБ и коэффициент шума 2 дБ в диапазоне частот от 9 кГц до 1 ГГц.