Zema trokšņa pastiprinātājs (LNA), frekvence 9K~1GHz, pastiprinājums 30dB, trokšņa koeficients (NF) 2dB

Zema trokšņa pastiprinātājs ir galvenā RF/mikroviļņu sistēmu sastāvdaļa, ko galvenokārt izmanto vāju signālu pastiprināšanai, vienlaikus samazinot papildu troksni. Tā galvenās funkcijas un pielietojuma scenāriji ir šādi:

Galvenās funkcijas:

1. Signāla pastiprināšana
Palieliniet antenu vai sensoru uztverto vājo signālu amplitūdu, lai nodrošinātu efektīvu apstrādi nākamajās ķēdēs, piemēram, mikseros un ADC.
2. Trokšņu slāpēšana
Optimizējot konstrukciju un izmantojot materiālus ar zemu trokšņa līmeni, pašinvadītā trokšņa koeficients (NF) tiek kontrolēts 0,5–3 dB diapazonā (ideāls pastiprinātājs NF = 0 dB).

Lietojumprogrammas scenāriji:

1. Radara sistēma
Militārajos radaros (piemēram, gaisa uguns vadības radaros) un civilajos radaros (piemēram, automobiļu milimetru viļņu radaros) LNA tiek izmantota, lai pastiprinātu vāju atbalss signālu (signāla un trokšņa attiecība SNR < 0dB), ko atstaro mērķis. Caur pastiprināšanas saiti ar NF < 2dB radars var atpazīt mērķus ar tālāku vai zemāku RCS (radara šķērsgriezumu).
2. Bezvadu sakaru sistēma
Zema trokšņa līmeņa pastiprinātājs ir 5G/6G bāzes staciju, satelītsakaru un mobilo termināļu uztveršanas saišu galvenā sastāvdaļa. Tas ir atbildīgs par vāju RF signālu (pat -120 dBm) pastiprināšanu ar zemu trokšņa līmeni (NF < 1,5 dB), ko antena uztver pirms signāla demodulācijas, ievērojami uzlabojot sistēmas uztveršanas jutību. Piemēram, milimetru viļņu frekvenču joslā (24–100 GHz) LNA var kompensēt līdz pat 20 dB ceļa zudumus, nodrošinot ātrgaitas datu pārraides stabilitāti.
3. Augstas precizitātes pārbaudes instruments
Tādās ierīcēs kā spektra analizatori un vektoru tīkla analizatori (VNA) LNA tieši nosaka instrumenta trokšņa veiktspēju un dinamisko diapazonu. LNA var uzlabot instrumenta jutību, pastiprinot nV līmeņa izmērīto signālu līdz ADC efektīvajam kvantēšanas diapazonam (piemēram, 1 Vpp). Tikmēr īpaši zems trokšņa koeficients (NF < 3 dB) var efektīvi samazināt mērījumu nenoteiktību un minimizēt mērījumu kļūdas.
4. Paplašināt pielietojuma jomas
Radioastronomija: FAST teleskops izmanto ar šķidru hēliju atdzesētu LNA (NF ≈ 0,1 dB), lai uztvertu 21 cm spektrālās līnijas Visumā.
Kvantu skaitļošana: Supravadošu kubitu μV līmeņa signālu (4–8 GHz) pastiprināšanai ir nepieciešama gandrīz kvantu robežai atbilstoša trokšņa veiktspēja.
Medicīniskā attēlveidošana: MRI iekārtas uzlabo μV līmeņa kodolmagnētiskās rezonanses signālus, izmantojot nemagnētisku LNA, ar signāla un trokšņa attiecības uzlabojumu par vairāk nekā 10 dB.

Qualwave Inc. nodrošina zema trokšņa pastiprinātājus ar frekvenci no 9 kHz līdz 260 GHz, un trokšņa līmenis ir tikai 0,8 dB.
QLA-9K-1000-30-20 modelis, kas ir īpaši izstrādāts zinātniskās pētniecības un komunikācijas lietojumprogrammām, sasniedz izcilu veiktspējas līdzsvaru ar 30 dB pastiprinājumu un 2 dB trokšņa rādītāju 9 kHz~1 GHz frekvenču joslā.