Nízkošumový zesilovač (LNA), frekvence 9K~1GHz, zisk 30dB, šumové číslo (NF) 2dB

Nízkošumový zesilovač je klíčovou součástí RF/mikrovlnných systémů, používaný hlavně k zesílení slabých signálů a zároveň minimalizaci dodatečného šumu. Jeho základní funkce a aplikační scénáře jsou následující:

Základní funkce:

1. Zesílení signálu
Zvyšte amplitudu slabých signálů přijímaných anténami nebo senzory, abyste zajistili efektivní zpracování následnými obvody, jako jsou směšovače a ADC.
2. Potlačení hluku
Optimalizací konstrukce a použitím materiálů s nízkým šumem je samozavedený šumový faktor (NF) řízen v rozsahu 0,5-3 dB (ideální zesilovač NF = 0 dB).

Scénáře použití:

1. Radarový systém
Ve vojenských radarech (například palubních radarů pro řízení palby) a civilních radarech (například automobilových radarů s milimetrovými vlnami) se LNA používá k zesílení slabého signálu ozvěny (poměr signálu k šumu SNR < 0 dB) odraženého cílem. Při průchodu zesilovacím spojem s NF < 2 dB dokáže radar rozpoznávat cíle s delší nebo nižší RCS (radarovým průřezem).
2. Bezdrátový komunikační systém
Nízkošumový zesilovač je klíčovou součástí základnových stanic 5G/6G, satelitní komunikace a přijímacích spojů mobilních terminálů. Je zodpovědný za nízkošumové zesílení (NF < 1,5 dB) slabých RF signálů (až -120 dBm) zachycených anténou před demodulací signálu, čímž výrazně zlepšuje citlivost příjmu systému. Například v milimetrovém vlnovém frekvenčním pásmu (24 - 100 GHz) dokáže LNA kompenzovat ztrátu signálu až 20 dB, čímž zajišťuje stabilitu vysokorychlostního přenosu dat.
3. Vysoce přesný testovací přístroj
V zařízeních, jako jsou spektrální analyzátory a vektorové síťové analyzátory (VNA), LNA přímo určuje šumový výkon a dynamický rozsah přístroje. LNA může zlepšit citlivost přístroje zesílením měřeného signálu na úrovni nV na efektivní kvantizační rozsah ADC (například 1Vpp). Zároveň ultranízký koeficient šumu (NF < 3dB) může účinně snížit nejistotu měření a minimalizovat chyby měření.
4. Rozšiřte oblasti použití
Radioastronomie: Dalekohled FAST se spoléhá na LNA chlazený kapalným héliem (NF ≈ 0,1 dB) pro zachycení spektrálních čar o délce 21 cm ve vesmíru.
Kvantové výpočty: Zesilování signálů supravodivých qubitů na úrovni μV (4–8 GHz) vyžaduje téměř kvantově limitní šumový výkon.
Lékařské zobrazování: Zařízení pro magnetickou rezonanci (MRI) zesilují signály nukleární magnetické rezonance na úrovni μV pomocí nemagnetického LNA, se zlepšením poměru signálu k šumu o více než 10 dB.

Společnost Qualwave Inc. dodává nízkošumové zesilovače v rozsahu od 9 kHz do 260 GHz s šumovým číslem pouhých 0,8 dB.
Model QLA-9K-1000-30-20, který je speciálně navržen pro vědecký výzkum a komunikační aplikace, dosahuje vynikající rovnováhy mezi ziskem 30 dB a šumovým číslem 2 dB ve frekvenčním pásmu 9 kHz~1 GHz.