เครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำ (LNA) ความถี่ 9K~1GHz, อัตราขยาย 30dB, ตัวเลขรบกวน (NF) 2dB

เครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบ RF/ไมโครเวฟ โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อขยายสัญญาณอ่อนและลดสัญญาณรบกวนเพิ่มเติม ฟังก์ชันหลักและสถานการณ์การใช้งานมีดังนี้:

ฟังก์ชั่นหลัก:

1. การขยายสัญญาณ
เพิ่มแอมพลิจูดของสัญญาณอ่อนที่รับโดยเสาอากาศหรือเซ็นเซอร์เพื่อให้แน่ใจว่าวงจรถัดไป เช่น มิกเซอร์และ ADC ได้รับการประมวลผลอย่างมีประสิทธิภาพ
2. การป้องกันเสียงรบกวน
โดยการปรับปรุงการออกแบบและการใช้วัสดุที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ ตัวเลขสัญญาณรบกวน (NF) ที่สร้างขึ้นเองจึงได้รับการควบคุมให้อยู่ในช่วง 0.5-3dB (NF ของเครื่องขยายเสียงในอุดมคติ = 0dB)

สถานการณ์การใช้งาน:

1. ระบบเรดาร์
ในเรดาร์ทางทหาร (เช่น เรดาร์ควบคุมการยิงทางอากาศ) และเรดาร์พลเรือน (เช่น เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรสำหรับยานยนต์) LNA ถูกใช้เพื่อขยายสัญญาณสะท้อนที่อ่อน (อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน SNR < 0dB) ที่สะท้อนจากเป้าหมาย เมื่อผ่านลิงก์ขยายสัญญาณที่มีค่า NF < 2dB เรดาร์จะสามารถตรวจจับเป้าหมายที่มี RCS (พื้นที่หน้าตัดเรดาร์) ไกลกว่าหรือต่ำกว่าได้
2. ระบบการสื่อสารไร้สาย
เครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำเป็นส่วนประกอบหลักของสถานีฐาน 5G/6G การสื่อสารผ่านดาวเทียม และการเชื่อมต่ออุปกรณ์รับสัญญาณเคลื่อนที่ เครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำนี้ทำหน้าที่ขยายสัญญาณรบกวนต่ำ (NF < 1.5dB) ของสัญญาณ RF อ่อน (ต่ำถึง -120dBm) ที่เสาอากาศจับสัญญาณได้ก่อนการดีมอดูเลตสัญญาณ ซึ่งช่วยปรับปรุงความไวในการรับสัญญาณของระบบได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ในย่านความถี่คลื่นมิลลิเมตร (24-100GHz) LNA สามารถชดเชยการสูญเสียเส้นทางได้สูงสุด 20dB ทำให้การส่งข้อมูลความเร็วสูงมีความเสถียร
3. เครื่องมือทดสอบความแม่นยำสูง
ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมและเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ (VNA) LNA จะกำหนดประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนและช่วงไดนามิกของเครื่องมือโดยตรง LNA สามารถปรับปรุงความไวของเครื่องมือได้โดยการขยายสัญญาณที่วัดได้ในระดับ nV ให้อยู่ในช่วงการวัดเชิงปริมาณที่มีประสิทธิภาพของ ADC (เช่น 1Vpp) ในขณะเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์สัญญาณรบกวนที่ต่ำมาก (NF < 3dB) สามารถลดความไม่แน่นอนในการวัดและลดข้อผิดพลาดในการวัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. ขยายขอบเขตการใช้งาน
ดาราศาสตร์วิทยุ: กล้องโทรทรรศน์ FAST อาศัย LNA ที่ระบายความร้อนด้วยฮีเลียมเหลว (NF ≈ 0.1dB) เพื่อจับภาพเส้นสเปกตรัมขนาด 21 ซม. ในจักรวาล
การประมวลผลแบบควอนตัม: การขยายสัญญาณระดับ μV (4 - 8GHz) ของคิวบิตตัวนำยิ่งยวดต้องมีประสิทธิภาพในการลดสัญญาณรบกวนที่ระดับใกล้ขีดจำกัดควอนตัม
การถ่ายภาพทางการแพทย์: อุปกรณ์ MRI ช่วยเพิ่มสัญญาณเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ระดับ μV ผ่าน LNA ที่ไม่ใช่แม่เหล็ก โดยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนมากกว่า 10dB

Qualwave Inc. นำเสนอเครื่องขยายเสียงที่มีสัญญาณรบกวนต่ำในช่วงความถี่ตั้งแต่ 9kHz ถึง 260GHz โดยมีตัวเลขสัญญาณรบกวนต่ำถึง 0.8dB
รุ่น QLA-9K-1000-30-20 ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการสื่อสาร โดยมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมทั้งค่าเกน 30dB และค่าสัญญาณรบกวน 2dB ในย่านความถี่ 9kHz~1GHz