تقویت‌کننده کم نویز (LNA)، فرکانس 9K~1GHz، بهره 30dB، عدد نویز (NF) 2dB

تقویت‌کننده کم‌نویز یک جزء کلیدی در سیستم‌های RF/مایکروویو است که عمدتاً برای تقویت سیگنال‌های ضعیف و در عین حال به حداقل رساندن نویز اضافی استفاده می‌شود. وظایف اصلی و سناریوهای کاربردی آن به شرح زیر است:

توابع اصلی:

۱. تقویت سیگنال
دامنه سیگنال‌های ضعیف دریافتی توسط آنتن‌ها یا حسگرها را افزایش دهید تا پردازش مؤثر توسط مدارهای بعدی مانند میکسرها و ADCها تضمین شود.
۲. حذف نویز
با بهینه‌سازی طراحی و استفاده از مواد کم‌نویز، عدد نویز خودمعرفی (NF) در محدوده 0.5 تا 3 دسی‌بل کنترل می‌شود (NF تقویت‌کننده ایده‌آل = 0 دسی‌بل).

سناریوهای کاربردی:

۱. سیستم رادار
در رادارهای نظامی (مانند رادار کنترل آتش هوایی) و رادارهای غیرنظامی (مانند رادار موج میلی‌متری خودرو)، از LNA برای تقویت سیگنال اکوی ضعیف (نسبت سیگنال به نویز SNR < 0dB) منعکس شده توسط هدف استفاده می‌شود. هنگام عبور از یک لینک تقویت با NF < 2dB، رادار می‌تواند اهدافی با RCS (سطح مقطع راداری) دورتر یا پایین‌تر را تشخیص دهد.
۲. سیستم ارتباط بی‌سیم
تقویت‌کننده کم نویز، جزء اصلی ایستگاه‌های پایه 5G/6G، ارتباطات ماهواره‌ای و لینک‌های دریافت ترمینال تلفن همراه است. این تقویت‌کننده مسئول تقویت کم نویز (NF < 1.5dB) سیگنال‌های RF ضعیف (به کمی -120dBm) است که توسط آنتن قبل از دمدولاسیون سیگنال دریافت می‌شوند و حساسیت دریافت سیستم را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشند. به عنوان مثال، در باند فرکانس موج میلی‌متری (24 - 100GHz)، LNA می‌تواند تا 20dB از افت مسیر را جبران کند و پایداری انتقال داده با سرعت بالا را تضمین کند.
3. ابزار تست با دقت بالا
در دستگاه‌هایی مانند آنالایزرهای طیف و آنالایزرهای شبکه برداری (VNA)، LNA مستقیماً عملکرد نویز و محدوده دینامیکی دستگاه را تعیین می‌کند. LNA می‌تواند با تقویت سیگنال اندازه‌گیری شده در سطح nV تا محدوده کوانتیزاسیون مؤثر ADC (مانند 1Vpp)، حساسیت دستگاه را بهبود بخشد. در همین حال، ضریب نویز بسیار پایین (NF < 3dB) می‌تواند به طور مؤثر عدم قطعیت اندازه‌گیری را کاهش داده و خطاهای اندازه‌گیری را به حداقل برساند.
۴. گسترش حوزه‌های کاربرد
نجوم رادیویی: تلسکوپ FAST برای ثبت خطوط طیفی ۲۱ سانتی‌متر در جهان، به LNA خنک‌شده با هلیوم مایع (NF ≈ ۰.۱ دسی‌بل) متکی است.
محاسبات کوانتومی: تقویت سیگنال‌های سطح میکروولت (۴ تا ۸ گیگاهرتز) کیوبیت‌های ابررسانا نیاز به عملکرد نویز نزدیک به حد کوانتومی دارد.
تصویربرداری پزشکی: تجهیزات MRI سیگنال‌های تشدید مغناطیسی هسته‌ای در سطح میکروولت را از طریق LNA غیرمغناطیسی افزایش می‌دهند و نسبت سیگنال به نویز را بیش از 10 دسی‌بل بهبود می‌بخشند.

شرکت Qualwave تقویت‌کننده‌های کم‌نویز از ۹ کیلوهرتز تا ۲۶۰ گیگاهرتز با کمترین میزان نویز ۰.۸ دسی‌بل ارائه می‌دهد.
مدل QLA-9K-1000-30-20 که به طور ویژه برای تحقیقات علمی و کاربردهای ارتباطی طراحی شده است، به تعادل عملکردی عالی بین 30 دسی‌بل بهره و 2 دسی‌بل نویز در باند فرکانسی 9 کیلوهرتز تا 1 گیگاهرتز دست می‌یابد.