Ruisarme versterker (LNA), frequentie 9 kHz tot 1 GHz, versterking 30 dB, ruisfactor (NF) 2 dB

Een ruisarme versterker is een essentieel onderdeel in RF/microgolfsystemen en wordt voornamelijk gebruikt om zwakke signalen te versterken en tegelijkertijd extra ruis te minimaliseren. De belangrijkste functies en toepassingsscenario's zijn als volgt:

Kernfuncties:

1. Signaalversterking
Versterk de amplitude van zwakke signalen die door antennes of sensoren worden ontvangen, zodat deze effectief kunnen worden verwerkt door daaropvolgende circuits zoals mixers en AD-omzetters.
2. Geluidsonderdrukking
Door het ontwerp te optimaliseren en ruisarme materialen te gebruiken, wordt de zelfgeïnduceerde ruisfactor (NF) binnen het bereik van 0,5-3 dB gehouden (ideale versterker NF = 0 dB).

Toepassingsscenario's:

1. Radarsysteem
In militaire radarsystemen (zoals luchtdoelradars) en civiele radarsystemen (zoals millimetergolfradars voor auto's) wordt een LNA (Low Noise Amplifier) ​​gebruikt om het zwakke echsignaal (signaal-ruisverhouding SNR < 0 dB) dat door het doelwit wordt weerkaatst, te versterken. Wanneer het signaal door een versterkingscircuit met een NF < 2 dB gaat, kan de radar doelen herkennen die verder weg of met een lagere RCS (Radar Cross Section) liggen.
2. Draadloos communicatiesysteem
Een ruisarme versterker (LNA) is de kerncomponent van 5G/6G-basisstations, satellietcommunicatie en ontvangstverbindingen voor mobiele terminals. Deze versterker is verantwoordelijk voor de ruisarme versterking (NF < 1,5 dB) van zwakke RF-signalen (tot wel -120 dBm) die door de antenne worden opgevangen vóór signaaldemodulatie, waardoor de ontvangstgevoeligheid van het systeem aanzienlijk wordt verbeterd. In de millimetergolffrequentieband (24 - 100 GHz) kan een LNA bijvoorbeeld tot 20 dB padverlies compenseren, wat de stabiliteit van snelle gegevensoverdracht garandeert.
3. Zeer nauwkeurig testinstrument
In apparaten zoals spectrumanalysatoren en vectornetwerkanalysatoren (VNA's) bepaalt een LNA (Low Noise Amplifier) ​​direct de ruisprestaties en het dynamisch bereik van het instrument. Een LNA kan de gevoeligheid van het instrument verbeteren door het gemeten signaal op nV-niveau te versterken tot het effectieve kwantiseringsbereik van de ADC (bijvoorbeeld 1 Vpp). Tegelijkertijd kan een ultralage ruiscoëfficiënt (NF < 3 dB) de meetonzekerheid effectief verminderen en meetfouten minimaliseren.
4. Toepassingsgebieden uitbreiden
Radioastronomie: De FAST-telescoop maakt gebruik van een met vloeibaar helium gekoelde LNA (NF ≈ 0,1 dB) om 21 cm-spectraallijnen in het heelal vast te leggen.
Kwantumcomputing: Het versterken van signalen op μV-niveau (4-8 GHz) van supergeleidende qubits vereist een ruisniveau dat bijna de kwantumlimiet benadert.
Medische beeldvorming: MRI-apparatuur versterkt nucleaire magnetische resonantiesignalen op μV-niveau door middel van een niet-magnetische LNA, met een verbetering van de signaal-ruisverhouding van meer dan 10 dB.

Qualwave Inc. levert ruisarme versterkers met een frequentiebereik van 9 kHz tot 260 GHz en een ruisfactor van slechts 0,8 dB.
Het QLA-9K-1000-30-20-model, dat speciaal is ontworpen voor wetenschappelijk onderzoek en communicatietoepassingen, behaalt een uitstekende balans tussen een versterking van 30 dB en een ruisgetal van 2 dB in de frequentieband van 9 kHz tot 1 GHz.