Vähäkohinainen vahvistin (LNA), taajuus 9K~1GHz, vahvistus 30dB, kohinaluku (NF) 2dB

Vähäkohinainen vahvistin on keskeinen komponentti RF/mikroaaltojärjestelmissä, ja sitä käytetään pääasiassa heikkojen signaalien vahvistamiseen ja samalla lisäkohinan minimoimiseen. Sen ydintoiminnot ja sovellusskenaariot ovat seuraavat:

Ydintoiminnot:

1. Signaalin vahvistus
Paranna antennien tai antureiden vastaanottamien heikkojen signaalien amplitudia varmistaaksesi tehokkaan käsittelyn seuraavissa piireissä, kuten miksereissä ja AD-muuntimissa.
2. Melunvaimennus
Optimoimalla suunnittelua ja käyttämällä vähäkohinaisia materiaaleja, itse aiheutettua kohinalukua (NF) voidaan pitää 0,5–3 dB:n välillä (ihanteellinen vahvistin NF = 0 dB).

Sovellusskenaariot:

1. Tutkajärjestelmä
Sotilastutkassa (kuten ilmassa käytettävässä tulenjohtotutkassa) ja siviilitutkassa (kuten autojen millimetriaaltotutkassa) LNA:ta käytetään vahvistamaan kohteen heijastamaa heikkoa kaikusignaalia (signaali-kohinasuhde SNR < 0dB). Kun tutka kulkee vahvistuslinkin läpi, jonka NF on < 2dB, se pystyy tunnistamaan kauempana olevia tai matalampia tutkan poikkileikkausalueita (RCS).
2. Langaton viestintäjärjestelmä
Vähäkohinainen vahvistin on 5G/6G-tukiasemien, satelliittiviestinnän ja mobiilipäätelaitteiden vastaanottolinkkien ydinosa. Se vastaa heikkojen radiotaajuussignaalien (jopa -120 dBm) vähäkohinaisesta vahvistuksesta (NF < 1,5 dB), jotka antenni kaappaa ennen signaalin demodulointia, parantaen merkittävästi järjestelmän vastaanottoherkkyyttä. Esimerkiksi millimetriaaltojen taajuusalueella (24–100 GHz) LNA voi kompensoida jopa 20 dB:n polkuhäviön varmistaen nopean tiedonsiirron vakauden.
3. Tarkka testauslaite
Spektrianalysaattoreiden ja vektoriverkkoanalysaattoreiden (VNA) kaltaisissa laitteissa LNA määrittää suoraan laitteen kohinan suorituskyvyn ja dynaamisen alueen. LNA voi parantaa laitteen herkkyyttä vahvistamalla mitatun nV-tason signaalin AD-muuntimen tehokkaalle kvantisointialueelle (kuten 1 Vpp). Samaan aikaan erittäin alhainen kohinakerroin (NF < 3 dB) voi tehokkaasti vähentää mittausepävarmuutta ja minimoida mittausvirheet.
4. Laajenna sovellusalueita
Radioastronomia: FAST-teleskooppi käyttää nestemäisellä heliumilla jäähdytettyä kevyttä nanometriä (NF ≈ 0,1 dB) 21 cm:n spektriviivojen havaitsemiseen maailmankaikkeudessa.
Kvanttilaskenta: Suprajohtavien kubitien μV-tason signaalien (4–8 GHz) vahvistaminen vaatii lähes kvanttirajakohinaa.
Lääketieteellinen kuvantaminen: Magneettikuvauslaitteet parantavat μV-tason ydinmagneettista resonanssia ei-magneettisen LNA:n avulla, ja signaali-kohinasuhde paranee yli 10 dB.

Qualwave Inc. tarjoaa vähäkohinaisia vahvistimia 9 kHz:stä 260 GHz:iin, joiden kohinaluku on jopa 0,8 dB.
QLA-9K-1000-30-20 -malli, joka on erityisesti suunniteltu tieteelliseen tutkimukseen ja viestintäsovelluksiin, saavuttaa erinomaisen suorituskykytasapainon: 30 dB:n vahvistus ja 2 dB:n kohina 9 kHz–1 GHz:n taajuusalueella.