מגבר רעש נמוך (LNA), תדר 9K~1GHz, הגבר 30dB, ספרת רעש (NF) 2dB

מגבר בעל רעש נמוך הוא רכיב מפתח במערכות RF/מיקרוגל, המשמש בעיקר להגברת אותות חלשים תוך מזעור רעש נוסף. תפקודיו העיקריים ותרחישי היישום שלו הם כדלקמן:

פונקציות ליבה:

1. הגברת אותות
שיפור משרעת האותות החלשים הנקלטים על ידי אנטנות או חיישנים כדי להבטיח עיבוד יעיל על ידי מעגלים עוקבים כגון מיקסרים וממירי ADC.
2. דיכוי רעשים
על ידי אופטימיזציה של התכנון ושימוש בחומרים דלי רעש, נתון הרעש המופק מעצמו (NF) נשלט בטווח של 0.5-3dB (מגבר אידיאלי NF = 0dB).

תרחישי יישום:

1. מערכת מכ"ם
במכ"ם צבאי (כגון מכ"ם בקרת אש מוטס) ובמכ"ם אזרחי (כגון מכ"ם גל מילימטר לרכב), LNA משמש להגברת אות ההד החלש (יחס אות לרעש SNR < 0dB) המוחזר על ידי המטרה. כאשר עובר דרך קישור הגברה עם NF < 2dB, המכ"ם יכול לזהות מטרות עם RCS (חתך רוחב מכ"ם) רחוק יותר או נמוך יותר.
2. מערכת תקשורת אלחוטית
מגבר רעש נמוך הוא המרכיב המרכזי של תחנות בסיס 5G/6G, תקשורת לוויינית וקישורי קליטה של טרמינלים ניידים. הוא אחראי על הגברה ברעש נמוך (NF < 1.5dB) של אותות RF חלשים (נמוכים עד -120dBm) הנקלטים על ידי האנטנה לפני פירוק האות, ובכך משפר משמעותית את רגישות הקליטה של המערכת. לדוגמה, בתחום התדרים של גל מילימטר (24 - 100GHz), LNA יכול לפצות על אובדן נתיב של עד 20dB, ובכך להבטיח את יציבות העברת הנתונים במהירות גבוהה.
3. מכשיר בדיקה דיוק גבוה
במכשירים כגון מנתחי ספקטרום ונתחי רשת וקטוריים (VNA), LNA קובע ישירות את ביצועי הרעש והטווח הדינמי של המכשיר. LNA יכול לשפר את רגישות המכשיר על ידי הגברת האות הנמדד ברמת nV לטווח הכימות האפקטיבי של ADC (כגון 1Vpp). בינתיים, מקדם רעש נמוך במיוחד (NF < 3dB) יכול להפחית ביעילות את אי הוודאות במדידה ולמזער שגיאות מדידה.
4. הרחב את תחומי היישום
רדיו-אסטרונומיה: טלסקופ FAST מסתמך על LNA מקורר בהליום נוזלי (NF ≈ 0.1dB) כדי ללכוד קווים ספקטרליים של 21 ס"מ ביקום.
מחשוב קוונטי: הגברת אותות ברמת μV (4 - 8GHz) של קיוביטים מוליכי-על דורשת ביצועי רעש קרובים לגבול הקוונטי.
הדמיה רפואית: ציוד MRI משפר אותות תהודה מגנטית גרעינית ברמת μV באמצעות LNA לא מגנטי, עם שיפור ביחס אות לרעש של יותר מ-10dB.

חברת Qualwave Inc. מספקת מגברים בעלי רעש נמוך בתדרים שבין 9kHz ל-260GHz, עם נתון רעש נמוך של 0.8dB בלבד.
דגם ה-QLA-9K-1000-30-20, אשר תוכנן במיוחד עבור יישומי מחקר ותקשורת מדעיים, משיג איזון ביצועים מצוין של הגבר של 30dB ודמות רעש של 2dB בתחום התדרים 9kHz~1GHz.