低噪聲放大器簡(jiǎn)介

　　低噪聲放大器，噪聲系數(shù)很低的放大器。一般用作各類(lèi)無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測(cè)設(shè)備的放大電路。在放大微弱信號(hào)的場(chǎng)合，放大器自身的噪聲對(duì)信號(hào)的干擾可能很?chē)?yán)重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。

　　由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系數(shù)F來(lái)表示。理想放大器的噪聲系數(shù)F=1（0分貝），其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪比?，F(xiàn)代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管；微波低噪聲放大器則采用變?nèi)?a target="_blank">二極管參量放大器，常溫參放的噪聲溫度Te可低于幾十度（絕對(duì)溫度），致冷參量放大器可達(dá)20K以下，砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管低噪聲微波放大器的應(yīng)用已日益廣泛，其噪聲系數(shù)可低于2分貝。

　　放大器的噪聲系數(shù)還與晶體管的工作狀態(tài)以及信源內(nèi)阻有關(guān)。在工作頻率和信源內(nèi)阻均給定的情況下，噪聲系數(shù)也和晶體管直流工作點(diǎn)有關(guān)。為了兼顧低噪聲和高增益的要求，常采用共發(fā)射極一共基極級(jí)聯(lián)的低噪聲放大電路。

　　低噪聲放大器原理

　　地球站的品質(zhì)因數(shù)（G/T）主要取決于天線(xiàn)和低噪聲放大器（LNA）的性能。接收系統(tǒng)的噪聲溫度Ts是指折算到LNA輸入端的系統(tǒng)等效噪聲溫度，它主要由天線(xiàn)噪聲溫度TA、饋線(xiàn)損耗LALA和低噪聲接收機(jī)噪聲三個(gè)部分組成，如圖所示。

　　因此Ts之值為

　　Tss==Te ++ TaTA/LaA ++（1 -－ 1/LaLA）To

　　式中：

　　TsTs為接收系統(tǒng)噪聲溫度

　　To為接收系統(tǒng)折算到LNA輸入端的等效噪聲溫度

　　TaTA為天線(xiàn)噪聲溫度

　　LaLAA為饋線(xiàn)損耗（真值）

　　To 為環(huán)境溫度（To==293K）

　　可以算出，當(dāng)饋線(xiàn)損耗增大0.1dB時(shí)，系統(tǒng)噪聲溫度就要增加約6.7K?？梢?jiàn)饋線(xiàn)損耗對(duì)系統(tǒng)噪聲溫度影響極大，故饋線(xiàn)要盡可能短。實(shí)際上地球站的LNA往往直接安裝在饋源尾端的機(jī)艙中。

　　低噪聲放大器應(yīng)用

　　噪聲放大器（LNA）主要面向移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施基站應(yīng)用，例如收發(fā)器無(wú)線(xiàn)通信卡、塔頂放大器（TMA）、組合器、中繼器以及遠(yuǎn)端/數(shù)字無(wú)線(xiàn)寬帶頭端設(shè)備等應(yīng)用設(shè)計(jì)，并為低噪聲指數(shù)（NF，NoiseFigure）立下了新標(biāo)竿。

　　目前無(wú)線(xiàn)通信基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)正面臨必須在擁擠的頻譜內(nèi)提供最佳信號(hào)質(zhì)量和覆蓋度的挑戰(zhàn)，接收器靈敏度是基站接收路徑設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的要求之一，合適的LNA選擇，特別是第一級(jí)LNA可以大幅度改善基站接收器的靈敏度表現(xiàn)，低噪聲指數(shù)也是關(guān)鍵的設(shè)計(jì)目標(biāo)。