Amplificateur à faible bruit (LNA), fréquence 9 kHz à 1 GHz, gain 30 dB, facteur de bruit (NF) 2 dB

L'amplificateur à faible bruit est un composant essentiel des systèmes RF/micro-ondes, principalement utilisé pour amplifier les signaux faibles tout en minimisant le bruit additionnel. Ses principales fonctions et applications sont les suivantes :

Fonctions principales :

1. Amplification du signal
Augmenter l'amplitude des signaux faibles reçus par les antennes ou les capteurs afin d'assurer un traitement efficace par les circuits suivants tels que les mélangeurs et les CAN.
2. Réduction du bruit
En optimisant la conception et en utilisant des matériaux à faible bruit, le facteur de bruit auto-induit (NF) est contrôlé dans la plage de 0,5 à 3 dB (NF de l'amplificateur idéal = 0 dB).

Scénarios d'application :

1. Système radar
Dans les radars militaires (comme les radars de conduite de tir aéroportés) et civils (comme les radars automobiles à ondes millimétriques), un amplificateur à faible bruit (LNA) est utilisé pour amplifier le faible signal d'écho (rapport signal/bruit < 0 dB) réfléchi par la cible. En passant par une liaison d'amplification avec un facteur de bruit (NF) < 2 dB, le radar peut détecter des cibles plus éloignées ou présentant une SER (surface équivalente radar) plus faible.
2. Système de communication sans fil
L'amplificateur à faible bruit est un composant essentiel des stations de base 5G/6G, des communications par satellite et des liaisons de réception des terminaux mobiles. Il assure l'amplification à faible bruit (NF < 1,5 dB) des signaux radiofréquences faibles (jusqu'à -120 dBm) captés par l'antenne avant démodulation, améliorant ainsi considérablement la sensibilité de réception du système. Par exemple, dans la bande de fréquences millimétriques (24-100 GHz), un amplificateur à faible bruit peut compenser jusqu'à 20 dB d'atténuation, garantissant la stabilité de la transmission de données à haut débit.
3. Instrument de test de haute précision
Dans les appareils tels que les analyseurs de spectre et les analyseurs de réseaux vectoriels (VNA), l'amplificateur à faible bruit (LNA) détermine directement les performances de bruit et la plage dynamique de l'instrument. Le LNA améliore la sensibilité de l'instrument en amplifiant le signal mesuré, de l'ordre du nV, jusqu'à la plage de quantification utile du convertisseur analogique-numérique (CAN), par exemple 1 Vpp. Par ailleurs, un coefficient de bruit extrêmement faible (NF < 3 dB) permet de réduire efficacement l'incertitude de mesure et de minimiser les erreurs de mesure.
4. Élargir les domaines d'application
Radioastronomie : Le télescope FAST utilise un LNA refroidi à l'hélium liquide (NF ≈ 0,1 dB) pour capturer les raies spectrales de 21 cm dans l'univers.
Informatique quantique : L'amplification des signaux de niveau μV (4 - 8 GHz) des qubits supraconducteurs nécessite des performances de bruit proches de la limite quantique.
Imagerie médicale : L'équipement IRM améliore les signaux de résonance magnétique nucléaire de niveau μV grâce à un LNA non magnétique, avec une amélioration du rapport signal/bruit de plus de 10 dB.

Qualwave Inc. fournit des amplificateurs à faible bruit allant de 9 kHz à 260 GHz, avec un facteur de bruit aussi bas que 0,8 dB.
Le modèle QLA-9K-1000-30-20, spécialement conçu pour la recherche scientifique et les applications de communication, atteint un excellent équilibre de performances avec un gain de 30 dB et un facteur de bruit de 2 dB dans la bande de fréquences 9 kHz ~ 1 GHz.