低噪聲放大器簡介

　　低噪聲放大器，噪聲系數很低的放大器。一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重，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F來表示。理想放大器的噪聲系數F=1（0分貝），其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪比。現代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場效應晶體管；微波低噪聲放大器則采用變容二極管參量放大器，常溫參放的噪聲溫度Te可低于幾十度（絕對溫度），致冷參量放大器可達20K以下，砷化鎵場效應晶體管低噪聲微波放大器的應用已日益廣泛，其噪聲系數可低于2分貝。

　　放大器的噪聲系數還與晶體管的工作狀態以及信源內阻有關。在工作頻率和信源內阻均給定的情況下，噪聲系數也和晶體管直流工作點有關。為了兼顧低噪聲和高增益的要求，常采用共發射極一共基極級聯的低噪聲放大電路。

　　低噪聲放大器原理

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

　　因此Ts之值為

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

　　式中：

　　TsTs為接收系統噪聲溫度

　　To為接收系統折算到LNA輸入端的等效噪聲溫度

　　TaTA為天線噪聲溫度

　　LaLAA為饋線損耗（真值）

　　To 為環境溫度（To==293K）

　　可以算出，當饋線損耗增大0.1dB時，系統噪聲溫度就要增加約6.7K。可見饋線損耗對系統噪聲溫度影響極大，故饋線要盡可能短。實際上地球站的LNA往往直接安裝在饋源尾端的機艙中。

　　低噪聲放大器應用

　　噪聲放大器（LNA）主要面向移動通信基礎設施基站應用，例如收發器無線通信卡、塔頂放大器（TMA）、組合器、中繼器以及遠端/數字無線寬帶頭端設備等應用設計，并為低噪聲指數（NF，NoiseFigure）立下了新標竿。

　　目前無線通信基礎設施產業正面臨必須在擁擠的頻譜內提供最佳信號質量和覆蓋度的挑戰，接收器靈敏度是基站接收路徑設計中最關鍵的要求之一，合適的LNA選擇，特別是第一級LNA可以大幅度改善基站接收器的靈敏度表現，低噪聲指數也是關鍵的設計目標。