低噪声放大器有哪些应用？

低噪声放大器， 噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。

噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。理想放大器的噪声系数 F=1(0分贝)，其物理意义是输入信噪比等于输出信噪比。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管;微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温 参放的噪声 温度Te可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极基联的低噪声放大电路。

低噪声放大器在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F(见放大)来表示或用取对数值的噪声系数FN表示FN=10lgF(dB)

低噪声放大器

低噪声放大器理想放大器的噪声系数F=1(0分贝),其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。设计良好的低噪声放大器的FN可达3分贝以下。在噪声系数很低的场合,通常也用噪声温度Te作为放大器噪声性能的量度：Te=T0(F-1)。式中T0为室温。在这里，它和噪声温度Te的单位都是开尔文(K)。

低噪声放大器多级放大器的噪声系数F主要取决于它的前置级。若F1，F2，…，Fn依次为各级放大器的噪声系数，则式中A1,…，An-1依次为各级放大器的功率增益。前置级的增益A1越大,则其后各级放大器对总噪声系数F的影响越小。

低噪声放大器单级放大器的噪声系数主要取决于所用的有源器件及其工作状态。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管;微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Tθ可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下。砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于2分贝。

低噪声放大器晶体管的自身噪声由下列四部分组成。①闪烁噪声，其功率谱密度随频率f的降低而增加，因此也叫作1/f噪声或低频噪声。频率很低时这种噪声较大，频率较高时(几百赫以上)这种噪声可以忽略。②基极电阻rb'b的热噪声和。③散粒噪声，这两种噪声的功率谱密度基本上与频率无关。④分配噪声，其强度与f的平方成正比，当f高于晶体管的截止频率时,这种噪声急剧增加。图1是晶体管噪声系数F随频率变化的曲线。对于低频，特别是超低频低噪声放大器,应选用1/f噪声小的晶体管;对于中、高频放大，则应尽量选用高的晶体管，使其工作频率范围位于噪声系数-频率曲线的平坦部分。

如今对无线通信设备和高速计算设备的市场需求不断增长，而低成本和高集成度已成为集成电路，比如低噪声放大器(LNA)是商业成功因素之一。

一、低噪声放大器的介绍

低噪声放大器(LNA)是运算放大器的一种，用于放大可能非常弱的信号。它通常位于非常靠近检测设备的位置，以减少馈线中的损耗。这种有源天线装置经常用在GPS之类的微波系统中，因为同轴电缆馈线在微波频率下的损耗非常大，例如，几米电缆损耗10%会导致信噪比降低10%(SNR)。

二、低噪声放大器的应用

低噪声放大器是放置在无线电接收器电路前端的关键组件。使用低噪声放大器，可通过低噪声放大器的增益降低来自接收链后续级的噪声的影响，而低噪声放大器本身的噪声则直接注入接收信号中。

低噪声放大器必须在增加尽可能少的噪声和失真的同时提高所需的信号功率，以便在系统的后面阶段可以恢复该信号。良好的低噪声放大器具有低NF(例如1dB)，足够大的增益(例如20dB)。进一步的标准是工作带宽，增益平坦度，稳定性以及输入和输出电压驻波比(VSWR)。

为了降低噪声，放大器的第一级必须具有较高的放大率。因此，经常使用JFET和HEMT。它们在高电流状态下驱动，虽然效率不高，但会降低散粒噪声的相对量。

在卫星通信系统中，地面站接收天线将连接到低噪声放大器。由于接收信号较弱，因此需要低噪声放大器。接收到的信号通常略高于背景噪声。卫星功率有限，因此它们使用低功率发射机。毕竟，发射机距离很遥远并且容易遭受损耗。

低噪声放大器可增强天线信号，以补偿从(室外)天线到(室内)接收器的馈线损耗。在许多卫星接收系统中，低噪声放大器包括频率块下变频器，该变频器将具有较大馈线损耗的卫星下行链路频率(例如11GHz)转换为具有较低馈线损耗的较低频率(例如1GHz)。具有下变频器的低噪声放大器称为低噪声模块下变频器(LNB)。

在雷达射频接收系统中，对系统性能指标的要求越来越高，其中低噪声放大器是影响着整个接收系统的噪声指标的重要因素。与普通的放大器相比，低噪声放大器作用比较突出，一方面可以减少系统的杂波干扰，提高系统的灵敏度;另一方面可以放大系统的射频信号，保证系统正常工作。因此，低噪声放大器的性能制约着整个接收系统的性能，对整个接收系统性能的提高起了决定性的作用。因此，研制宽频带、高性能、更低噪声的放大器，已经成为微波技术中发展的核心之

低噪声放大器是指噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。

由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数 F来表示。理想放大器的噪声系数 F=1(0分贝) ，其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管;微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器 ，常温 参放的 噪声 温度 Te 可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达 20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。

放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。在工作频率和信源内阻均给定的情况下，噪声系数也和晶体管直流工作点有关。为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极级联的低噪声放大电路。