RF - LNA の基本

RF - LNA の基本

1. LNAの概念と機能

LNA (低ノイズアンプ) は、RF 受信機の重要な部分です。アンテナが受信した弱い信号を増幅し、受信機の感度とダイナミックレンジを向上させ、干渉を軽減します。受信回路では、ミキサーなどの部品によって信号が減衰し、弱い信号はノイズによってマスキングされやすくなります。 LNA は低ノイズの影響下で信号を増幅できるため、後続の処理に便利です。

現在、無線通信ツールでは、システムの受信感度に対する要件が厳しくなっています。システムの受信感度は雑音指数 (NF) と密接に関係しており、初段アンプのノイズは受信機全体で決定的な役割を果たします。そのため、LNA はシステムの感度を向上させる重要な手段です。

2. LNAの主な指標

ルーティング デバイスの LNA を例として、いくつかの重要なパラメータを見てみましょう。

- ゲイン: 負荷に送信される平均電力と信号源の最大利用可能電力の比です。 LNA は最適なノイズ マッチングに従って設計されており、このときの関連ゲインは最大ゲインより 2 ～ 4dB 低くなります。

- 雑音指数 (NF) : アンプの入力信号対雑音比と出力信号対雑音比の比です。単段アンプと多段アンプではNFの計算方法が異なります。エンジニアリング用途では、通常、高ゲインで低ノイズ係数の真空管が選択されます。ただし、仕様書に記載されている指標は参考用であり、実際にはテストする必要があります。

- 安定性: アンプ RF の絶対的な安定性は特定の条件を満たす必要があり、安定性識別係数 K によって測定されます。K が 1 より大きい場合は安定状態です。エンジニアリングでは、K が 1 より大きいデバイスを選択する必要があり、設計中の最終テスト値 K も 1 より大きくなければなりません。

集積回路の集積度が向上したため、 WIFI6 と WIFI7 は 基本的に単一の LNA デバイスを使用せず、一般に統合モジュールを使用します。しかし、問題をより良く解決するには、LNA をさらに詳しく研究する必要があります。

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