RF 수신단에서 수신된 전력은 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력레벨을 갖고 있다, 그렇기 때문에 반드시 증폭이 필요한데, 이미 외부에서 많은 잡음을 포함해서 날아온 신호이기 때문에 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭기능이 필요하다.
LNA는 NF(잡음지수)가 낮도록 동작점과 매칭포인트를 잡아서 설계된 증폭기로서, 보통 1.5~2.5 사이의 NF값이 요구되게 된다.
LNA는 RF amp중 가장 기본적인 증폭기로서, 설계의 난이도가 가장 쉬운 편에 속한다. 저잡음 특성을 만드려면 낮은 잡음지수를 가지는 Tr과, 저항등의 열잡음소자를 적게 사용하면서 전류역시 작게 사용해야 한다. 그와 함께 conjugate matching을 통해 최대한의 gain을 확보하게 한다.
①수신기 전체의 잡음 지수를 낮출 목적으로 만들어진 고주파 증폭기. 전파 손실이 큰 가시거리의 통신 회선 등, 미소한 입력 전압의 수신 전파에 사용된다. 피라미터 증폭기, 저잡음 트랜지스터 증폭기, 메이저 등이 있고, 최근 반도체 기술의 발달에 따라 상온 파라메트릭 증폭기, GaAs, 전계 효과 트랜지스터(FET) 등이 사용되고 있다.
②메이저, 파라메트릭 증폭기, FET 증폭기 등을 초단(初段)에 넣은 잡음이 적은 고주파 증폭기. 지구국의 수신부 등에 사용된다.
출처 : Tong - 나무 그늘님의 용어 사전통
저잡음증폭기가 사용되는 여러 가지 휴대용 무선통신 단말기들은 거의 유사한 구조로 구성되어 있다. 일반적인 RF 송수신 시스템의 구조가 그림에 나와 있다. 이 그림에서 보는 것처럼 수신단을 구성하는 요소들로서 저잡음증폭기, 주파수생성기(frequency synthesizer), 주파수변조기(down-conversion mixer), IF 증폭기 등이 있고, 양방향 통신 시스템의 경우 송신 방향으로 주파수변조기(up-conversion mixer), 전력 증폭기(power amp), 대역 제한 필터(band-limiting filter) 등이 기본적인 구성 요소가 되다.
그림에서 보는 것처럼 시스템이 송신 상태에 있을 때, 코딩된 음성 신호는 주파수변조기를 통하여 RF 신호로 바뀌고 대역통과필터를 거친 후 전력 증폭기에서 증폭되어 안테나에서 송신된다. 이 시스템이 수신 상태에 있을 때는, 안테나 및 듀플렉서를 통과한 아주 미약한 신호(최소 ~μV 정도의 크기)를 잡음의 영향을 최대한 줄이면서 원하는 주파수 대역만을 선별하고 그 대역만을 증폭시켜서 믹서에 공급해주는 회로가 저잡음증폭기이다. 이 신호는 down-conversion 주파수변조기를 통하여 IF 신호로 변화한 후 시스템에 공급해준다. 저잡음증폭기를 설계함에 있어서 꼭 갖추어야할 조건들로는 잡음지수(NF: noise figure)의 최소화, 적당한 이득과 IIP3(third order intercept point), 50Ω 입력 임피던스 등이다.
출처 : 매칭회로를 내장한 저잡음증폭기의 최적 설계(Optimal Design of LNA with Internal Tuning Circuit)