МШУ — малошумний підсилювач (англ. Low Noise Amplifier, LNA) — є критично важливим елементом у приймальній частині радіоелектронних систем. У військовому контексті, зокрема у Збройних Силах України, LNA застосовують у супутниковому зв’язку, РЛС, приймачах для БПЛА та спеціалізованих комплексах перехоплення.

Як працює LNA — коротко й по суті

LNA встановлюється якнайближче до антени, щоб підсилити прийнятий сигнал до того, як шум і втрати кабелю виявлять свій вплив. Головна характеристика — шумова фігура (Noise Figure, NF), що показує, наскільки підсилювач додає власного шуму до сигналу. Нижчий NF — краща чутливість системи.

Основні області застосування в ЗСУ

• Супутникові термінали — прийом слабких сигналів з супутників зв'язку й розвідки.
• Радіолокація (РЛС) — підсилення слабких відбитих імпульсів для поліпшення діагностики цілей.
• БПЛА і FPV-системи — підвищення дальності й надійності прийому відео та телеметрії.
• Перехоплення і РЕБ — підвищення можливості виявлення слабких або прихованих передавачів.
• Наземні і мобільні вузли зв'язку — поліпшення прийому в умовах високих втрат кабелю або слабкого сигналу.

Ключові технічні параметри, на які слід звертати увагу

1. Шумова фігура (Noise Figure, NF)

Найважливіший параметр. Для військових застосувань бажано NF ≤ 1–2 dB (залежно від задачі). Чим нижча NF — тим краще співвідношення сигнал/шум у вході системи.

2. Коєфіцієнт підсилення (Gain)

Потрібний рівень підсилення залежить від конструкції системи, але типово 15–40 dB. Занадто велике підсилення може призвести до насичення і деградації через перешкоди.

3. Діапазон частот

Вибирають LNA під конкретний спектр: HF/VHF/UHF для радіозв'язку, L/S/C/Ku/Ka для супутників, 2.4/5.8/1.2 ГГц для БПЛА / FPV.

4. Захищеність і динамічний діапазон (IP3)

Важлива стійкість до сильних сигналів у сусідніх каналах. Високий IP3 зменшує сприйнятливість до перешкод та інтермодуляції.

5. Живлення та спосіб подачі (Bias Tee)

Часто LNA живиться через коаксіальний кабель (bias tee). Переконайтесь, що система підтримує такий режим або має окреме живлення.

Практичні поради з монтажу та експлуатації

• Розміщення: LNA має стояти максимально близько до антени (на мінімальній відстані), щоб мінімізувати втрати у кабелі.
• Захист: корпус і герметизація важливі для мобільних/польових систем (волога, пил, удари).
• Управління підсиленням: у середовищах із сильними перешкодами бажані моделі з можливістю аттенюації або автоматичного регулювання.
• Тепловий режим: перевіряйте робочі температури — військова техніка часто працює в екстремальних умовах.
• Електроживлення: стійка та фільтрована подача живлення з урахуванням перешкод та захисту від імпульсивних навантажень.

Можливі обмеження і ризики

• Підсилення слабких сигналів також підсилює завади — без правильного фільтрації можуть з’явитися перешкоди.
• Неправильне встановлення (далеко від антени) робить LNA марним.
• LNA може вийти з ладу при сильних імпульсних полях (потрібний захист від перенапруги).

Короткий чекліст при виборі LNA для військових застосувань

1. Визначте робочий діапазон частот.
2. Поставте цільову шумову фігуру (кілька dB або краще).
3. Оберіть оптимальний коефіцієнт підсилення (без насичення).
4. Перевірте механічну міцність та захист від факторів середовища.
5. Впевніться в наявності захисту від сильних сигналів та перенапруг.

Висновок

Малошумні підсилювачі (МШУ / LNA) — це базовий елемент сучасних приймальних систем, що дозволяє підвищити дальність і надійність зв'язку в складних умовах. В умовах бойових дій та польових операцій правильний вибір, монтаж і захист LNA значно покращують ефективність супутникових терміналів, РЛС, БПЛА та інших радіоелектронних комплексів.

Порада: для коректного підбору LNA завжди тестуйте систему на шумову фігуру та динамічний діапазон у реальних умовах експлуатації.

FAQ

Чи можна застосувати LNA у польових умовах без додаткового захисту?

Краще використовувати захищені корпуси або модулі з IP-рейтингом; у польових умовах ризики вологи й механічних пошкоджень високі.

Чи варто використовувати LNA у всіх системах прийому сигналу?

Ні. Якщо антена і кабель вже мінімальні за втратами і сигнал сильний, додавання LNA може спричинити небажану інтермодуляцію. Рішення залежить від архітектури системи.

Що важливіше — NF чи Gain?

Для покращення SNR критично важлива шумова фігура (NF). Gain важливий, але занадто високий gain без низької NF може погіршити роботу в умовах сильних завад.

Що пише про них Сергій Флеш:

1. Бувають широкосмугові (типу 100-6000 Мгц) ​​і вузькосмугові (типу 400-470Мгц). Зазвичай у широкосмугових з "або" верхня частота 4-6 ГГц.
2. Підсилюють сигнал і шуми (перешкоди) однаково
3. Зазвичай в основі 1-2 транзистори
4. Основна характеристика-коефіцієнт посилення. Буває від 5 дБ до 60 дБ
5. Не женіться за посиленням. Зазвичай 20-30 дБ вистачає. Дайте занадто багато і отримайте ефект навантаження приймача. Він захлинеться (начебто в динаміки магнітофона дали занадто багато потужності і він починає хрипіти).
6. Дешеві МШУ, які стоять на антенах у високих точках або на штирьових антенах не люблять статичних розрядів і перегоратимуть. Тримайте запасні.
7. Для професіоналів важливим є ще параметр внутрішніх шумів підсилювача, але для нас це вдруге.
8. Коли приймач стоїть унизу, а антена винесена на кабелі, то МШУ правильно встановити БІЛЯ АНТЕНИ, а не біля приймача, щоб посилити максимально корисний сигнал і передати його в кабель на приймач.

Окремим пунктом розповім про живлення підсилювача:

1. Живлення подається прямо на плату підсилювача. Плюс та мінус. Зазвичай 5 або 12 вольт.
2. Інший варіант. Живлення подається тим же кабелю, яким йде радіосигнал. Англійською це називається BIAS TEE. Думаю багато хто пам'ятає польську антену для ТБ. Так от, там була така схема. Підсилювач стояв на антені, а живлення для нього йшло по ТБ кабелю. Треба було включити блок живлення до розетки. Такий варіант зручний якщо підсилювач стоїть високо на антені.

Ще раз: у підсилювача є вхід сигналу від антени та вихід сигналу на приймач, є живлення різного типу та різного вольтажу, є посилення різної сили та є діапазон частот.