低雜訊放大器（LNA）

天線捕捉到的是一個微弱得難以想像的訊號，也許只有兆分之一瓦或更小，漂浮在一片雜訊之海上。它遇到的第一個放大器有個特別的任務：把這聲耳語放大，卻幾乎不加入自己的嘶聲。這就是低雜訊放大器，LNA。想像一位錄音師在吵雜房間裡錄一位輕聲的歌手；LNA 就是那個謹慎的第一級麥克風前級，選它最看重的就是不要加入自己的嗡嗡聲，因為它在這裡加入的任何雜訊，都會被後面的一切放大，再也無法去除。

第一級之所以關鍵，來自一條叫做夫里斯公式的規則：在一串放大器中，第一級的雜訊主宰整台接收機的雜訊，因為後面各級會把訊號與第一級的雜訊一起放大。所以前端的 LNA 被設計成有盡可能低的雜訊指數，常低於 1 dB，即使要犧牲其他東西。它也需要足夠的增益（比如 15 到 20 dB），把訊號抬得遠高於後面各級的雜訊，並與天線有乾淨的輸入匹配，使微弱訊號不會被部分反射掉。射頻工程師在這裡刻意接受一個折衷：輸入匹配是為了最佳雜訊，這與最佳功率傳輸的匹配並不完全相同，這是 LNA 設計中一個著名而誠實的張力。

LNA 坐在每一台接收機的最前端：你的手機、WiFi 卡、GPS、衛星天線、電波望遠鏡裡都有。最頂尖的會用特殊的低雜訊電晶體，有時還會冷卻。誠實的提醒：LNA 無法改善抵達訊號的訊雜比，天線收進來的雜訊已經在那裡了，LNA 能做的只是在後面各級加入更多雜訊之前先放大訊號，所以它是保住比值、而不是改善它。而且 LNA 增益太大，遇到強訊號時可能讓後面各級過載，所以即使是低雜訊前端也是一種平衡，不是免費的勝利。