Amplificateur Faible Bruit (LNA)

Copyright © 1999 by H. Paul Shuch, Ph.D.
Executive Director, The SETI League, Inc.
PO Box 555, Little Ferry NJ 07643
email n6tx@setileague.org

L'amplificateur faible buit, ou LNA, est quelquefois appelé préamplificateur ou préamp. Sa fonction est de transformer un signal impossiblement faible, en un signal ridiculement faible. Les paramètres critiques à considérer dans la sélection d'un LNA sont sa réponse en fréquence, son gain et la température de bruit.

La réponse en fréquence détermine sur quelle portion du spectre électromagnétique, le LNA va amplifier le signal reçu, avec un minimum de distortion et de bruit ajouté. Vous devez sélectionner un LNA avec une bande de fréquence correspondant aux particularités de votre station SETI. Par exemple, les LNA des satellites TV de la bande C (utilisés aux US) couvrent une bande de fréquences de 3.7 à 4.2 GHz. Ils ne conviennent donc pas aux stations SETI conçues pour étudier la ligne de l'hydrogène à 1,4 GHz. Certains LNA incorporent le filtrage, ce qui réduit la catégorie des fréquences amplifiées, mais aide à réduire les interférences.

Le gain, mesuré en déciBels (dB), indique combien le LNA augmente le signal entrant. Même si beaucoup pensent "si un peu c'est bien, beaucoup, c'est mieux", ce n'est pas le ces pour le gain du préamplificateur. En fait, un gain de LNA excessif peut réduire la sensibilité de votre récepteur SETI. Une règle de base est que le gain du LNA doit être égal à la somme du bruit du récepteur microonde (en dB) et de la perte du cable RF (aussi en dB) auquel on ajoute 10 dB. Pour la plupart des stations SETI avec un cable coaxial court, 20 dB de gain de préamp est en général convenable. Si le cacle est très long ou présente d'anormales pertes en RF, 30dB de gain LNA est plus approprié.

La température de bruit est une mesure du bruit additionnel que le LNA ajoute à votre système SETI. Puisque tout signal est en compétition avec une variété de sources de signaux naturels et arificiels, plus la température de bruit est faible, mieux c'est. Les LNA utilisés pour la recherche SETI amateur ont généralement entre 35 et 100Kelvin de bruit interne. Le bruit est quelquefois exprimé non pas en Kelvin, mais comme Nombre de Bruit (en dB) ou Facteur Bruit (sans unité). La SETI League fournit un tableau Microsoft Excel ® pour la convertion entre ses diverses unités de bruit. Quelquefois, vous pouvez réduire la température de bruit d'un LNA en le refroidissant thermiquement. Un autre tableau vous permet de calculer l'amélioration obtenue en réduisant la température ambiante du LNA.

Beaucoup de LNA du commerce sont distribués avec un choix de connecteurs coaxiaux d'entrée et sortie. La plupart des membres de la SETI League préfèrent utiliser le standard : un connecteur coaxial appelé type N, puisque c'est le connecteur utilisé sur la plupart des cornets d'antenne et des récepteurs microonde. Pour minimiser les pertes, le LNA doit être monté directement sur le connecteur de sortie du cornet d'antenne, avec l'adaptateur coaxial approprié (probablement un adaptateur barre male-male de type N).

Un autre point à prendre en considération est la manière appropriée d'obtenir le potentiel souhaité pour le LNA. La plupart des LNA opèrent à partir d'un générateur à courant continu, typiquement à +12V. Certaines constructions demandent que le courant soit appliqué par le conducteur central du cable RF, et certains vendeurs vous donnent le choix entre une alimentation en courant continu interne ou séparée. L'alimentation par la ligne de transmission exige que le récepteur micro-onde soit conçu pour fournir cette tension, ou qu'un accessoire appelé "Connecteur de courant continu" ou "T de dérivation" (Bias Tee) soit connecté avant le récepteur, et corresponde au générateur approprié. Même si c'est un schéma généralement utilisé pour alimenter un circuit d'antenne dans les récepteurs de TC satellite commerciaux, beaucoup d'amateurs de SETI préfèrent utiliser un cable à courant continu séparé (cable téléphone, haut-parleur ou de lampe) à l'extérieur du LNA, et appliquer le potentiel continu requis à l'intérieur de la station SETI. (Attention à la polarité appliquée à ce cable, car inverser le générateur positif et négatif peut endommager le LNA. Le connecteur central du LNA est toujours positif).

Même si beaucoup de LNA du commerce sont faits de boîtes en métal pour les protéger contre les interférences de fréquence radion peu sont fournis avec des boites étanches. Pour prévenir les dégâts dus aux éléments naturels, je préfère placer mn amplificateur dans une boîte Tupperware ®. Il est nécessaire de percer des trous dans le plastique pour l'adaptateur coaxial à l'entrée, le cable en sortie et les fils d'alimentation. N'oubliez pas de fermer ces ouvertures avec de l'adhésif RTV (polymère silicone), que vous pouvez vous procurer à n'importe quelle quincaillerie.

Des informations sur les divers LNA du commerce disponibles en kit ou assemblés, avec des liens vers les vendeurs, peuvent être trouvés dans le chapitre Préamplificateurs et filtres du manuel technique de la SETI League. Pour ceux qui sont un peu plus expérimentés, des schémas et d'autres informations sont fournies.