Micron Document
____ _ _ _ _
| _ \ ___ | |_ (_) _ __ ___ __| | (_) __ _
| |_) | / _ \ | __| | | | '_ \ / _ \ / _| | | | / _ |
| _ < | __/ | |_ | | | |_) | | __/ | (_| | | | | (_| |
|_| \_\ \___| \__| |_| | .__/ \___| \__,_| |_| \__,_|
|_|


The NomadNet German & English Wikipedia | Archives | Info
- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b- `b

🔍 Search

ÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻÂŻ

Koaxialkabel
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
top
Koaxialkabel, kurz Koaxkabel, sind zweipolige Kabel mit im Querschnitt konzentrischem Aufbau. Sie bestehen aus einem Innenleiter (auch Seele genannt), der in konstantem Abstand von einem hohlzylindrischen Außenleiter umgeben ist. Der Außenleiter schirmt den Innenleiter vor Störstrahlung ab.cite-ref-1[1]

Der Zwischenraum ist ein Isolator bzw. Dielektrikum. Das Dielektrikum kann anteilig oder vollstĂ€ndig aus Luft bestehen (siehe Luftleitung). Meist ist der Außenleiter durch einen isolierenden, korrosionsfesten und wasserdichten Mantel nach außen hin geschĂŒtzt. Der mechanische Aufbau und insbesondere das Dielektrikum des Kabels bestimmt den Leitungswellenwiderstand sowie die von der Frequenz abhĂ€ngige DĂ€mpfung der Kabel.

„Fliegende“ Koaxialkabel ohne feste Verlegung werden hĂ€ufig als Antennenkabel fĂŒr Radio- oder Fernsehempfang oder als Cinch-Verbindung vor allem im Audio-Bereich verwendet.

Übliche Koaxialkabel haben einen Außendurchmesser von 2 bis 15 mm, Sonderformen von 1 bis 100 mm. Es gibt auch eine koaxiale Bauform von Freileitungen, die Reusenleitung.

Contents

‱ Aufbau
‱ Parameter
‱ Kabeltypen
‱ Breitband
‱ Low Noise
‱ Weblinks

──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Aufbau

Flexible Koaxialkabel besitzen meist Innenleiter aus dĂŒnnen, geflochtenen oder verseilten KupferdrĂ€hten und Kabelschirme aus ebenfalls geflochtenen KupferdrĂ€hten, wobei der Schirm durch eine Folie ergĂ€nzt sein kann. Das Geflecht darf dann einen geringeren Bedeckungsgrad aufweisen. Rigid-Koaxialkabel fĂŒr hohe Leistungen oder hohe Schirmungsfaktoren sind mit einem starren Außenleiter in Form eines Rohres aufgebaut.

Sonderformen von Koaxialkabeln verfĂŒgen ĂŒber zwei Innenleiter oder mehrere, koaxial angeordnete Außenleiter. Diese Kabel mit zwei Außenleitern sind unter Bezeichnungen wie Triaxialkabel erhĂ€ltlich und werden unter anderem in der Videotechnik eingesetzt, wenn die Schirmfunktion zum Beispiel vom Außenleiter getrennt werden soll. Eine weitere Sonderform ist ein Koaxialkabel mit Ferritummantelung. Die Ferritummantelung wirkt als Gleichtaktdrossel, die ein Gegentaktsignal transformatorisch stĂŒtzt und auf ein Gleichtaktsignal induktiv dĂ€mpfend wirkt. Die Transferimpedanz als KenngrĂ¶ĂŸe der Schirmwirkung wird vom Ferrit nicht beeinflusst, wohl aber die SchirmdĂ€mpfung.

Eine Variante des Koaxialkabels ist das Schlitzkabel, das als langgestreckte Antenne eingesetzt wird. Das Schlitzkabel ist ein Koaxialkabel mit unvollstĂ€ndiger Abschirmung. Sein Außenleiter hat Schlitze oder Öffnungen, durch die ĂŒber die ganze LĂ€nge des Kabels kontrolliert HF-Leistung abgegeben und aufgenommen werden kann.

Verwendungen

Koaxialkabel sind dazu geeignet, im Frequenzbereich von einigen kHz bis zu einigen GHz hochfrequente, breitbandige Signale zu ĂŒbertragen. Das können hochfrequente Rundfunksignale, Radarsignale oder einfach Messsignale in einem PrĂŒflabor sein. Auch fĂŒr Ethernet-Netzwerke wurden bis in die 1990er Jahre Koaxialkabel verwendet. FĂŒr einige Anwendungen, zum Beispiel fĂŒr Mikrofone, wird gelegentlich eine Gleichspannung mit ĂŒbertragen, um einen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen (Fernspeisung, Tonaderspeisung, Phantomspeisung).

Koaxialkabel werden zur Übertragung hochfrequenter unsymmetrischer Signale eingesetzt; der Außenleiter fĂŒhrt dabei ĂŒblicherweise das Referenzpotenzial, nĂ€mlich die Masse, der Innenleiter fĂŒhrt die Signalspannung oder bei der Fernspeisung auch die Versorgungsspannung. Zur Übertragung hochfrequenter symmetrischer Signale wird die Bandleitung eingesetzt.

Eine Sonderanwendung finden Koaxialkabel bei der Erzeugung von Hochleistungsimpulsen in der Radartechnik. Dabei werden keine Signale ĂŒbermittelt, sondern hier wirkt das Kabel als Hochspannungsquelle mit genau definiertem Innenwiderstand, die ihre gesamte gespeicherte Ladung nach definierter Zeit abgegeben hat.

Koaxialkabel werden auch fĂŒr die elektrische Übertragung digitaler Stereo- oder Mehrkanal-Audiosignale zwischen verschiedenen GerĂ€ten benutzt. Die dafĂŒr ĂŒbliche S/PDIF Schnittstelle findet sich bei CD-Spielern, DAT-Recordern, bei MiniDisc, zwischen DVD-Player und Heimkinoreceiver, Audioanlagen in Fahrzeugen und bei digitalen Audiokarten in PCs.

Physikalische Eigenschaften

In Koaxialkabeln wird die Nutzsignalleistung im Dielektrikum zwischen Innenleiter und Außenleiter ĂŒbertragen. Mathematisch beschreibt dies der Poynting-Vektor, der im Idealfall ausschließlich im Dielektrikum einen Wert ungleich Null annimmt. In diesem Fall existiert im idealen Leiter keine elektrische Feldkomponente in Wellenausbreitungsrichtung. Im Dielektrikum sind fĂŒr eine elektromagnetische Welle der elektrische Feldanteil senkrecht zwischen Innen- und Außenleiter, der magnetische Feldanteil zylindrisch um den Innenleiter und der Poynting-Vektor in LeitungslĂ€ngsrichtung orientiert. Das Koaxialkabel kann bei hohen Frequenzen als Wellenleiter aufgefasst werden, die OberflĂ€chen des metallischen Innen- und Außenleiters dienen als Berandung zur FĂŒhrung einer elektromagnetischen Welle. Da dies meist unerwĂŒnscht ist, muss der Umfang des Außenleiters kleiner als die WellenlĂ€nge λ sein. Das begrenzt die Verwendbarkeit von Koaxkabeln bei sehr hohen Frequenzen, weil dann unerwĂŒnschte Hohlleitermoden auftreten können.

Der wesentliche Unterschied zwischen einem Koaxialkabel und einem Hohlleiter ist der beim Koaxialkabel vorhandene Innenleiter. Dadurch besteht die Möglichkeit zum Bilden von TEM-Mode bei der Wellenausbreitung im Kabel, dadurch, dass der Leiterquerschnitt nicht einfach zusammenhÀngend ist.

Koaxialkabel besitzen einen definierten Wellenwiderstand. Er betrĂ€gt fĂŒr die Rundfunk- und Fernsehempfangstechnik ĂŒblicherweise 75 Ω, fĂŒr andere Anwendungen sind 50 Ω ĂŒblich. Die DĂ€mpfung eines Koaxialkabels wird durch den Verlustfaktor des Isolatorwerkstoffes und den Widerstandsbelag bestimmt. Die Verluste im Dielektrikum, nĂ€mlich dem Isolierwerkstoff, werden ĂŒber dessen PermittivitĂ€t festgelegt, sie sind ausschlaggebend fĂŒr den Ableitungsbelag der Leitung. Bei einem Koaxialkabel sind der Abstand zwischen Innenleiter und Außenleiter sowie das Material in diesem Zwischenraum (Dielektrikum) ausschlaggebend fĂŒr den Wellenwiderstand.

‱ Es gibt verschiedene GrĂŒnde, weshalb der Wellenwiderstand gebrĂ€uchlicher Koaxialkabel zwischen 30 Ω und 75 Ω liegt:

‱ Leitungsverlust (DĂ€mpfung), abhĂ€ngig von Isolator und ohmschen Widerstand der Leitung
‱ ĂŒbertragbare Leistung

‱ Der Leitungsverlust pro LĂ€nge hĂ€ngt vom Material ab, das Innen- und Außenleiter trennt.

‱ Wird Luft als Isolator verwendet, sind die Verluste bei Z=75 Ω minimalcite-ref-2[2]
‱ Bei Polyethylen liegt der optimale Wert bei 50 Ω.

Die durch ein Koaxialkabel ĂŒbertragbare Leistung ist vom Wellenwiderstand abhĂ€ngig. Bei einem Wellenwiderstand von 30 Ω ist die ĂŒbertragbare Leistung maximal.cite-ref-3[3]

AbhÀngig von der Anwendung wird deshalb der Wellenwiderstand gewÀhlt.

‱ TV und Radiotechnik: 75 Ω um Verluste gering zu halten. Da diese Systeme nicht senden, wird der Punkt des geringsten Verlusts gewĂ€hlt.
‱ Kommunikationstechnik: 50 Ω um sowohl bei Empfang als auch bei Senden gute Übertragungseigenschaften zu haben. (Mittelwert zwischen 30 Ω und 75 Ω)

Bei höheren Leistungen und zur Minimierung der Signalverluste kann das Dielektrikum durch dĂŒnne Abstandshalter oder Schaumstoff zwischen Innen- und Außenleiter ersetzt werden, der restliche Raum zwischen den Leitern ist mit Luft gefĂŒllt. Luft ermöglicht als Dielektrikum eine annĂ€hernd verlustlose Übertragung. Verluste entstehen fĂŒr luftgefĂŒllte Leitungen fast ausschließlich im Metall der Leitung. Solche Koaxialkabel werden oft mit Außenleitern aus geschlossenem Blech und massiven Innenleitern gefertigt. Sie sind dann jedoch mechanisch wenig flexibel und werden nur bei ortsfesten Installationen verwendet. Beispiele sind die Verbindungsleitungen zwischen Sender und Antenne bei Sendeleistungen ab etwa 100 kW sowie Kabelnetze.

Koaxialkabel bieten durch ihren konzentrischen Aufbau und die FĂŒhrung des Referenzpotenzials im Außenleiter eine elektromagnetische Schirmwirkung. Die Transferimpedanz ist ein Maß fĂŒr diese Schirmwirkung und beschreibt die QualitĂ€t eines Koaxialkabelschirms.

Parameter

Zu den wichtigen Parametern eines Koaxialkabels zÀhlen:

‱ der Wellenwiderstand (Kabelimpedanz) ZL – er ist von der LeitungslĂ€nge und (fĂŒr hochfrequente Signale nĂ€herungsweise) von der Signalfrequenz unabhĂ€ngig, die Einheit ist Ohm. Üblich sind Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm (allgemeine HF-Technik) oder 75 Ohm (Fernsehtechnik), selten 60 Ohm (alte Systeme) oder 93 Ohm. Der Wert kann experimentell mithilfe der Zeitbereichsreflektometrie bestimmt werden. Der Wellenwiderstand berechnet sich aus dem VerhĂ€ltnis des Innendurchmessers D des Außenleiters und dem Durchmesser d des Innenleiters des Kabels und den dielektrischen Eigenschaften (relative PermittivitĂ€t Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\rm {r}}} ) des Isolationsmaterials (Dielektrikum):

Z L = Z o 2 π π Δ Δ r ln ⁥ ⁥ D d ≈ ≈ 60 Ω Ω Δ Δ r ln ⁥ ⁥ D d ≈ ≈ 138 Ω Ω Δ Δ r lg ⁥ ⁥ D d = L â€Č C â€Č {\displaystyle Z_{L}\ =\ {\frac {Z_{o}}{2\pi {\sqrt {\varepsilon _{\rm {r}}}}}}\,\ln {\frac {D}{d}}\ \approx \ {\frac {60~\Omega }{\sqrt {\varepsilon _{\rm {r}}}}}\,\ln {\frac {D}{d}}\ \approx \ {\frac {138~\Omega }{\sqrt {\varepsilon _{\rm {r}}}}}\,\lg {\frac {D}{d}}={\sqrt {\frac {L'}{C'}}}} mit dem Wellenwiderstand des Vakuums Z 0 {\displaystyle Z_{0}}
Ein Berechnungsprogramm findet sich in Ref.cite-ref-4[4] Die oben genannte Formel und das Programm vernachlĂ€ssigen den Ableitungsbelag G’ und den Widerstandsbelag R’ der Leitung. Diese Vereinfachung ist im Hochfrequenzbetrieb zulĂ€ssig.

Da das VerhĂ€ltnis D/d aus mechanischen GrĂŒnden auf 2,3
20 limitiert ist und durch den flachen Verlauf des Logarithmus weiter auf 0,83
3 reduziert wird, ist auch der Wellenwiderstand von Koaxialkabel nicht willkĂŒrlich herstellbar. Koaxialkabel sind daher nur im Bereich von 30 bis 145 Ohmcite-ref-5[5] Wellenwiderstand praktisch realisierbar.

‱ die DĂ€mpfung pro LĂ€nge, angegeben in Dezibel pro 100 Meter – sie hĂ€ngt von der Frequenz ab. Verlustarme Koaxialkabel besitzen einen möglichst großen Durchmesser, die Leiter sind versilbert (Skin-Effekt), das Dielektrikum ist aus Teflon oder aus geschĂ€umtem Material (hoher Luftanteil). Verlustarme Kabel besitzen eine Isolierstoff-Wendel, um den Innenleiter zu stĂŒtzen, das Dielektrikum besteht dann vorwiegend aus Luft oder einem Schutzgas (SF6, Schwefelhexafluorid).
‱ der KapazitĂ€tsbelag betrĂ€gt bei einem 50-Ohm-Koaxialkabel etwa

100 pF/m

‱ der InduktivitĂ€tsbelag betrĂ€gt fĂŒr ein 50-Ohm-Koaxialkabel etwa

250 nH/m

‱ Ausbreitungsgeschwindigkeit und VerkĂŒrzungsfaktor. Die maximal mögliche Ausbreitungsgeschwindigkeit ist durch die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gegeben und betrĂ€gt 299.792,458 km/s. Das entspricht rund 30 cm pro Nanosekunde (30 cm/ns; siehe auch: Lichtfuß). In der ErdatmosphĂ€re wird die Geschwindigkeit durch die PermittivitĂ€t der Luft auf etwa 299.700 km/s reduziert. In Kabeln verringert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit weiter aufgrund der PermittivitĂ€t des verwendeten Dielektrikums. Zur Berechnung verwendet man den sogenannten VerkĂŒrzungsfaktor, das ist der Kehrwert der Quadratwurzel der PermittivitĂ€t Δ Δ r {\displaystyle {\varepsilon _{\rm {r}}}} des Kabeldielektrikums, also 1 Δ Δ r {\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {\varepsilon _{\rm {r}}}}}} . FĂŒr das als Kabeldielektrikum oft verwendete Polyethylen (PE) mit Δ Δ r = 2 , 25 {\displaystyle \varepsilon _{\rm {r}}=2{,}25} ergibt sich ein VerkĂŒrzungsfaktor von 2 / 3 {\displaystyle ^{2}\!\!/\!_{3}} . Damit betrĂ€gt die Ausbreitungsgeschwindigkeit rund 200.000 km/s und die Verzögerungszeit berechnet sich zu ungefĂ€hr 5 ns pro Meter Kabel (zum Vergleich: im Vakuum nur etwa 3,33 ns/m). Ebenfalls weit verbreitet als Isoliermaterial ist Teflon mit einem Δ Δ r ≈ ≈ 2 {\displaystyle \varepsilon _{\rm {r}}\approx 2} , was zu einer Verzögerungszeit von etwa 4,7 ns pro Meter fĂŒhrt.
‱ SchirmdĂ€mpfung in Dezibel oder Transferimpedanz in mOhm/m. Die SchirmdĂ€mpfung wird fĂŒr Leitungen eher nicht verwendet. Die Transferimpedanz ist die ĂŒbliche MessgrĂ¶ĂŸe. Messverfahren zur Transferimpedanz sind genormt.

Leitungsanpassung und Reflexionen

Koaxialkabel fĂŒr Hochfrequenzanwendung werden im Allgemeinen in Leitungsanpassung betrieben. Der Lastwiderstand der Senke soll möglichst genau dem Wellenwiderstand des Kabels entsprechen, damit am Leitungsende keine Reflexionen auftreten, die stehende Wellen und erhöhte Verluste hervorrufen können. Der Grad der Fehlanpassung wird mit StehwellenmessgerĂ€ten oder Zeitbereichsreflektometrie ermittelt. Bei Signalen geringer Bandbreite kann der Wert des Lastwiderstandes durch einen Resonanztransformator geĂ€ndert werden.

Reflexionen und frequenzabhÀngige Eigenschaften des Dielektrikums verÀndern auch die Flankensteilheit digitaler Signale (vgl. Dispersion und Impulsfahrplan).

Reflexionen entstehen an allen Stellen, an denen sich der Wellenwiderstand Àndert, auch bei ungeeigneten Verbindungsstellen (Stecker) bei höheren Frequenzen.

Störende Beeinflussung

Unter Ingress (engl. ‚Eindringen‘), auch Einstrahlung genannt, versteht man die störende Beeinflussung von Signalen durch elektromagnetische Felder, die von außen in Koaxialkabel eindringen. Egress beschreibt die gegenteilige Erscheinung, nĂ€mlich das Austreten von Störfeldern aus Koaxialkabeln. Störende Beeinflussungen können jedoch auch aus der fehlerhaften Anpassung von EndgerĂ€ten resultieren.

Quellen störender Beeinflussungen sind u. a. Sendeanlagen, HaushaltsgerÀte, Schaltnetzteile und Starkstromleitungen.

Zu den Ursachen einer unzureichenden abschirmenden Wirkung von Koaxialkabeln zĂ€hlen MĂ€ngel des Außenleiters, Bruchstellen oder defekte Steckverbindungen. Andere Fehlerquellen wĂ€ren SchĂ€den an Abzweigen oder unterirdischen Verteilern. Weiterhin sollte die QualitĂ€t des Kabels und insbesondere das Schirmungsmaß den Anforderungen entsprechen. Gute Kabel fĂŒr TV-Anwendungen erreichen ein VerhĂ€ltnis elektromagnetischer FeldstĂ€rken auf Innen- und Außenseite von etwa 100 dB.cite-ref-6[6] Kritische Anwendungen wie in nuklearen Reaktoren setzen mitunter supergeschirmte Kabel ein, beispielsweise entsprechend des UK-Standards AESS(TRG) 71181.cite-ref-7[7]

Außerdem kommt es beim Anschluss symmetrischer Antennen ĂŒber naturgemĂ€ĂŸ unsymmetrische Koaxialkabel ohne den Einsatz von Symmetriergliedern (Balun) zu Wechselwirkungen. Hierbei gelangen hochfrequente Wechselströme (sogenannte Mantelwellen) auf den Außenleiter, die das Speisekabel zum Teil der Antenne machen. Dies wĂ€re ein Beispiel fĂŒr störende Beeinflussungen aufgrund fehlerhafter Anpassung von EndgerĂ€ten. Aber auch fehlerhafte Steckverbindungen haben diesen Effekt, soweit sich die StromflĂŒsse auf Innen- und Außenleiter nicht mehr gegenseitig aufheben und nicht nur am Stecker, sondern ĂŒber die LĂ€nge des angeschlossenen Kabels elektromagnetische Felder austreten.

Steckverbinder

→

Hauptartikel

:

HF-Steckverbinder

Aufbau und Ă€ußerer Durchmesser sowie der gewĂŒnschte Betriebsfrequenzbereich bestimmen die verwendbaren koaxialen AnschlussstĂŒcke, die HF-Steckverbinder. Dabei unterscheidet man Stecker (engl. „male connector“ oder „plug“) und Buchsen (engl. „female connector“ oder „jack“). Daneben gibt es auch „geschlechtslose“ Verbinder, wie beispielsweise APC-Verbindungen. Die Steckverbinder unterscheiden sich durch den Innendurchmesser D des Außenleiters, die GrĂ¶ĂŸe und HomogenitĂ€t ihrer LeitungswellenwiderstĂ€nde und die verwendeten Isolierstoffe. Diese sowie die HomogenitĂ€t des Wellenwiderstandes bestimmen die maximale Betriebsfrequenz (Grenzfrequenz) wesentlich. GĂ€ngige sind die an Labor- und FunkgerĂ€ten und frĂŒher an Netzwerkkabeln verwendeten BNC-Steckverbinder. Es gibt sie mit LeitungswellenwiderstĂ€nden 50 Ohm und 75 Ohm.

‱ Belling-Lee-Stecker (Kabelfernsehen, terrestrische Antennensteckverbindungen)
‱ F-Steckverbinder (Satellitenfernsehen); bei diesen wird der Innenleiter zugleich als Steckerstift verwendet.

Folgende Tabelle listet beispielhaft Steckverbinder mit hoher Grenzfrequenz:

| Durchmesser | Bezeichnung | Grenzfrequenz |
|---|---|---|
| 7,00 mm | APC-7, N | 0 18 GHz |
| 3,50 mm | (SMA) | 0 34 GHz |
| 2,92 mm | K | 0 40 GHz |
| 2,40 mm | – | 0 50 GHz |
| 1,85 mm | V | 0 67 GHz |
| 1,00 mm | W | 110 GHz |

Kabeltypen

Kabelbezeichnung

Im Joint Electronics Type Designation System (JETDS, MIL-STD-196), als ein vom United States Department of War wĂ€hrend des Zweiten Weltkrieges entwickeltes System zur Benennung elektronischer AusrĂŒstung, wurden Koaxialkabel mit den Buchstaben RG fĂŒr Radio Guide bezeichnet. Mit der Revision D im Januar 1985 wurde die Bezeichnung gestrichen.cite-ref-8[8] Aus diesem Grund entsprechen Kabel, die heute unter dem Label RG-xx verkauft werden, nicht unbedingt den militĂ€rischen Spezifikationen.

FĂŒr Bus-Topologie im Basisband

‱ 10BASE5: 10 Mbit/s, Baseband (Basisband), 500 m

‱ RG-8 – Thick Ethernet oder YellowCable

‱ Wellenwiderstand 50 Ω
‱ max. LĂ€nge 500 m pro Segment
‱ max. 100 AnschlĂŒsse pro Segment
‱ min. Abstand der AnschlĂŒsse 2,5 m
‱ min. Biegeradius 0,2 m
‱ 5-4-3-Regel:

‱ max. fĂŒnf Segmente
‱ max. vier Repeater
‱ max. drei Segmente mit RechneranschlĂŒssen (populated segments)

‱ Durchmesser 1,27 cm
‱ Anschluss der Rechner mit Invasivstecker (auch Vampirklemme, Vampirabzweige oder Vampire Tap genannt)

‱ 10BASE2: 10 Mbit/s, Baseband (Basisband), ca. 185 m

‱ RG-58 – Thin Ethernet oder CheaperNet

‱ Wellenwiderstand 50 Ω
‱ max. LĂ€nge 185 m pro Segment
‱ max. 30 AnschlĂŒsse pro Segment
‱ min. Abstand der AnschlĂŒsse 0,5 m
‱ min. Biegeradius 0,05 m (=5 cm)
‱ 5-4-3-Regel:

‱ max. fĂŒnf Segmente
‱ max. vier Repeater
‱ max. drei Segmente mit RechneranschlĂŒssen (populated segments)

‱ Durchmesser 0,64 cm
‱ Anschluss der Rechner mit T-StĂŒck

‱ RG-58 U – Innenleiter massives Kupfer
‱ RG-58 A/U – Innenleiter Kupferlitze
‱ RG-58 C/U – militĂ€rische Spez. von RG-58 A/U

FĂŒr Stern-Topologie im Basisband

‱ ARCNET:

‱ RG-62

‱ Wellenwiderstand 93 Ω
‱ max. LĂ€nge 300 m

Breitband

‱ zum Beispiel Kabelfernsehen, Sat-TV

‱ RG-59

‱ Wellenwiderstand 75 Ω
‱ Durchmesser 0,25 Zoll (6,4 mm)

‱ S-Video-Kabel.

Low Noise

Diese Kabelfamilie wurde speziell fĂŒr Anwendungen entwickelt, bei denen mechanische KrĂ€fte wie z. B. ErschĂŒtterungen, Biege- oder Torsionsbewegungen auf das Kabel einwirken. Bei herkömmlichen Kabeln können erhebliche Störungen durch solche von außen wirkenden KrĂ€fte entstehen. Low-Noise-Kabel hingegen besitzen ein spezielles halbleitendes Dielektrikum zur Minimierung dieser Störungen.

Technische Daten

Die technischen Daten einiger ausgewÀhlten Kabeltypen:cite-ref-9[9]cite-ref-10[10]

| Bezeichnung | Außen- durch- messer (mm) | min. Biege- radius (mm) | Leitungs- wellen- widerstand | DĂ€mpfung bei (dB/100 m) | DĂ€mpfung bei (dB/100 m) | DĂ€mpfung bei (dB/100 m) | Ver- kĂŒrzungs- faktor | Schirm- maß a |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bezeichnung | Außen- durch- messer (mm) | min. Biege- radius (mm) | Leitungs- wellen- widerstand | 145 MHz | 432 MHz | 1,3 GHz | Ver- kĂŒrzungs- faktor | Schirm- maß a |
| RG174A/U | 2,60 | 15 | 50±2 Ω | 38,4 | 68,5 | >104,2 | 0,66 | |
| RG58C/U | 4,95 | 25 | 50±2 Ω | 17,8 | 33,2 | 64,5 | 0,66 | |
| RG213/U | 10,30 | 50 | 50±2 Ω | 8,5 | 15,8 | 30,0 | 0,66 | 60 dB |
| Aircell 5 | 5,00 | 30 | 50±2 Ω | 11,9 | 20,9 | 39,0 | 0,82 | |
| Aircell 7 | 7,30 | 25 | 50±2 Ω | 7,9 | 14,1 | 26,1 | 0,83 | 83 dB |
| Aircom Plus | 10,30 | 55 | 50±2 Ω | 4,5 | 8,2 | 15,2 | 0,85 | 85 dB |
| Ecoflex 10 | 10,20 | 44 | 50±2 Ω | 4,8 | 8,9 | 16,5 | 0,86 | >90 dB |
| Ecoflex 15 | 14,60 | 150 | 50±2 Ω | 3,4 | 6,1 | 11,4 | 0,86 | >90 dB |
| Ecoflex 15 Plus | 14,60 | 140 | 50±2 Ω | 3,2 | 5,8 | 10,5 | 0,86 | >90 dB |
| H1000 | 10,30 | 75 | 50±2 Ω | 4,3 b | 9,1 c | 18,3 | 0,83 | >85 dB |

Die Angabe eines Schirmmaßes ohne Angabe der Frequenz oder der gewĂ€hlten BezugsgrĂ¶ĂŸen (z. B. StromstĂ€rke, Spannung oder FeldstĂ€rke) ist nicht eindeutig. Die Schirmwirkung einer Koaxialleitung ist stark frequenzabhĂ€ngig. NĂ€heres ĂŒber die Schirmwirkung von Koaxialkabeln und deren normgerechte Messung steht im Artikel

Transferimpedanz

.

bei 100 MHz

bei 400 MHz

Weblinks

Commons

: Koaxialkabel

– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Koaxialkabel

– BedeutungserklĂ€rungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

cite-note-11. ↑ Koaxialkabel / Koaxialleitung. Abgerufen am 18. Juni 2023 (deutsch).
cite-note-22. ↑ Grundlagen und Anwendungen von Koaxkabeln (PDF; 545 kB)
cite-note-33. ↑ Why 50 Ohms?
cite-note-44. ↑ microwaves101.com – Programm zur Berechnung der Wellenimpedanz
cite-note-55. ↑ Huber+Suhner S-03279-150, D=2,95 mm, d=0,15 mm
cite-note-66. ↑ Koaxialkabel Test bzw. Vergleich 2022. In: Computer Bild. 2022, ehemals im Original (nicht mehr online verfĂŒgbar); abgerufen am 16. Juli 2022.@1@2Vorlage:Toter Link/www.computerbild.de (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven)
cite-note-77. ↑ AESS(TRG) 71181 Part 2, May 1977 Superscreened co-axial cables for the nuclear power industry. In: IAEA. UKAEA Atomic Energy Establishment, Winfrith, 1977, abgerufen am 16. Juli 2022 (englisch).
cite-note-88. ↑ MIL-STD-196D. In: everyspec.com. Abgerufen am 17. Juli 2020.
cite-note-99. ↑ PrĂŒfungsfragen Technik Amateurfunk Klasse A mit Formelsammlung (PDF; 2,9 MB) Bundesnetzagentur 2007, S. 136
cite-note-1010. ↑ Datenblatt der im Amateurfunk gebrĂ€uchlichsten Kabel bei Friedrich Kusch