Koaxialkabel

Rg213_1.jpg zwischen Innenleiter und Kabelschirm.
3. Kabelschirm (hier einmal ausgeführt).
4. Schutzmantel.]] Rg213_2.jpg

Koaxialkabel, kurz: Koax-Kabel, bestehen gewöhnlich aus einem isolierten Innenleiter (auch Seele genannt), der von einem in konstantem Abstand um den Innenleiter angebrachten Kabelschirm, kurz Schirm, umgeben ist. Üblicherweise ist diese Ummantelung ebenfalls nach außen isoliert. Koaxialkabel haben einen Außendurchmesser von 2 bis 15 mm, Sonderformen von 1 mm bis 100 mm.

Es gibt auch Sonderformen von Koaxialkabeln mit zwei Innenleitern, aber sie werden nur sehr selten verwendet.

Kurze Kabel werden für gewöhnlich im Bereich von Fernseh- und Videoanlagen genutzt, längere Kabel zum Verbinden von Radio- und Fernseh- und Computernetzen. In der Hochfrequenztechnik werden Antennen, Sender und Empfangsanlagen über Koaxialkabel miteinander verbunden.

Das Kabel wird verwendet, um ein hochfrequentes oder breitbandiges Signal zu übertragen, für gewöhnlich bei Frequenzen im Bereich von 100 kHz bis 10 GHz. Teilweise wird 0 Hz mit übertragen, um einen Verbraucher am anderen Ende mit Energie zu versorgen. Das Koaxialkabel erleidet weniger Übersprechen als die Lecher-Leitung ohne Abschirmung und ist kompakter aber verlustreicher als ein Hohlleiter.

Parameter

Zu den wichtigen Parametern eines Koaxialkabels gehören:

die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand), in Ohm gemessen - berechnet aus dem Verhältnis von innerem und äußerem Durchmesser, ist unabhängig von der Frequenz des Signals; dies ermöglicht es, sie an die Geräte an beiden Seiten anzupassen. Meist beträgt der Wellenwiderstand 50 Ohm (allgemeine HF-Technik) oder 75 Ohm (Fernsehtechnik), selten 60 Ohm (alte Systeme) oder 93 Ohm.
die Dämpfung in Dezibel pro Meter - sie hängt von der Frequenz ab. Verlustarme Koaxialkabel besitzen einen möglichst großen Durchmesser, die Leiter sind versilbert (Skin-Effekt), das Dielektrikum ist aus Teflon oder aus geschäumtem Material. Sehr verlustarme Kabel besitzen eine wendelförmige Spirale um den Innenleiter zu stützen, das Dielektrikum besteht dann vorwiegend aus Luft oder einem Schutzgas (SF6, Schwefelhexafluorid).
die Kapazität in Picofarad pro Meter - sie ist für niederfrequente Anwendungen wichtig, wenn Signalquelle und Abschluss nicht dem Wellenwiderstand entsprechen.
Aufbau und äußerer Durchmesser, von dem die verwendeten Anschlussstücke (Steckverbinder) abhängen. Flexible Koaxialkabel besitzen Kabelschirme bzw. Innenleiter aus dünnen geflochtenen bzw. verseilten Kupferdrähten. Koaxialkabel für sehr hohe Leistungen besitzen einen Mantel aus Kupfer-Wellrohr, beim Semi-Rigid-Kabel für Höchstfrequenzanwendungen besteht der Kabelschirm aus einem 1-5 mm dicken biegbaren Rohr aus Kupfer oder Aluminium.

Leistungsanpassung und Reflexionen

Koaxialkabel müssen in Leistungsanpassung betrieben werden. Der Abschlusswiderstand auf beiden Seiten des Kabels sollte möglichst genau dem Wellenwiderstand entsprechen. Wird diese Bedingung nicht eingehalten, entstehen durch Reflexionen am Leistungsende stehende Wellen auf dem Kabel, die die Übertragung der maximal möglichen Leistung verringern. Reflexionen verschlechtern auch die Flankensteilheit von digitalen Signalen. Die Größe der Fehlanpassung wird über das Stehwellenverhältnis ausgedrückt.

Kabeltypen

für Bus-Topologie im Basisband

10Base5: (10 Mbit/s, Baseband (Basisband), 500 meter)
- RG-8 oder RG-11 - Thick Ethernet oder YellowCable
  - Impedanz bzw. Wellenwiderstand 50 Ω
  - max. Länge 500 m pro Segment
  - max. 100 Anschlüsse pro Segment
  - min. Abstand der Anschlüsse 2,5 m
  - min. Biegeradius 0,2 m
  - 5-4-3-Regel:
    - max. 5 Segmente
    - max. 4 Repeater
    - max. 3 Segmente mit Rechner-Anschlüssen (populated segments)
  - Durchmesser 0,5 Zoll (1,27 cm)
  - Anschluss der Rechner mit Invasivstecker (Vampirklemmentechnik)

10Base2: (10 Mbit/s, Baseband (Basisband), ca. 200 (eigentlich 185) meter)
- RG-58 - Thin Ethernet oder CheaperNet
  - Impedanz bzw. Wellenwiderstand 50 Ω
  - max. Länge 185 m pro Segment
  - max. 30 Anschlüsse pro Segment
  - min. Abstand der Anschlüsse 0,5 m
  - min. Biegeradius 0,05 m (=5 cm)
  - 5-4-3-Regel:
    - max. 5 Segmente
    - max. 4 Repeater
    - max. 3 Segmente mit Rechner-Anschlüssen (populated segments)
  - Durchmesser 0,25 Zoll (0,64 cm)
  - Anschluss der Rechner mit T-Stück
    - RG-58 U - Innenleiter massives Kupfer
    - RG-58 A/U - Innenleiter Kupferlitze
    - RG-58 C/U - Militärische Spez. von RG-58 A/U

für Stern-Topologie im Basisband

ARCNET:
- RG-62
  - Impedanz bzw. Wellenwiderstand 93 Ω
  - max. Länge 300 m

Breitband

z. B. Kabelfernsehen, Sat-TV
- RG-59
  - Impedanz bzw. Wellenwiderstand 75 Ω
  - Durchmesser 0,25 Zoll (0,64 cm)
S-Video-Kabel

Siehe auch

Weblinks

Nachrichtentechnik | Elektrische Leitung

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