Koaxialkabel sind bei der Übertragung von Hochfrequenzsignalen (RF) in verschiedenen Anwendungen weit verbreitet, darunter Telekommunikation, Rundfunk und Militärsysteme. Ihr Aufbau gewährleistet eine zuverlässige Leistung und macht sie zu einem unverzichtbaren Element für eine hochwertige Signalübertragung. In diesem Leitfaden werden die verschiedenen Koaxialkabeltypen, ihre Strukturen und ihre spezifischen Anwendungen vorgestellt und mit einem detaillierten Vergleich versehen, damit Sie fundierte Entscheidungen treffen können.
Inhaltsübersicht
Was ist ein Koaxialkabel?
Aufbau eines Koaxialkabels
Bei den Nutzern sind Koaxialkabel natürlich sehr beliebt, weil sie eine hervorragende Signalübertragungsleistung, eine hohe Übertragungsfrequenz, eine gute Entstörungsfähigkeit und eine stabile Signalqualität aufweisen. Besonders in Audiosystemen können Koaxialkabel die Klarheit und Genauigkeit der Signalübertragung gewährleisten.
Alle Koaxialkabel sind untrennbar mit der Struktur "Mittelleiter-Isolierschicht-Schirmschicht-Außenmantel" verbunden.
Der Mittelleiter ist der Kernteil des Koaxialkabels, der hauptsächlich für die Übertragung elektrischer Signale verantwortlich ist und in der Regel aus Kupfer, versilbertem Kupfer und anderen Materialien besteht. Der Mittelleiter ist von einer Isolierschicht umgeben, deren Hauptfunktion darin besteht, den Mittelleiter von der äußeren Abschirmungsschicht zu trennen und die charakteristische Impedanz des Kabels aufrechtzuerhalten.
Außerhalb der Isolierschicht befindet sich eine metallische Abschirmungsschicht, die als Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen und Hochfrequenzinterferenzen dient und das Durchsickern von Kabelübertragungssignalen und die Störung von Koaxialübertragungssignalen durch externe Signale verhindern kann. Die Abschirmschicht besteht aus einer Vielzahl von Materialien, wie z. B. metallgeflochtene Aluminiumfolie, Kupferfolie, Kupferdraht usw.
Schließlich gibt es noch die äußere Schutzschicht des Koaxialkabels, die in direktem Kontakt mit der äußeren Umgebung steht, um das Innere des Kabels vor äußeren Störungen und Schäden zu schützen. Wie bei anderen Kabeltypen besteht die äußere Schutzschicht im Allgemeinen aus PVC, PE und anderen Materialien.
Wie funktionieren Koaxialkabel?
Der Hochfrequenzstrom, der vom Mittelleiter des Koaxialkabels übertragen wird, kann als eine Antenne betrachtet werden, die Radiowellen nach außen abstrahlt, was im Wesentlichen eine Art "Wechselstrom" ist. Erinnern Sie sich an das Wissen aus dem Physikunterricht in der Mittelstufe: "Die Richtung des Wechselstroms ändert sich periodisch und kehrt sich innerhalb einer Sekunde mehrmals um." Um die Auswirkungen der Unsicherheit der Stromrichtung zu verringern, wird bei der Konstruktion der Koaxialleitung eine "Isolierung der leitenden Maschenschicht" hinzugefügt, d. h. eine Abschirmungsschicht, die die vom Mittelleiter abgestrahlten Funkwellen durch Erdung kontrollieren kann.
Der Stromübertragungsprozess ist jedoch nicht so reibungslos. Wenn ein Abschnitt des Koaxialkabels auf eine relativ große Extrusion oder Verzerrung stößt, ist es wahrscheinlich, dass die internen Funkwellen zur Signalübertragungsquelle zurückreflektiert werden, was die Signalqualität auf der Empfangsseite beeinträchtigt. Um dieses Problem zu lösen, muss eine Isolierschicht zwischen dem Mittelleiter und der Abschirmung eingefügt werden, um sicherzustellen, dass der Abstand zwischen ihnen gleichmäßig ist und die Stabilität der Stromsignalübertragung erhalten bleibt.
Koaxialkabel-Typen
Die Vielfalt der verfügbaren Koaxialkabeltypen ermöglicht einen maßgeschneiderten Einsatz in spezifischen Anwendungen. Nachfolgend finden Sie einen ausführlichen Überblick über die gängigen Typen:
Kabel der RG-Serie
Kabel der Serie RG (Radio Guide) sind standardisierte Koaxialkabel, die ursprünglich für militärische Anwendungen entwickelt wurden. Jeder Typ hat spezifische Eigenschaften, die für verschiedene Anwendungen und Umgebungen optimiert sind. Einige der verwendeten RG-Koaxialkabeltypen werden im Folgenden ausführlich beschrieben:
RG-6/U
RG-6 ist ein hochleistungsfähiges 75-Ohm-Koaxialkabel, das in erster Linie für digitale Kabelfernseh- und Satellitenanlagen entwickelt wurde. Es verfügt über eine hervorragende Abschirmung mit einer Vierfachabschirmung und einem 18 AWG-Leiter, wodurch es größer als RG-59 ist. Seine Konstruktion ermöglicht eine hervorragende Hochfrequenz-Digitalsignalübertragung mit minimalen Verlusten, wodurch es sich besonders für lange Kabelstrecken in modernen digitalen Anwendungen eignet.
- Impedanz: 75 Ohm
- Kerngröße: 1,024 mm
- Dielektrikum Typ: PF
- Nominale Dämpfung pro MHz (dB/100 ft):850/8.5dB; 1900/13.6dB
RG-8
RG-8 ist ein leistungsstarkes 50-Ohm-Koaxialkabel mit einem 13 AWG-Mittelleiter, das für anspruchsvolle HF-Anwendungen optimiert ist. Seine robuste Konstruktion bietet eine hervorragende Belastbarkeit und einen geringen Signalverlust. Mit seiner hervorragenden Abschirmung und den Optionen für Massiv- und Litzenleiter ist es ideal für Amateurfunk-Basisstationen und professionelle HF-Installationen.
- Impedanz: 50 Ohm
- Kerngröße: 2,17 mm
- Dielektrikum Typ: PF
- Nominale Dämpfung pro MHz (dB/100 ft): 850/6.4dB; 1900/10.4dB
RG-11
RG-11 ist ein professionelles 75-Ohm-Koaxialkabel, das sich durch seine große 14 AWG-Leitergröße und seine überragende Signalübertragungskapazität auszeichnet. Mit seiner umfassenden Vierfachabschirmung und dem geringsten Signalverlust unter den gängigen Kabeln eignet es sich hervorragend für HDTV- und professionelle Videoanwendungen. Seine robuste Konstruktion macht es zur bevorzugten Wahl für die Signalübertragung über große Entfernungen, wo maximale Leistung gefordert ist.
- Impedanz: 75 Ohm
- Kerngröße: 1,67 mm
- Dielektrikum Typ: PF
- Nominale Dämpfung pro MHz (dB/100 ft):850/6.25dB
RG-59
RG-59 ist ein 75-Ohm-Koaxialkabel, das häufig in analogen Video- und CCTV-Systemen verwendet wird. Sein 23 AWG-Leiter und die flexible Abschirmung eignen sich für Installationen mit begrenztem Platzangebot und bieten eine kostengünstige analoge Signalübertragung für kürzere Strecken.
- Impedanz: 75 Ohm
- Kerngröße: 0,64 mm
- Dielektrikum Typ: PF
- Nominale Dämpfung pro MHz (dB/100 ft):K.A.
Kabel der LMR-Serie
Die Kabel der LMR-Serie, hergestellt von Zeiten Mikrowellensystemesind flexible, verlustarme Koaxialkabel für die HF-Kommunikation. Diese Kabel eignen sich für Außen- und Inneninstallationen und bieten eine hervorragende Witterungsbeständigkeit und hohe Leistung für verschiedene Anwendungen. Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Vergleich verschiedener LMR-Kabel:
| Kabel Typ | Impedanz (Ohm) | Kerngröße (mm) | Dielektrikum Typ | Nenndämpfung pro MHz (dB/100 ft) | Anwendungen |
|---|---|---|---|---|---|
| LMR®200 | 50 | 1.12 | PF | 850/9,6 dB; 1900/14,6 dB | Kurze Antennenzuführungen, Low-PIM-Anwendungen |
| LMR®240 | 50 | 1.42 | PF | 850/7,2 dB; 1900/11,2 dB | GPS, WLAN, Mobilfunkantennen |
| LMR®400 | 50 | 2.74 | PF | 850/3,8 dB; 1900/5,8 dB | Jumper-Baugruppen, drahtlose Systeme |
| LMR®600 | 50 | 4.47 | PF | 850/2,4 dB; 1900/3,8 dB | Lange Antennenstrecken, Mikrowellensysteme |
| LMR®900 | 50 | 6.65 | PF | 850/1,6 dB; 1900/2,6 dB | Mittlere Antennenzuführungen, flexible RF-Aufbauten |
| LMR®1200 | 50 | 8.66 | PF | 850/1,2dB; 1900/1,9dB | Groß angelegte RF-Installationen |
| LMR®1700 | 50 | 13.39 | PF | 850/0,9dB; 1900/1,5dB | Kommunikation über sehr weite Entfernungen |
Highlights von LMR-Kabeln:
- LMR®200: Dieses kompakte und flexible Kabel ist ideal für Kurzstreckenverbindungen wie Antennenzuleitungen und Anwendungen, die ein geringes PIM erfordern.
- LMR®240: Das Gleichgewicht zwischen Flexibilität und geringer Dämpfung macht es ideal für GPS-Systeme, WLAN und mobile Antennenaufbauten.
- LMR®400: Es wurde als Ersatz für RG-8-Kabel entwickelt und eignet sich hervorragend für Brückenkonstruktionen und drahtlose Kommunikationssysteme, die wiederholt gebogen werden müssen.
- LMR®600: Das als "Halbzoll"-Kabel bekannte Kabel bietet eine überragende Signalqualität für HF-Leitungen über große Entfernungen und ist einfacher zu handhaben als luftdynamische Kabel.
- LMR®900: Dieses größere und für mittlere Antennenzuführungen konzipierte Kabel bietet geringe Verluste und hohe Flexibilität für eine Reihe von Anwendungen.
- LMR®1200 & LMR®1700: Diese Kabel sind ideal für großflächige und extrem weitreichende HF-Anwendungen und bieten außergewöhnliche Leistung und Haltbarkeit für anspruchsvolle Installationen.
Hardline Koaxialkabel
Hardline-Koaxialkabel sind für hochfeste Übertragungen ausgelegt und werden häufig für militärische Signale, den Rundfunk und die Verbindung von bodennahen Sendern mit Antennenempfängern verwendet. Diese Koaxialkabeltypen haben einen großen Durchmesser (≥ ½ Zoll) und bestehen aus Materialien wie Kupfer, Silber, Aluminium oder Stahl für den Mittelleiter und die Abschirmung. Ein dielektrischer Puffer, z. B. Polyethylenschaum oder unter Druck stehender Stickstoff, wird häufig hinzugefügt, um Lichtbogenbildung und Feuchtigkeitskontamination zu verhindern. Die Abschirmung kann von starren Rohren bis hin zu gewellten Materialien reichen, wodurch sie sich für robuste Anwendungen eignen, die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit erfordern.
Abstrahlendes Koaxialkabel
Abstrahlende Koaxialkabel, auch bekannt als "Leckkabel", haben ein einzigartiges Design, das Schlitze in der Abschirmung enthält. Diese Schlitze sind auf bestimmte Wellenlängen abgestimmt und ermöglichen eine kontrollierte Signalabstrahlung. Diese Koaxialkabel sind ideal für Umgebungen, in denen herkömmliche Antennen unpraktisch sind, z. B. in Tunneln, Aufzügen oder unterirdischen Einrichtungen. Indem sie eine vorher festgelegte Menge an Signalübertragung zwischen Sender und Empfänger ermöglichen, bieten strahlende Kabel eine konsistente und zuverlässige Abdeckung.
Zweiachsiges Koaxialkabel
Twinaxial- oder "Twinax"-Kabel sind ein spezieller Typ von Koaxialkabel, der zwei zentrale Leiter anstelle eines Leiters aufweist. Diese Koaxialkabeltypen werden häufig für Hochgeschwindigkeits- und Kurzstrecken-Signalanwendungen verwendet, z. B. in Rechenzentren oder Netzwerkhardware mit SFP+-Schnittstellen. Durch die Doppelleiterkonstruktion können Twinax-Kabel schnellere Datenübertragungsraten bei minimalen Störungen erreichen, was sie zu einer beliebten Wahl für moderne Netzwerksysteme macht.
Semi-Rigid-Koaxialkabel
Halbstarre Koaxialkabel verfügen über ein PTFE-gestütztes Dielektrikum und eine massive Leiterabschirmung, die hervorragende dielektrische Eigenschaften für Hochfrequenzanwendungen bieten. Diese Koaxialkabeltypen sind in ihrer Größe und Frequenzübertragung begrenzt, bieten jedoch eine hervorragende Leistung in Umgebungen, die Präzision und minimalen Signalverlust erfordern. Aufgrund ihrer starren Struktur eignen sie sich für Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungssysteme.
Triaxiales Koaxialkabel
Triaxial- oder "Triax"-Kabel sind eine fortschrittliche Variante von Koaxialkabeltypen, die eine zusätzliche Isolierschicht und einen zweiten leitenden Mantel aufweisen. Diese Konstruktion bietet eine höhere Bandbreite und einen verbesserten Schutz vor Störungen, was diese Kabel ideal für Anwendungen in der Fernsehproduktion und in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störungen macht. Obwohl sie teurer sind als Standard-Koaxialkabel, bieten Triax-Kabel außergewöhnliche Leistung und Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Anwendungsfällen.
Starres Leitungskoaxialkabel
Starre Koaxialkabel bestehen aus zwei Kupferrohren und einem dielektrischen PTFE-Puffer, der in Abständen entlang des Kabels angebracht ist. Diese Koaxialkabeltypen sind deutlich größer, mit Durchmessern von ⅘-Zoll bis 8/₁₆-Zoll, und sind für hohe Leistungskapazitäten ausgelegt. Starre Leitungen werden in der Regel für TV- und FM-Frequenzen verwendet und ermöglichen eine Mehrkanalübertragung mit minimalen Verlusten. Aufgrund ihrer robusten Bauweise sind sie ideal für große Rundfunk- und Industrieanwendungen.
Faktoren, die bei der Auswahl eines Koaxialkabeltyps zu berücksichtigen sind
Die Auswahl des richtigen Koaxialkabels erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Anwendung, der Umgebungsfaktoren, der Impedanzspezifikationen und der physikalischen Eigenschaften des Kabels. Die Abstimmung dieser Faktoren gewährleistet eine optimale Signalübertragung, Langlebigkeit und zuverlässige Systemleistung. Beurteilen Sie die besonderen Anforderungen Ihres Projekts, um eine fundierte und effektive Wahl zu treffen.
| Faktor | Überlegungen |
|---|---|
| Impedanz | Passen Sie die Impedanz Ihrer Geräte an, um Signalreflexionen und -verluste zu vermeiden. |
| Abschwächung | Eine geringere Dämpfung ist besser für große Entfernungen und hochfrequente Signale. |
| Frequenzbereich | Stellen Sie sicher, dass das Kabel die Frequenz Ihrer Anwendung unterstützt. |
| Dauerhaftigkeit | Wählen Sie ein Kabel mit dem für Ihre Umgebung geeigneten Mantelmaterial. |
| Flexibilität | Bei beengten Platzverhältnissen oder mobilen Installationen sollten Sie flexible Kabel wie RG-58 oder LMR-240 wählen. |
| Abschirmung | Eine doppelte Abschirmung ist in Umgebungen mit starken Interferenzen vorzuziehen. |
| Länge | Längere Strecken erfordern Kabel mit geringerer Dämpfung (z. B. LMR-400 oder RG-11). |
Einige FAQs
Welches sind die drei Arten von Koaxialkabeln?
Es gibt drei gängige Koaxialkabeltypen:
- Kabel der RG-Serie: Vielseitig einsetzbar für private und gewerbliche Anwendungen.
- Hochspannungskabel: Werden für Hochleistungsübertragungen wie z. B. im Rundfunk verwendet.
- Abstrahlende Kabel: Entwickelt für kontrollierte Signalverluste in Umgebungen, in denen Antennen unpraktisch sind.
Welches ist besser, RG6 oder RG11 Koaxialkabel?
RG11 eignet sich aufgrund des geringeren Signalverlusts besser für Langstreckenübertragungen, während RG6 flexibler ist und sich für kurze Strecken eignet, z. B. für Kabelfernseh- und Internetverbindungen in Gebäuden.
Wofür werden die Koaxialkabel RG-8 und RG11 verwendet?
- RG-8: Wird häufig für Hochleistungs-HF-Anwendungen verwendet, einschließlich Amateurfunk- und Antennenverbindungen.
- RG-11: Ideal für Installationen über große Entfernungen, z. B. für Kabelfernsehen im Freien oder Satellitenverbindungen.
Woher weiß ich, welche Art von Koaxialkabel ich habe?
Überprüfen Sie die aufgedruckte Kennzeichnung des Kabels, die in der Regel den Kabeltyp enthält (z. B. RG6, RG11). Sie können auch den Durchmesser messen und mit den Spezifikationen vergleichen oder den Aufbau (z. B. Leitergröße, Abschirmung und Mantelmaterial) prüfen.
Schlussfolgerung
Die Wahl des richtigen Koaxialkabeltyps hängt von Ihrer spezifischen Anwendung, den Umgebungsbedingungen und den Leistungsanforderungen ab. Kabel der RG-Serie sind für den allgemeinen Gebrauch geeignet, während LMR-Serien und spezielle Koaxialkabeltypen wie Hardline-, Strahlungs- und Twinax-Kabel für professionelle Installationen geeignet sind. Wenn Sie die Unterschiede zwischen den Koaxialkabeltypen kennen, können Sie eine optimale Leistung und Langlebigkeit Ihrer Kommunikationssysteme gewährleisten.
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