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Nennleistung / Spezifikation des Koaxialkabels

Nennleistung / Spezifikation des Koaxialkabels

Für einige Anwendungen ist die Nennleistung oder Leistungsspezifikation des Koaxialkabels von großer Bedeutung.

Die Nennleistung des Koax hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Im Allgemeinen ist der Durchmesser des Koax jedoch umso größer, je höher die Nennleistung ist. Da Koax mit geringem Verlust tendenziell einen großen Durchmesser hat, wird eine höhere Nennleistung häufig mit einem Verlust mit geringem Verlust kombiniert.

Bei den meisten Anwendungen, bei denen die Stromversorgung kontinuierlich angelegt wird, ergibt sich der begrenzende Faktor aus dem Wärmeverlust innerhalb des Kabels. Wenn die Leistung im HF-Kabel gepulst werden soll, muss überprüft werden, ob die Betriebsspannung nicht überschritten wird.

Verlustleistung des HF-Koaxialkabels

Der Hauptfaktor, der die Belastbarkeit eines Koaxialkabels im Allgemeinen begrenzt, ist die Wärmemenge, die aufgrund von Leistungsverlusten abgeführt wird. Wenn die Temperatur des Koaxialkabels zu hoch steigt, kann es sich verformen und dauerhaft beschädigt werden.

Es gibt zwei Hauptbereiche für Wärmeverluste innerhalb des Koaxialkabels:

  • Leiterwiderstandsverluste: Es zeigt sich, dass der größte Teil der Wärme im Mittelleiter erzeugt wird. Dies liegt daran, dass der Mittelleiter weniger Fläche hat, um den Strom zu führen. Bei vielen Frequenzen kommt der Hauteffekt ins Spiel, und selbst wenn der Mittelleiter mehrsträngig ist, bedeutet die Gesamtoberfläche, dass er sich mehr als nach außen auflöst. Das Äußere ist oft ein Geflecht, das eine große Oberfläche hat, und wenn es fest ist, ist die Oberfläche viel größer als die des Mittelleiters.
  • Dielektrische Verluste: Zusätzlich wird jegliche Wärme, die infolge von dielektrischen Verlusten erzeugt wird, innerhalb des Dielektrikums abgeführt. Daher ist der Aufbau des Dielektrikums von entscheidender Bedeutung für die Bestimmung der Belastbarkeit des Koaxialkabels. Sowohl die maximale Betriebstemperatur als auch der Wärmeübergangskoeffizient haben einen großen Einfluss.

Es ist ersichtlich, dass je geringer die Verluste des Kabels aus allen Gründen sind, desto geringer der Temperaturanstieg ist und desto größer ist die Belastbarkeit des Kabels. Als allgemeine Faustregel gilt, dass Kabel mit geringerem Verlust eine höhere Nennleistung aufweisen als HF-Kabel mit höherem Verlust.

Leistungsreduzierung des HF-Koaxialkabels

Obwohl für ein bestimmtes Koaxialkabel eine Nennleistung angegeben werden kann, ist es häufig erforderlich, die Leistung zu verringern, um nicht optimalen Betriebsbedingungen gerecht zu werden.

  • Umgebungstemperatur: Die Umgebungstemperatur ist ein Faktor. Wenn das Koaxialkabel in einer Umgebung mit hohen Temperaturen betrieben wird, kann es nicht so viel Wärme abführen, und daher steigt die Betriebstemperatur. Selbst bei der höchsten vorhersehbaren Umgebungstemperatur muss das HF-Kabel in der Lage sein, innerhalb seiner maximalen Innentemperatur zu bleiben. Dementsprechend wird normalerweise ein Herabstufungsfaktor angewendet, wenn das Koaxialkabel bei hohen Temperaturen verwendet werden soll.
  • Hohe VSWR-Bedingungen: Wenn das Koaxialkabel unter Bedingungen mit hohem VSWR betrieben wird, muss die Kabelnennleistung verringert werden. Der Grund dafür ist, dass bei einem hohen VSWR-Pegel Positionen mit hohem und niedrigem Strom entlang des Koaxialkabels vorhanden sind. Diese können so beschaffen sein, dass die Verlustleistung des Koaxialkabels in einigen Bereichen erheblich ansteigt und eine höhere lokale Erwärmung verursacht.
  • Betrieb in der Höhe: Die Höhe wirkt sich auch auf die Belastbarkeit des Koaxialkabels aus, obwohl dies tatsächlich nur in erheblichen Höhen zum Einsatz kommt. Wenn das Kabel in der Höhe und damit unter vermindertem Druck betrieben werden soll, ist die Kühlung weniger effektiv. Daher ist der Temperaturanstieg innerhalb des Kabels größer.

Obwohl dies einige der Hauptfaktoren sind, die dazu führen können, dass die Belastbarkeit eines Koaxialkabels verringert wird, ist eine allgemeine Kenntnis der Betriebsbedingungen immer von Vorteil. Es ist auch hilfreich, einen guten Spielraum zu haben, um sicherzustellen, dass das Kabel auch unter Fehlerbedingungen zusätzlichen Belastungen standhält.

Hochleistungs-Koaxialkabel

Für Koaxialkabel, bei denen wahrscheinlich hohe Leistungen verwendet werden, werden speziell konstruierte Kabel benötigt. Wenn Kabel aus gewöhnlichem Polyethylen verwendet würden, würden die möglicherweise höheren Temperaturen bald schmelzen und das Kabel verzerren. Dies würde dann zu seiner Zerstörung führen.

Für Anwendungen mit sehr hoher Leistung werden typischerweise Kabel verwendet, die ein Luftdielektrikum besitzen und verwendet werden. Der Mittelleiter wird dann durch eine Form einer Spule an Ort und Stelle gehalten, die entlang der Länge des Kabels verläuft.

Für Koaxialkabel mittlerer bis hoher Leistung kann ein Teflon-Dielektrikum verwendet werden. Dies kann hohen Temperaturen von typischerweise bis zu etwa 160 ° C standhalten.

Bei der Überlegung, welches Kabel verwendet werden soll, sollte beachtet werden, dass mit zunehmender Frequenz der Hauteffekt stärker wird und in Verbindung mit erhöhten Verlusten im Dielektrikum die Belastbarkeit begrenzt wird.

Die Koax-Nennleistung ist ein sehr wichtiger Gesichtspunkt bei der Verwendung von Funksendern mit mittlerer oder hoher Leistung. Es muss sichergestellt werden, dass ein ausreichender Spielraum vorhanden ist, um sicherzustellen, dass das Koaxialkabel auch bei einem geringfügig höheren VSWR nicht beschädigt wird, wenn die erforderliche Leistung erreicht wird.

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