Verschiedenes

Dämpfung / Verlust des Koaxialkabels

Dämpfung / Verlust des Koaxialkabels

Bei der Entscheidung für ein Koaxialkabel muss der Verlust bewertet werden, den es verursachen wird. Der Verlust oder die Dämpfung ist eines der Hauptprobleme.

Der durch das Koaxialkabel verursachte Verlust muss dahingehend bewertet werden, was innerhalb des Systems toleriert werden kann. Natürlich ist der minimale Verlust ideal, aber da Koax mit geringem Verlust teurer ist, besteht offensichtlich ein Gleichgewicht zwischen Verlust und Kosten.

Koaxialkabeldämpfung

Der durch ein Koaxialkabel verursachte Leistungsverlust wird als Dämpfung bezeichnet.

Je länger das Koaxialkabel ist, desto größer ist natürlich der Verlust, aber es wird auch festgestellt, dass der Verlust frequenzabhängig ist und mit der Frequenz weitgehend ansteigt, obwohl der tatsächliche Verlustpegel nicht linear von der Frequenz abhängt.

Infolgedessen wird es in Datenblättern in Dezibel pro Längeneinheit und mit einer bestimmten Häufigkeit angegeben.

Der Verlust des Koaxialkabels besteht aus drei Hauptbestandteilen.

  • Widerstandsverlust: Widerstandsverluste innerhalb des Koaxialkabels entstehen durch den Widerstand der Leiter, und der in den Leitern fließende Strom führt dazu, dass Wärme abgeführt wird. Der tatsächliche Bereich, durch den der Strom im Leiter fließt, wird durch den Hauteffekt begrenzt, der mit steigender Frequenz zunehmend deutlicher wird. Um dies zu überwinden, werden häufig mehradrige Leiter verwendet.

    Um den Verlust des Koaxialkabels zu verringern, muss die Leitfläche vergrößert werden, was dazu führt, dass verlustarme Koaxialkabel größer werden. Es ist wichtig festzustellen, dass die Widerstandsverluste mit der Quadratwurzel der Frequenz zunehmen.

  • Dielektrischer Verlust: Der dielektrische Verlust stellt einen weiteren der Hauptverluste dar, die bei den meisten Koaxialkabeln auftreten. Wiederum manifestiert sich die Leistung infolge des dielektrischen Verlusts als Wärmeabgabe innerhalb des Dielektrikums.

    Es zeigt sich, dass der dielektrische Verlust unabhängig von der Größe des HF-Kabels ist und linear mit der Frequenz zunimmt. Dies bedeutet, dass Widerstandsverluste normalerweise bei niedrigeren Frequenzen dominieren. Wenn jedoch die Widerstandsverluste mit der Quadratwurzel der Frequenz zunehmen und die dielektrischen Verluste linear ansteigen, dominieren die dielektrischen Verluste bei höheren Frequenzen.

  • Strahlungsverlust: Der Strahlungsverlust eines Koaxialkabels ist normalerweise viel geringer als die Widerstands- und Dielektrizitätsverluste. Einige sehr billige Koaxialkabel können jedoch ein sehr schlechtes äußeres Geflecht aufweisen und in diesen Fällen ein spürbares Element des Verlusts darstellen.

    Strom, der von einem Koaxialkabel abgestrahlt oder aufgenommen wird, ist im Hinblick auf Interferenzen eher ein Problem. Das vom Koaxialkabel abgestrahlte Signal kann dazu führen, dass dort, wo sie nicht gewünscht werden, hohe Signalpegel vorhanden sind. Beispielsweise kann eine Leckage von einem Koaxialkabel, das eine Einspeisung von einem Hochleistungssender führt, zu Störungen in empfindlichen Empfängern führen, die sich möglicherweise in der Nähe des Koaxialkabels befinden. Alternativ kann ein zum Empfangen verwendetes Koaxialkabel Störungen aufnehmen, wenn es durch eine elektrisch verrauschte Umgebung verläuft. Aus diesen Gründen werden normalerweise zusätzliche Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass der äußere Schirm oder Leiter wirksam ist. Es sind doppelt oder sogar dreifach abgeschirmte Koaxialkabel erhältlich, um die Leckage auf sehr niedrige Werte zu reduzieren.

Koaxialkabeldämpfung mit der Zeit

Es ist oft verlockend, alte Kabel zu verwenden, die möglicherweise verfügbar sind. Dies ist möglicherweise nicht immer ratsam.

Es wurde festgestellt, dass die Dämpfung von Koaxialkabeln aus einer Reihe von Gründen über einen bestimmten Zeitraum zunimmt.

  • Kabelverlust durch Biegung: Obwohl viele Koaxialkabel flexibel sind, nimmt der Verlust oder die Dämpfung zu, insbesondere wenn das HF-Kabel stark gebogen ist, selbst wenn der vom Hersteller empfohlene Biegeradius eingehalten wird. Diese Zunahme des Verlusts kann infolge einer Störung des Geflechts oder des Bildschirms und infolge von Änderungen des Dielektrikums auftreten. Bei Frequenzen von 1 GHz mit HF-Kabeln, die normalerweise einen Verlust von 10 dB aufweisen, kann es zu einem Anstieg von etwa einem Dezibel kommen.
  • Erhöhte Dämpfung aufgrund von Flechtkontamination: Selbst wenn ein Kabel nicht gebogen wird, kann es im Laufe der Zeit zu einer allmählichen Verschlechterung der Leistung kommen. Dies kann durch Verunreinigung des Geflechts durch die Plastiktisierer in der Außenhülle verursacht werden.
  • Verlust durch Feuchtigkeitseintritt: Das Eindringen von Feuchtigkeit kann sowohl das Geflecht dort beeinflussen, wo es Korrosion verursacht, als auch das Dielektrikum, wo die Feuchtigkeit dazu neigt, Energie zu absorbieren. Die verschiedenen Arten von Dielektrika waren unterschiedlich betroffen. Es wurde festgestellt, dass einige Versionen von Polyethen Feuchtigkeit leichter aufnehmen können als andere Arten. Obwohl Schaumpolyethen im Neuzustand einen geringeren Verlust oder eine geringere Dämpfung bietet, nimmt es Feuchtigkeit leichter auf als die festen Typen. Dementsprechend sind Koaxialkabel mit festem dielektrischem Polyethen besser für Umgebungen geeignet, in denen der Verlust konstant bleiben muss oder in denen Feuchtigkeit auftreten kann.
  • Verlust durch Zersetzung des Geflechts: Es zeigt sich, dass der Verlust bei Koaxialkabeln, die entweder blankes Kupfergeflecht oder verzinntes Kupfergeflecht verwenden, eine stärkere Verschlechterung aufweist als bei solchen mit versilberten Geflechten, obwohl die letzteren teurer sind. Zusätzlich wurde festgestellt, dass Geflechte aus verzinntem Kupfer einen um etwa 20% höheren Verlust aufweisen als solche aus blankem Kupfer, die jedoch im Laufe der Zeit stabiler sind.

Der Feuchtigkeitseintritt ist ein großes Problem, und obwohl HF-Kabel in einem Kunststoffmantel eingeschlossen sind, lassen viele der verwendeten Kunststoffe etwas Feuchtigkeit durch. Für Anwendungen, bei denen Feuchtigkeit auftreten kann, sollten Spezialkabel verwendet werden, da sonst die Leistung beeinträchtigt wird.

Der durch ein Koaxialkabel verursachte Verlust ist offensichtlich sehr wichtig, da ein Leistungsverlust niemals wieder hergestellt werden kann. Dies kann die Gesamtsystemleistung beeinträchtigen. Jede Entscheidung über die Art des zu verwendenden Koaxialkabels hängt jedoch von einer Reihe von Faktoren ab, darunter Verlust, Größe, Gewicht, Langzeitstabilität und auch deren Kosten.

Schau das Video: Übernahmefrequenz - Dämpfung. Hochfrequenztechnik (November 2020).