Auswahl des passenden Koaxialkabels

Im unserem letzten Beitrag ging es um die Auswahl des passenden Steckverbinders für Ihre Anwendung. Doch genauso wichtig, wenn nicht noch wichtiger ist natürlich die Auswahl des richtigen Kabeltyps. Mit diesem Leitfaden möchten wir Ihnen einige Grundlagen vermitteln, auf die Sie bei der Auswahl des richtigen Kabels für Ihre Anwendung achten müssen.

Aber beginnen wir am Anfang, nämlich bei der Frage, wie ein Koaxialkabel überhaupt aufgebaut ist:

Ein Koaxialkabel besteht aus einem Innenleiter. Darum befindet sich eine Isolierschicht (Dielektrikum) und ein konzentrischer Außenleiter. Das Ganze ist meist von einer weiteren Isolierschicht (Mantel) umgeben. Aufgrund der Abschirmung durch den Außenleiter kann das Signal störungsfrei übertragen werden.

Welches Koaxialkabel passt zu meiner Anwendung?

Bei der Auswahl von koaxialen Kabeln gibt es einige Kriterien zu beachten.

Wellenwiderstand

Gebräuchlich sind die Wellenwiderstände 50 Ohm und 75 Ohm. Der Wellenwiderstand der Quelle (Sender) und der Senke (Empfänger) muss dem des Kabels und der Steckverbinder entsprechen. Eine Fehlanpassung wird das Signal verformen bzw. unbrauchbar machen.

50 Ohm Kabel kommen in der Messtechnik, bei professionellen Antennen, sowie in der Audiotechnik zum Einsatz. 75 Ohm Kabel sind in der Videotechnik, Konsumer-Antennentechnik und bei internen Verbindungen (z.B. ZF-Stufen) gebräuchlich.

Dämpfung und Frequenzbereich

Am Empfänger muss das Signal mit ausreichendem Pegel ankommen, so dass das Signal ausgewertet werden kann. Störend sind dabei die Dämpfung des Kabels und die Eigenkapazität.

Temperaturbereich

Der Temperaturbereich eines Kabels ist durch die verwendeten Materialien festgelegt, genauer durch die Isolier-Kunststoffe. Übliche Kunststoffe wie die Thermoplaste PVC, PUR oder PE (Polyethylen) lassen sich nur bis 70 oder 80 °C verwenden. Hier sind die hochwertigen Stoffe wie PTFE (Teflon ®), Kapton®, FEP und PFA überlegen, da sie Temperaturen von 165 bis 250 °C widerstehen.

Mechanische Eigenschaften

Im Gebrauch von Kabelverbindungen entstehen spezifische Anforderungen, ein fester Innenleiter, harte Isoliermaterialien und ein großer Kabeldurchmesser beschränken die Flexibilität erheblich. Ein Kabel mit weichem Außenmantel (z.B. PUR) und geschäumtem Dielektrikum ist tritt- und biegeempfindlich. Daher sollte hier ausgewählt werden, ob die Kabel festverlegt oder oft gewechselt werden.

Umwelteigenschaften

Beim Ausbruch eines Brandes entstehen bei PVC- und anderen halogenhaltigen Isoliermaterialien gefährliche Schadstoffe. Daher ist bei öffentlichen Gebäuden der Einbau von Kabeln mit FRNC- bzw. LSNH-Mantelwerkstoffen vorgeschrieben. Im Flugzeugbau kommen Kabel mit PTFE-, Kapton®-, FEP- und PFA-Isoliermaterialien zum Einsatz, da sie Bränden länger widerstehen.

Kabel mit PE-, TPX- und PUR-Mantel sind für Außenanwendung geeignet, sie sind wasserfest und UV-stabil.

PVC, RADOX® und RESIN® sind nur bedingt für außen geeignet, da sie wasseranziehend sind.

Besondere Eigenschaften

Low-Loss-Kabel haben im Vergleich zu Standard-Kabeln bei gleicher Dicke weniger Dämpfung. Erreicht wird das durch bessere Dielektrika (Luft, PE-Schaum, PTFE-Band). Somit kann der Innenleiter dicker ausfallen und hat damit eine höhere Leitfähigkeit.

Low-Noise-Kabel besitzen zwischen dem Außenleiter und dem Dielektrikum eine leitfähige Schicht, die die Elektronen auf der Oberfläche des Dielektrikums ableiten. Dadurch wird das Rauschen und der Mikrofonieeffekt beim Bewegen des Kabels unterdrückt.

Cryogene Kabel sind für sehr tiefe Temperaturen ausgelegt, wie sie z.B. bei Satelliten und speziellen Anwendungen auftreten.

Triaxiale Kabel sind ein Sonderfall der Koaxial-Kabel. Hier kommt ein zweiter konzentrischer Außenschirm zum Einsatz, der nicht stromführend ist. Dadurch wird das Magnetfeld der stromführenden Leiter zusätzlich abgeschirmt. Bei hochempfindlicher Messtechnik kommen triaxiale Verbindungen zum Einsatz.

Leitermaterialien

Als Außenleiter kommen meist geflochtene Kupferlitzen zum Einsatz, die entweder blank, verzinnt oder versilbert sind.

Innenleiter werden als Massivdraht oder als Litzen ausgeführt. Hier wird Kupfer, Stahl oder Aluminium verwendet, versilbert oder verkupfert. Blankes Kupfer als Massivdraht ist empfindlich gegen Zug und Quetschung. Verkupferte Stahllitze ist sehr stabil, hat aber einen höheren elektrischen Widerstand.

Genormte Kabel haben den Vorteil, dass man diese durch ein Kabel eines anderen Herstellers ersetzen kann, ohne dass sich die Werte merklich ändern. Sie sind z.B. in der MIL-17F festgelegt.

Herstellerspezifische Kabel sind meist, bei gleichem Durchmesser, besser als Standard-Kabel.

Koaxialleitungen 50Ohm:

Koaxkabel mit 75Ohm:

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