Koaxiale Leitungen in Amateurfunk-Anwendungen
Dieser Beitrag soil dem Funkamateur einen Uberblick Ober die am Markt erhaltlichen koaxialen Leitungen und ihre Vorund Nachteile geben, urn die Planung einer Antennenanlage zu erleichtern.
Wir unterscheiden zwischen symmetrischen und unsymmetrischen Speiseleitungen. Die unsymmetrische Leitung wird Koaxialkabel, kurz Koaxkabel, genannt, die symmetrische Leitung wird als offene Feeder-Leitung oder auch als Hühnerleiter bezeichnet. Sie besteht aus zwei parallel liegenden ungeschirmten Leitungen, wekhe durch Spreizer aus Isolierstoff auf einen definierten Abstand fixiert werden.
Der Abstand der beiden Leiter bestimmt den Wellenwiderstand Z, welcher bei offenen Feeder-Leitungen mittelohmig (i. d. R. 300-480 Ohm) und bei Koaxleitungen niederohmig (50-93 Ohm) ist.
In den Anfangsjahren des Amateurfunks waren geschirmte Antennenzuleitungen noch unbekannt, es wurde nur mit Hühnerleitent gearbeitet. Der groBe Vorteil liegt darin, dass eine offene Feeder-Leitung leistungsfest ist und quasi verlustfrei arbeitet. Luft ist bekanntlich das beste Dielektrikum. Die Nachteile sind das schlechte Handling (z. B. bei Mauerwerk-Durchführungen), da die Feeder-Leitung frei hangen sollte, außerdem die erforderliche Anpass-Symmetrierung und Impedanztransformation auf die heutigen Transceiver.
Aus diesem Grunde hat sich das Koaxkabel durchgesetzt.
Das richtige Koaxkabel
Der Einsatzzweck bestimmt die Art des optimal geeigneten Kabels. Es gibt eine große Auswahl. Die Tabelle fürt die für Amateurfunk-Anwendungen geeigneten Typen mit ihren wichtigsten Daten auf. Wichtigstes Auswahlkriterium ist der Wellenwiderstand. Dieser varüert bis auf wenige Ausnahmen zwischen 50 und 75 Ohm. 75-Ohm-Kabel (z. B. RG 59) findet haufige Verwendung in der Videotechnik. 60-Ohm-Kabel (z. B. S-60) wurde früher im TV-Bereich eingesetzt und ist heute kaum noch erhaltlich. Für unsere Zwecke eignet sich nur 50-Ohm-Kabel, da alle am Markt erhaltlichen AmateurfunkTransceiver für diese Impedanz ausgelegt sind. 75-Ohm-Kabel findet lediglich für Transformationsleitungen z. B. bei Kreuzyagis noch Verwendung.
Die im Amateurfunk bekanntesten and am meisten verbreiteten Kabel sind das RG 213 und das dünnere RG 58, welches sich besonders fur Funkanlagen in Fahrzeugen eignet. Beide Typen haben eM fester PE-Dielektrikum and dadurch sehr gute mechanische Eigenschaften und Festigkeit. Zudem geh6- ren sie zu den preiswerteren Kabeln.
Qualitativ gibt es groBe Unterschiede bei den RG-Kabeltypen; man sollte darauf achten, dass diese Kabel nach MIL-C17-Norm gefertigt wurden. Andere Kabeltypen, wie das RG 213UBX, enthalten einen wesentlich geringeren Kupferanteil, sodass SchirmungsmaB and Durchmesser geringer ausfallen.
Bei hoheren Frequenzen sind Koaxkabel mit PE-Dielektikum allerdings aufgrund der hoheren Dampfung ungeeignet.
Grundsatzlich gilt: Mit der Frequenz steigt die Dampfung.
Verlustarme Kabel fur UHF/SHF
Im UHF/SHF-Bereich werden HighTechKabel mit sehr geringen Verlusten eingesetzt. Diese Kabel haben einen hohen Luftanteil and sind mehrfach abgeschirmt, meist mit einer laminierten Kupferfolie and einem Kupfergeflecht darfiber. Der erste Typ dieser Art war das H 100. Bei diesem Kabel wurde der massive Innenleiter lediglich durch einen PE-Stfitzwendel mittig zentriert. Bei unsachgemäßer Behandlung (z. B. zu ldeinem Biegeradius) oder starker mechanischer Belastung kann sich der Innenleiter verschieben und eine Impedanzanderung im Kabel hervorrufen. Eine Weiterentwicklung des H 100, welches nicht mehr produziert wird, stellt das Kabel aircom plus dar. Bei diesem wird der Innenleiter durch Stege fixiert. Diesen Kabel hat eine ahnlich gute Dampfung wie das H 100. Weil es recht steif ist, verwenden andere Hersteller porigen Hartschaum, sogenanntes Schaum-Zell-PE, als Dielektrikum. Dieses besitzen z. B. die Ty-pen H 1001 und H 2000 flex. Diese Kabel bieten einen kleinen Biegeradius, sind flexibel und weisen gute mechanische und elektrische Eigenschaften auf.
Tipps zum Erstellen einer Antennenanlage
Dem Aufbau einer Antennenanlage sollte eine sorgfaltige Planung vorhergehen. Man sollte versuchen, die Kabelwege so kurz wie moglich zu halten. Schon beim Aussuchen des Antennenstandortes kann man z. B. unbenutzte Kamine als Kabelschachte berücksichtigen und so auf kürzestem Wege Antenne und Funkgerat verbinden. Gerade bei sehr hohen Frequenzen zahlt es sich aus, jedes Dezibel Verlust durch eine optimale Kabellange zu vermeiden. Bei drehbaren Antennensystemen ist allerdings eine gewisse LAngenzugabe als "Rotorschleife" zu berücksichtigen. Hierbei sollte auch der minimale Biegeradius des Kabels nach Herstellerangabe beachtet werden. Vor dem Aufbau der Antennenanlage sollte das benotigte Material komplett bereitliegen (z. B. UV-bestandige Kabelbinder, Stecker, Schrumpfschlauch usw.). Sehr wichtig, explizit bei Luftzellenkabel, ist die richtige Zwischenlagerung im trockenen, warmen Heizungskeller. Gerade bei diesem Kabel kann Luftfeuchtigkeit im Kabel kondensieren und die Ubertragungseigenschaften negativ beeinflussen.
Aufbau eines Koaxialkabels.
| Typ | Durchmesser | Biegeradius | Wellenwiderstand | Verkürzungsfaktor | Gewicht | Kapazitat pro m | 10 MHz | 28 MHz | 50 MHz | 144 MHz | 435 MHz | 1,3 GHz |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H 200 flex | 10,3 mm | 50 mm | 50 Ohm | 0,83 | 14 kg | 80 pF | - | 2 dB | 2,7 dB | 4,8 dB | 8,5 dB | 15,7 dB |
| H 1001 | 10,3 mm | 50 mm | 50 Ohm | 0,8 | 10,3 kg | 82 pF | 1,5 dB | - | 3,3 dB | 5,5 dB | - | 18,7 dB |
| ecoflex 15 | 14,6 mm | 70 mm | 50 Ohm | 0,86 | 25,8 kg | 17 pF | 0,9 dB | - | 2 dB | 3,4 dB | 6,1 dB | 11,4 dB |
| aircom plus | 10,8 mm | 55 mm | 50 Ohm | 0,85 | 15 kg | 84 pF | 0,9 dB | - | - | 4,5 dB | 8,2 dB | 14,5 dB |
| ecoflex 10 | 10,2 mm | 40 mm | 50 Ohm | 0,86 | 13,1 kg | 77 pF | 1,2 dB | - | - | 4,8 dB | 8,9 dB | 16,5 dB |
| H 500 | 9,8 mm | 75 mm | 50 Ohm | 0,81 | 13,5 kg | 82 pF | 1,3 dB | - | 2,9 dB | - | 9,3 dB | 16,8 dB |
| RG 213U - S 100 | 10,3 mm | 105 mm | 50 Ohm | 0,66 | 15,5 kg | 100 pF | - | 2,4 dB | 3,2 dB | 5,9 dB | 10 dB | 21,1 dB |
| RG 213U | 10,3 mm | 55 mm | 50 Ohm | 0,66 | 15,5 kg | 101 pF | 2,2 dB | 3,1 dB | 4,4 dB | 7,9 dB | 15 dB | 27,5 dB |
| aircell 7 | 7,3 mm | 25 mm | 50 Ohm | 0,83 | 7,2 kg | 74 pF | - | 3,7 dB | 4,8 dB | 7,9 dB | 14 dB | 26,1 dB |
| H155 | 5,4 mm | 35 mm | 50 Ohm | 0,19 | 3,9 kg | 100 pF | - | 4,9 dB | 6,5 dB | 11,2 dB | 20 dB | 34,9 dB |
| RG 58ALL | 4,9 mm | 32 mm | 50 Ohm | 0,78 | 3,2 kg | 82 pF | - | - | 8,3 dB | - | 23 dB | 44,8 dB |
| RG 580 | 5 mm | 30 mm | 50 Ohm | 0,66 | 4 kg | 101 pF | - | 8 dB | 11 dB | 11,8 dB | 33 dB | 64,5 dB |
| RG 223 | 5,4 mm | 25 mm | 50 Ohm | 0,66 | 6 kg | 101 pF | - | 7,9 dB | 11 dB | 17,6 dB | - | - |
| RG 11 | 10,3 mm | 50 mm | 15 Ohm | 0,66 | 13,9 kg | 61 pF | - | - | 4,6 dB | - | 18 dB | 30 dB |
| PRG 110 | 9,8 mm | 100 mm | 15 Ohm | 0,85 | 9,1 kg | 52 pF | 1,2 dB | - | 2,5 dB | - | 8 dB | 14,8 dB |
| RG 59 | 6,2 mm | 30 mm | 15 Ohm | 0,66 | 5,7 kg | 67 pF | - | - | - | - | 25 dB | 33,6 dB |
| Sat 90 | 6,8 mm | 35 mm | 75 Ohm | 0,8 | 5,5 kg | 55 pF | - | - | - | - | 13 dB | 23,7 dB |
| 3 V 60 | 6 mm | 40 mm | 60 Ohm | 0,66 | 4,9 kg | 85 pF | - | - | - | - | 22 dB | 38 dB |
Manche Handler geben Koaxkabel nur als komplette Rolle ab (i. d. R. mit 100m Lange), da Zuschnitte teuer sind und nicht jeder eine Ablängevorrichtung besitzt. Wer kürzere Langen benotigt, sollte sich in seinem Ortsverband umhoren, denn eine Sammelbestellung lohnt sich.
Die erforderlichen Kabellangen können mit einer Schnur o. ä. vorher ausgemessen werden. Sie werden dann fertig auf Länge geschnitten und mit Steckern versehen. Denn das Anloten eines Steckers auf dem Dach ist nicht jedermanns Sache.
Der Steckverbinder an der Antenne wird zum Schutz vor Witterungseinflüssen mit selbstverschweißendem Isolierband oder Schrumpfschlauch abgedichtet.
DG9KS, Martin Kickartz.