E5.3 Kabel und Dämpfung
Niveau: Anwenden (K2 bis K3) ·
Zeitbedarf: ca. 40 Minuten
Einstiegsfrage:
Spielt es eine Rolle, ob zwischen Antenne und Empfänger ein dünnes oder ein dickes Kabel liegt – wenn es nur ein paar Meter sind?
Jedes Kabel kostet Signal
Ein Koaxialkabel wandelt einen Teil der Hochfrequenzleistung in Wärme um. Diesen Verlust nennt man Dämpfung.
Die Dämpfung gibt man in dB pro 100 m an. Sie hängt vom Kabeltyp ab und steigt mit der Frequenz. Ein Kabel, das auf 2 m gut ist, kann auf 23 cm schon schlecht sein.
Der Verlust wächst linear mit der Länge: Verlust = Dämpfung × Länge / 100.
Beispiel: 20 m RG58C/U bei 432 MHz verlieren 33,2 × 20 / 100 = 6,64 dB. Am Empfänger kommt nur noch rund 22 % der Leistung an. Mit Aircell 7 sind es 2,82 dB (52 %), mit Ecoflex 15 nur 1,22 dB (76 %).
Koaxialkabel 50 Ω: Dämpfung und mechanische Daten (Folie 15)
| Kabel | Aussendurchmesser (mm) | min. Biegeradius (mm) | Dämpfung 145 MHz (dB/100 m) | Dämpfung 432 MHz (dB/100 m) | Dämpfung 1,3 GHz (dB/100 m) | Verkürzungsfaktor | Schirmmass |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RG174A/U | 2,60 | 15 | 38,4 | 68,5 | > 104,2 | 0,66 | – |
| RG58C/U | 4,95 | 25 | 17,8 | 33,2 | 64,5 | 0,66 | – |
| Aircell 5 | 5,00 | 30 | 11,9 | 20,9 | 39,0 | 0,82 | – |
| Aircell 7 | 7,30 | 25 | 7,9 | 14,1 | 26,1 | 0,83 | 83 dB |
| Ecoflex 10 | 10,20 | 44 | 4,8 | 8,9 | 16,5 | 0,86 | > 90 dB |
| RG213/U | 10,30 | 50 | 8,5 | 15,8 | 30,0 | 0,66 | 60 dB |
| Aircom Plus | 10,30 | 55 | 4,5 | 8,2 | 15,2 | 0,85 | 85 dB |
| H1000 | 10,30 | 75 | 4,3 (bei 100 MHz) | 9,1 (bei 400 MHz) | 18,3 | 0,83 | > 85 dB |
| Ecoflex 15 | 14,60 | 150 | 3,4 | 6,1 | 11,4 | 0,86 | > 90 dB |
| Ecoflex 15 Plus | 14,60 | 140 | 3,2 | 5,8 | 10,5 | 0,86 | > 90 dB |
Alle Kabel 50 ± 2 Ω. Werte aus Folie 15 «Stationskonzepte» (Michael Lipp, HB9WDF, 2017). [PRÜFEN: Ursprung der Tabelle und Herstellerangaben; Datenblätter können abweichen.] Der Biegeradius ist ein Mindestwert: enger darf das Kabel nicht gebogen werden.
Hochwertige Kabel auch bei kurzen Längen
Setze qualitativ hochwertige Kabel ein – auch bei geringen Kabellängen. Ziel ist, das Gesamtrauschen so klein wie möglich zu halten.
Der Grund: Ein Kabel dämpft nicht nur das Signal. Liegt es vor dem Vorverstärker, fügt es auch Rauschen hinzu. Schon 0,5 dB Verlust entsprechen etwa 35 K zusätzlicher Rauschtemperatur. Mehr dazu in E5.4 Rauscharme Vorverstärker.
Probiere es mit dem Rechner aus: Vergleiche RG58C/U und Ecoflex 10 bei gleicher Länge und Frequenz.
Rechner: Kabelverlust aus Länge und Dämpfung
Rechnet mit den Werten aus Folie 15. Beim Kabel H1000 gelten die Spalten 145 und 432 MHz für 100 bzw. 400 MHz. Die Rauschtemperatur gilt nur, wenn das Kabel vor dem Vorverstärker liegt (bei 290 K Umgebungstemperatur).
Verlust eines Kabels
- L: Verlust des Kabels in dB
- α: Dämpfung aus der Tabelle in dB/100 m (bei der passenden Frequenz)
- l: Kabellänge in m
Verbleibender Anteil der Leistung
- Beispiel: 3 dB → 50 %, 6,64 dB → 21,7 %
Zusätzliche Rauschtemperatur eines Kabels vor dem Vorverstärker
- T: Rauschtemperatur in K, L: Verlust in dB
- Beispiel aus den Folien: 0,5 dB ↔ 35 K
Weitere Kabeldaten
Die Tabelle enthält noch drei Grössen, die dir später begegnen:
- Verkürzungsfaktor: In einem Kabel ist die Welle langsamer als im freien Raum. Den Faktor brauchst du, wenn du Kabelstücke auf eine bestimmte elektrische Länge schneidest, etwa eine λ/4-Umwegleitung für zirkulare Polarisation.
- Schirmmass: Es sagt, wie gut der Schirm Störungen fernhält. Höher ist besser.
- Aussendurchmesser und Biegeradius: Dämpfungsarme Kabel sind dick und steif.
Kabel an Antennen mit Rotor
Bei Antennen mit Rotor bewegt sich das Kabel bei jedem Überflug in Azimut und Elevation. Das belastet Kabel und Steckverbindungen.
Achte deshalb auf drei Punkte:
- Biegeradius: Die Tabelle nennt den minimalen Biegeradius. Enger darf das Kabel nie gebogen werden, auch nicht in der Endstellung des Rotors.
- Zuggewicht: Dicke Kabel sind schwer. Ihr Gewicht zieht an Steckern und Rotor.
- Zugentlastung: Fixiere das Kabel so, dass kein Zug auf den Verbindungsstellen lastet. Schütze Stecker vor Wasser und mechanischer Belastung, sonst entstehen dort schnell Abnutzung und Defekte.
Eigene Prinzipskizze: Das Kabel muss alle Bewegungen in Azimut und Elevation mitmachen. Eine Schlaufe mit genügend Radius und eine Zugentlastung schützen Kabel und Stecker.
Hinweis zum Simulator
Im Simulator kannst du für jedes Kabelelement einen Kabeltyp aus einer Auswahlliste wählen. Die Dämpfung wird dann frequenzabhängig berechnet. Die Kabeldaten stammen zum wesentlichen Teil aus der Kabelbibliothek von HB9UF (Projekt AgentSmith, Lizenz AGPL-3.0), die auf einem Datensatz von AC6LA beruht.
Die Werte können leicht von der Tabelle abweichen. Für RG-213 ergibt die Bibliothek bei 435,5 MHz zum Beispiel 15,9 dB/100 m, die Tabelle nennt 15,8 dB/100 m bei 432 MHz. Die Simulator-Aufgabe zu Kabel und Vorverstärker folgt in E5.4.
Merksatz:
Verlust = Dämpfung × Länge / 100. Die Dämpfung steigt mit der Frequenz. Am Rotor gilt: Biegeradius einhalten, Kabel zugentlasten, Stecker schützen.