Hohlleiter und Koaxialkabel führen elektromagnetische Energie zur Antenne. Die bessere Wahl ergibt sich aus Bandbreite, Gesamtverlust, Leistung, Anschlüssen und Verlegung. Oberhalb von 5 GHz ist nicht automatisch nur ein Hohlleiter geeignet: Hochfrequenz-Koaxialkomponenten existieren auch für Millimeterwellen.
Was ist ein Koaxialkabel?
Innenleiter, Außenleiter und das Dielektrikum dazwischen bilden eine Leitung. Die Energie wird im elektromagnetischen Feld zwischen den Leitern übertragen. Der Wellenwiderstand hängt von Geometrie und Material ab.
„Antennenkabel“ beschreibt häufig eine Verwendung. Viele Antennenkabel sind koaxial, aber der Begriff spezifiziert weder Impedanz noch Frequenzgrenze. 50 Ω sind in vielen RF-Systemen üblich, 75 Ω beispielsweise in der TV-Verteilung.
Was unterscheidet den metallischen Hohlleiter?
Ein gewöhnlicher rechteckiger Hohlleiter hat keinen Innenleiter. Seine Wände bestimmen die zulässigen Feldverteilungen oder Moden. Bei Luftfüllung und breiterer Seite a ist TE10 normalerweise die Grundmode.
Die ideale homogene Koaxialleitung unterstützt TEM ohne von null verschiedene untere Grenzfrequenz. Der einleitige, homogen gefüllte Hohlleiter unterstützt kein gewöhnliches TEM und arbeitet mit TE- oder TM-Moden. Ob eine fertige Koaxialbaugruppe Gleichstrom durchlässt, hängt dennoch von ihren Komponenten ab.
Frequenzgrenzen konkret prüfen
WR-90 hat innen 22,86 × 10,16 mm, eine TE10-Grenzfrequenz von etwa 6,56 GHz und einen üblichen Nutzbereich von 8,2–12,4 GHz. Höhere Moden und angeschlossene Komponenten begrenzen die praktische Bandbreite.
Beim Koaxialkabel zählen Abmessungen, Dielektrikum, höhere Moden, Verlust und Steckverbinder. Ein bestimmter SMA-, N- oder F-Anschluss macht nicht automatisch die gesamte Baugruppe für jede hohe Frequenz geeignet. Prüfen Sie das vollständige Datenblatt.
Was dB beim Kabel bedeutet
Die Dämpfung gibt ein logarithmisches Leistungsverhältnis an. Unter den angegebenen Messbedingungen entsprechen 1 dB ungefähr 79% und 3 dB ungefähr 50% verbleibender Leistung. Das sind Umrechnungen, keine typischen Werte eines bestimmten Kabels.
Multiplizieren Sie die Dämpfung pro Meter bei der richtigen Frequenz mit der Länge und ergänzen Sie Verbindungsteile. Eine dB-Angabe ohne Frequenz und Längenbezug ist für die Auswahl unvollständig. Bei großen Reflexionen ist eine vollständige Netzwerkbetrachtung erforderlich.
Luftgefüllte Hohlleiter können dielektrische Verluste einer festen Füllung vermeiden, haben aber Wandverluste. Pauschale 0,1 dB/m für Hohlleiter und 0,5 dB/m für Koaxialleitungen sind kein belastbarer Vergleich.
Leistung und mechanischer Weg
Prüfen Sie CW- beziehungsweise mittlere Leistung, Spitzenleistung, Impulse, Temperatur, Druck und Lastreflexion. Ein Fenster oder Übergang kann vor dem geraden Rohr begrenzen. Kabelquerschnitt oder WR-Nummer allein liefern keine verbindliche Leistungsgrenze.
Koaxialkabel haben Mindestbiegeradien und zulässige Zugkräfte; halbstarre Kabel sind nicht für beliebige Biegezyklen vorgesehen. Hohlleiter benötigen passende Bögen, Flansche oder flexible Abschnitte. Auch flexible Hohlleiter haben Grenzen für Torsion und Lebensdauer.
Vergleich für das Antennensystem
| Anforderung | Zu vergleichen |
|---|---|
| Große Bandbreite | Garantierter Bereich aller Komponenten. |
| Niedriger Verlust | Gesamter Weg samt Übergängen. |
| Hohe Leistung | Mittlere und Spitzenwerte unter Einsatzbedingungen. |
| Bewegung | Mechanik, Phasenänderung und Lebensdauer. |
| Umgebung | Feuchte, Korrosion, Temperatur und Dichtheit. |
Wählen Sie nach den Systemanforderungen und prüfen Sie die Baugruppe an definierten Referenzebenen. Ein mechanischer Adapter ist nicht automatisch eine Impedanzanpassung.
Grundlagen stehen in Waveguide Mathematics. Nehmen Sie benötigte Hohlleiter-Koaxial-Übergänge in Verlustbudget und Zeichnung auf.
