Dämpfung eines Kabels auf einer Entfernung von 100m

Das am häufigsten angewandte Antennenkabel ist das Koaxialkabel. Es wird auch „konzentrisches” oder koaxiales Kabel genannt - im Hinblick auf seine Struktur.

Das nützliche Signal wird über die mittlere Kupferader übertragen. Die Rolle des Isolators ist die Trennung der mittleren Ader vom Schirm. Die Aluminiumfolie schafft hingegen einen zusätzlichen Kabelschirm. Das Geflecht hat zur Aufgabe die Isolierung des elektromagnetischen Felds, das in der inneren Ader erzeugt wird, damit dieses nicht nach außen gelangt, d. h. die Arbeit anderer, in der Nähe befindlicher Geräte stört. Die zweite Aufgabe des Schirms ist die Isolierung des nützlichen Signals vom äußeren störenden Magnetfeld. Der Schirm steigert die Beständigkeit gegen Störungen sowie Kabelabhörungen.

Die Erscheinung des Kabel-Abhörens tritt dann auf, wenn ein Kabel sich auf das nächste auswirkt, was zum Auftreten unerwünschter Signal darin führt. Dies zeigt sich durch eine Verformung des Bilds im Fall eines Fernsehsignals und führt zum Eindruck einer nicht ausreichenden Signalqualität.

Für die Gewährleistung der korrekten Netzfunktion sollte das Koaxialkabel keine Dämpfung einführen. Jedes, zur Signalübertragung angewandte Element hat jedoch bestimmte physikalische und elektrische Eigenschaften, z. B.:

Wellendämpfung, ausgedrückt in Dezibel pro 100 m [dB/100m], ist ein Parameter, der das Verhältnis der Signalstärke zu Beginn des Übertragungswegs (Kable) zur Signalstärke in einer gewissen Entfernung vom Anfang des Übertragungswegs (z. B. 100 m) bezeichnet.

Auf die Dämpfung des Kabels haben sein Alter, Feuchtigkeit, Frequenz des übertragenen Signals sowie das Material, aus dem die Innenader besteht, einen Einfluss. Man darf nicht vergessen, dass je höher die Frequenz, umso höher die Dämpfung (Abb. 2). Zur Vermeidung von Verlusten ist die Anwendung von hochqualitativen Koaxialkabel erforderlich, was größere Kosten bedeutet.

Abb. 2. Beispiel-Amplituden-Frequenz-Charakteristik der Dämmung des Kabels auf einem Abschnitt von 100 m im Bereich 0 bis 2 000 MHz

Die Dämpfung des Kabels hängt auch von seiner Struktur ab, und genauer von der Dicke und Qualität der eingesetzten Materialien, was sich direkt auf die Verluste in der mittleren Ader und im Dielektrikum auswirkt. Zusätzliche Verluste werden durch den Betrieb verursacht (sog. Materialermüdung) und hängen von der Absorption von Feuchtigkeit sowie vom Alter des Kabels ab. Vor allem jedoch definiert die Arbeitsfrequenz der Geräte, die das Signal senden und empfangen, die Dämpfung der Übertragungslinie.

Wellenimpedanz, ausgedrückt in [Ω] (Ohm), ist ein Parameter, der das Verhältnis von Wechselspannung am Eingang zu dem darin fließenden Strom bezeichnet. Die Wellenimpedanz ist direkt von der Kabelgeometrie abhängig, von seiner Struktur sowie vom Material, aus dem es ausgeführt ist. Für gewöhnlich beträgt die Impedanz von Antennenkabeln 50 Ω oder 75 Ω.

Es gibt auch einen Parameter, der Koeffizient der stehenden Welle genannt wird (hier abgekürzt: WFS oder SWR – eng. Standing Wave Ratio), der den Grad der Anpassung der Antenne an die Versorgungsleitung bezeichnet. Dies ist das Verhältnis der maximalen Amplitude zur minimalen Amplitude, und ist deshalb ein dimensionsloser Wert. WFS liegt im Bereich zwischen 1 und unendlic [∞].

Wünschenswert ist die Situation, ist, wenn WFS = 1. Das bedeutet, dass die Impedanz der Antenne der Impedanz der Versorgungsleitung entspricht. Es kommt dann zur Impedanzanpassung. Dies führt zur Übertragung von 100 % der Signalstärke – es kommt zu keiner Reflexion der nützlichen Welle. Wenn hingegen WFS = 3, kommt es zur Reflexion von 25% der gewünschten Signalstärke. In der Praxis ist Verbindung bei einem WFS-Wert von ca. 2 möglich.

Je höher die fehlende Anpassung, umso größer der Signalteil, der zum Sender zurückkehrt. Gleichzeitig wird jedoch ein geringerer Teil des Signals vom Empfänger empfangen. Deshalb hat die Impedanzauswahl in der Praxis enorme Bedeutung. In Extremfällen kann die fehlende Impedanzanpassung sogar die Leistungsstufe des Senders beschädigen.

Geflechtdicke, ausgedrückt in Prozent [%] – je höher die Geflechtdicke des Kabels umso besser die Schirmungseffektivität. In der Praxis bedeuten mehr Drähte, die zum Geflecht des Koaxialkabels gehören, bessere Dichte des Geflechts.

Schirmungseffektivität, ausgedrückt in Dezibel [dB] – bezeichnet das Verhältnis des Werts des elektrischen oder magnetischen Felds ohne Schirm zum Wert des elektrischen oder magnetischen Felds außerhalb des Kabels mit angewandtem Schirm. In der Praxis bietet ein entsprechend hoher Wert der Schirungseffektivität die Möglichkeit, mehrere Koaxialkabel ohne gegenseitig negativen Einfluss nebeneinander anzubringen.

Die Dämpfung von Koaxialkabeln und die Dichte ihres Geflechts ist von sehr großer Bedeutung in Elektroinstallationen in Wohngebäuden. An solchen Orten ist bei der Auswahl der Verkabelung für die Anlage die geltende Verordnung des Ministers für Infrastruktur vom 22. April 2002 zu berücksichtigen (der Posten des Ministers für Infrastruktur galt bis 31. Oktober 2005, derzeit erfüllt der Minister für Infrastruktur und Bauwesen die Rolle des Ministers für Infrastruktur) über die technischen Bedingungen, denen Gebäude und ihre Lage entsprechen sollten (einheitlicher Text GBl. 2015, Pos. 1422).

Im Zusammenhang des vorliegenden Artikels ist § 192f Pkt. 6 am wichtigsten, der besagt, dass in einer Sammelantenne, die für den Empfang von digitalen Fernseh- und Radioprogrammen, die auf terrestrische verteilende Art übertragen werden, Folgendes anzuwenden ist: „Koaxialkabel der Kategorie RG-6 oder höher, ausgeführt in der Klasse A, einen doppelten Schirm enthaltend – Aluminium-Folie und ein Geflecht mit einer Dichte von mindestens 77 % sowie eine innere Kupferader mit einem Durchmesser von nicht weniger als ein Millimeter, wobei die Dämpfung von jeder der aus Koaxialkabeln gebildeten Bahnen einen Wert von 12 dB bei einer Frequenz von 860 MHz nicht überschreiten darf”.

Vorteile von Koaxialkabel:

Nachteile von Antennenkabeln: