TopTechnisch woordenboekDemping van de kabel over een afstand van 100 m

Demping van de kabel over een afstand van 100 m

De meest toegepaste antennekabel is een coaxkabel. Hij wordt ook wel "concentrische" kabel of coaxiale kabel genoemd – vanwege zijn structuur.

 

Afb. 1. Bouw van een typische coaxkabel

 

1 - centrale ader (koperen kabel)
2 - diëlektricum (isolator)
3 - aluminium- of koperfolie
4 - vlecht (scherm)
5 - folie ter bescherming van het scherm
6 - buitenmantel

Het nuttige signaal wordt verzonden via de centrale koperen ader. De isolator dient om de centrale ader te scheiden van het scherm. Het aluminiumfolie vormt daarentegen een extra scherm van de kabel. Het is de taak van de vlecht om het elektromagnetische veld dat wordt gegenereerd door de centrale ader te isoleren, zodat het niet naar buiten gaat en de werking van andere apparaten in de buurt verstoort. Een tweede taak van het scherm is de isolatie van het nuttige signaal tegen externe storende magnetische velden. Het scherm vergroot de weerstand tegen storingen en onderlinge interferentie tussen kabels.

 

Het verschijnsel interferentie treedt op als de ene kabel invloed uitoefent op een andere kabel, waardoor ongewenste signalen verschijnen. U ziet dit door vervorming van het beeld bij het televisiesignaal. Het wekt de indruk dat de kwaliteit van het signaal onvoldoende is.

 

Om ervoor te zorgen dat het netwerk juist werkt, mag de coaxkabel geen demping veroorzaken. Elk element dat wordt gebruikt voor transmissie van signalen heeft echter bepaalde fysische en elektrische eigenschappen, bv.:

 

Golfdemping, uitgedrukt in dB per 100 m [dB/100m], is een parameter die de verhouding tussen het vermogen van het signaal aan het begin van de verzending (kabel) en het vermogen van het signaal na een zekere afstand vanaf het begin (bv. 100 m) weergeeft.

 

De leeftijd, vochtigheid, frequentie van het verzonden signaal en het materiaal van de centrale ader hebben allemaal invloed op de demping van de kabel. Verder geldt de regel: hoe hoger de frequentie, hoe groter de demping (afb. 2). Om verliezen te vermijden is het noodzakelijk om een goede kwaliteit coaxkabels toe te passen. Dit betekent wel hogere kosten.

 

Afb. 2. Voorbeeld van een amplitude-frequentiekarakteristiek voor kabeldemping over een afstand van 100 m binnen een bereik van 0 tot 2.000 MHz

 

De demping van de kabel is ook afhankelijk van zijn structuur, om precies te zijn van de dikte en kwaliteit van de gebruikte materialen. Dit heeft directe invloed op de verliezen in de centrale ader en in het diëlektricum. Verdere verliezen die veroorzaakt worden door de exploitatie (zgn. materiaalmoeheid) zijn afhankelijk van de vochtabsorptie en de leeftijd van de kabel. De demping van de transmissielijn wordt echter hoofdzakelijk bepaald door de bedrijfsfrequentie van de apparaten die signalen uitzenden en ontvangen.

 

De golfimpedantie, uitgedrukt in Ohm [Ω], is een parameter die de verhouding tussen de wisselende spanning op de ingang en de stroom die daar doorheen loopt weergeeft. De golfimpedantie is direct afhankelijk van de geometrie van de kabel, zijn structuur en het materiaal waarvan is gemaakt. Meestal bedraagt de impedantie van antennekabels 50 Ω of 75 Ω.

 

Er bestaat ook een parameter die staande-golfverhouding wordt genoemd (afgekort SGV of SWR – Engels: Standing Wave Ratio) die de mate waarin de antenne is aangepast aan de voedingslijn weergeeft. Dit is de verhouding tussen de maximale en de minimale amplitude en daarom een waarde zonder eenheid. SGV kan een waarde hebben van 1 tot oneindig [∞].

 

Afb. 3. Relatie tussen % van gereflecteerde golf en SGV

 

A - % van gereflecteerde golf
B - WFS

De situatie waarin SGV = 1 is het meest gewenst. Dit betekent dat de impedantie van de antenne gelijk is aan de impedantie van de voedingslijn. Er is dan sprake van impedantie-aanpassing. Het resultaat is verzending van 100% van het signaalvermogen – er vindt geen reflectie van het nuttige signaal plaats. Wanneer de SGV daarentegen gelijk is aan 3 betekent dit dat 25% van het gewenste signaal wordt gereflecteerd. In de praktijk is communicatie mogelijk tot een SGV-waarde van ongeveer 2.

 

Hoe groter de afwijking, hoe groter het deel van het signaal dat terugkeert naar de zender. Dit betekent dat er een kleiner deel van het signaal aankomt bij de ontvanger. In de praktijk is de juiste impedantie dus van grote betekenis. In extreme gevallen kan een verkeerde impedantie zelfs het vermogen van de zender verminderen.

 

De dichtheid van de vlecht, uitgedrukt in procenten [%] – hoe groter de dichtheid van de kabelvlecht, hoe beter de effectiviteit van de afscherming. Hoe meer draadjes er dus zijn gebruikt voor de vlecht van de coaxkabel, hoe hoger de dichtheid van de vlecht.

 

De effectiviteit van de afscherming, uitgedrukt in decibels [dB] – wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de waarde van het elektrische of magnetische veld zonder scherm en de waarde van het elektrische of magnetische veld buiten de kabel met toepassing van een scherm. In de praktijk biedt een hoge waarde voor de effectiviteit van de afscherming de mogelijkheid om een aantal coaxkabels naast elkaar te leggen zonder dat zij elkaar negatief beïnvloeden.

 

Demping van coaxkabels en de dichtheid van hun vlechtwerk is van grote betekenis in elektrische installaties in woongebouwen. Op dergelijke plaatsen moet bij het kiezen van bekabeling voor installaties rekening worden gehouden met de geldende verordening van de minister van Infrastructuur van 22 april 2002 (de functie van minister van Infrastructuur bestond tot 31 oktober 2005, op dit moment wordt de functie van minister van Infrastructuur vervuld door de minister van Infrastructuur en Bouw) met betrekking tot de technische voorwaarden waaraan gebouwen en hun locatie moeten voldoen (geconsolideerde tekst, Pools Stbl. uit 2015, rubr. 1422).

 

In het kader van dit artikel is § 192f, punt 6 het belangrijkst. Hierin staat dat in een collectieve antenne-installatie voor de ontvangst van terrestrische digitale televisie- en radioprogramma's het volgende moet worden toegepast: "coaxiale kabels van de categorie RG-6 of hoger, klasse A, met een dubbel scherm - aluminiumfolie en een vlecht met een dichtheid van minstens 77% en een koperen binnenader met een diameter van minstens één millimeter, terwijl de demping van elk van de sporen die worden gevormd door de coaxkabels niet meer dan 12 dB mag bedragen bij een frequentie van 860 MHz".

 

Voordelen van coaxkabels:

  • bestand tegen storingen dankzij de afscherming, hetgeen resulteert in transmissie van goede kwaliteit;
  • bestand tegen mechanische beschadigingen;
  • goede impedantie-aanpassing; effectieve afscherming.

     

  • Nadelen van antennekabels:

  • antennekabels van mindere kwaliteit zijn niet bestand tegen weersomstandigheden, hierdoor verminderen hun fysische en elektrische parameters in hoog tempo;
  • beperkte doorvoercapaciteit – tot 10 Mb;
  • in goedkopere kabels kunnen zich problemen voordoen met de BNC-connector vanwege het gebruik van slechte kwaliteit materialen.