Übertragungsleitungen
Übertragungsleitungen
Übertragungsleitungen verbinden deinen Sender mit der Antenne. In diesem Kapitel lernst du alles über Koaxialkabel, Wellenwiderstand, Dämpfung und Steckertypen.
Wellenwiderstand
Frage EG301 fragt nach dem Wellenwiderstand:
Antwort: Der Wellenwiderstand einer Leitung ist im HF-Bereich in etwa konstant und unabhängig vom Leitungsabschluss.
Der Wellenwiderstand hängt nur von der Geometrie des Kabels ab (Verhältnis Innen-/Außenleiter, Dielektrikum) - nicht von der Länge oder was am Ende angeschlossen ist!
| Kabeltyp | Wellenwiderstand |
|---|---|
| Koaxialkabel (Amateurfunk) | 50 Ω |
| Koaxialkabel (TV/SAT) | 75 Ω |
| Paralleldraht-Leitung | 150-600 Ω |
Koaxialkabel für HF-Verbindungen
Frage EG302 fragt nach dem besten Kabel für HF-Verbindungen:
Antwort: Hochwertige Koaxialkabel sollten verwendet werden, um unerwünschte Abstrahlungen zu vermeiden.
Warum Koax? Die Abschirmung (Außengeflecht) verhindert, dass das HF-Signal abstrahlt und andere Geräte stört.
Symmetrische vs. unsymmetrische Leitungen
Frage EG304 fragt, wann eine Leitung unsymmetrisch ist:
Antwort: Eine Speiseleitung ist unsymmetrisch, wenn die beiden Leiter unterschiedlich geformt sind, z.B. Koaxialkabel.
Unsymmetrisch
(Koaxialkabel)
- Innenleiter + Außengeflecht
- Unterschiedliche Leiter
- 50 Ω / 75 Ω
- Für Groundplane, Vertikalantenne
Symmetrisch
(Paralleldraht / Hühnerleiter)
- Zwei gleiche Drähte
- Gleiche Leiter
- 150-600 Ω
- Für Dipol, symmetrische Antennen
Vorteile der Paralleldraht-Leitung
Frage EG305: Welche Vorteile hat eine Paralleldraht-Speiseleitung gegenüber der Speisung über ein Koaxialkabel?
Antwort: Paralleldraht hat geringere Dämpfung und hohe Spannungsfestigkeit.
Steckertypen
Frage EG303 fragt nach dem besten Stecker für hohe Leistungen im GHz-Bereich:
Antwort: Der N-Stecker hat einen definierten Wellenwiderstand von 50 Ω bis in den GHz-Bereich und die höchste Spannungsfestigkeit.
| Stecker | Anwendung | Besonderheit |
|---|---|---|
| N-Stecker | 70 cm, UHF, hohe Leistung | Wasserdicht, zuverlässig, teuer |
| PL/UHF | Kurzwelle, 2 m | Günstig, kein definierter Z |
| BNC | Messgeräte, <20 W | Schnellverschluss |
| SMA | Handfunkgeräte | Sehr klein |
HF- und Netzkabel trennen
Frage EG306 fragt nach dem Nachteil, wenn HF- und Netzkabel zusammen verlegt werden:
Antwort: Die nebeneinander liegenden Kabel können Einkopplungen in das Versorgungsnetz hervorrufen.
Das HF-Signal kann auf die Netzleitung einkoppeln und über das Stromnetz andere Geräte im Haus (oder beim Nachbarn) stören!
Dämpfung berechnen
Fragen EG307-EG316 behandeln Dämpfungsberechnungen.
Grundformel
Dämpfung in dB: $a = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{P_1}{P_2}\right)$
| Leistungsverhältnis | Dämpfung |
|---|---|
| Hälfte (1/2) | 3 dB |
| Viertel (1/4) | 6 dB |
| Zehntel (1/10) | 10 dB |
Frage EG307: Summe der Kabelverluste
Lösung: Kabel 1 (2 dB) + Kabel 2 (3 dB) = 5 dB Gesamtverlust
Wichtig: Der Verstärker (6 dB Gewinn) zählt nicht zu den Kabelverlusten!
Frage EG308: 100 W → 50 W
Rechenbeispiel:
$P_1 = 100\,\text{W}, \quad P_2 = 50\,\text{W}$
$a = 10 \cdot \log\left(\frac{100}{50}\right) = 10 \cdot \log(2) = 10 \cdot 0{,}301 = \mathbf{3\,\text{dB}}$
Frage EG309: Nur noch 1/4 der Leistung
Rechenbeispiel:
$P_2 = \frac{P_1}{4}$
$a = 10 \cdot \log(4) = 10 \cdot 0{,}602 = \mathbf{6\,\text{dB}}$
Frage EG310: Nur noch 1/10 der Leistung
Rechenbeispiel:
$P_2 = \frac{P_1}{10}$
$a = 10 \cdot \log(10) = \mathbf{10\,\text{dB}}$
Frage EG311: Dämpfung bei anderer Kabellänge
Rechenbeispiel:
$100\,\text{m} \rightarrow 20\,\text{dB}$ Dämpfung
$20\,\text{m} \rightarrow 20\,\text{dB} \times \frac{20}{100} = \mathbf{4\,\text{dB}}$
Die Dämpfung ist proportional zur Länge!
Kabeldiagramm-Fragen (EG312-EG316)
Diese Fragen beziehen sich auf ein Dämpfungsdiagramm. Die wichtigsten Werte:
| Frage | Kabeltyp | Länge | Frequenz | Dämpfung |
|---|---|---|---|---|
| EG312 | RG58 (4,95 mm) | 100 m | 145 MHz | 20 dB |
| EG313 | RG58 (4,95 mm) | 15 m | 145 MHz | 3 dB |
| EG314 | RG174 (2,8 mm) | 50 m | 145 MHz | 20 dB |
| EG315 | PE-Schaum (12,7 mm) | 40 m | 435 MHz | 2,8 dB |
| EG316 | PE-Schaum (10,3 mm) | 40 m | 1296 MHz | 8,2 dB |
Merke: Je dicker das Kabel, desto geringer die Dämpfung. Je höher die Frequenz, desto höher die Dämpfung!
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| EG301 | Wellenwiderstand | Im HF-Bereich konstant, unabhängig vom Abschluss |
| EG302 | HF-Kabel | Hochwertige Koaxialkabel |
| EG303 | Bester Stecker für GHz/Leistung | N-Stecker |
| EG304 | Unsymmetrische Leitung | Unterschiedlich geformte Leiter (Koax) |
| EG305 | Vorteil Paralleldraht | Geringere Dämpfung, hohe Spannungsfestigkeit |
| EG306 | HF + Netzkabel zusammen | Einkopplungen ins Versorgungsnetz |
| EG307 | Summe Kabelverluste | 5 dB (2 + 3) |
| EG308 | 100 W → 50 W | 3 dB |
| EG309 | 1/4 Leistung | 6 dB |
| EG310 | 1/10 Leistung | 10 dB |
| EG311 | Dämpfung bei 20 m statt 100 m | 4 dB (proportional) |
| EG312 | RG58, 100 m, 145 MHz | 20 dB |
| EG313 | RG58, 15 m, 145 MHz | 3 dB |
| EG314 | RG174, 50 m, 145 MHz | 20 dB |
| EG315 | PE-Schaum 12,7 mm, 40 m, 435 MHz | 2,8 dB |
| EG316 | PE-Schaum 10,3 mm, 40 m, 1296 MHz | 8,2 dB |
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Am Ende einer Antennenleitung ist nur noch ein Viertel der Leistung vorhanden. Wie groß ist das Dämpfungsmaß des Kabels?
Am Ende einer Antennenleitung ist nur noch ein Zehntel der Leistung vorhanden. Wie groß ist das Dämpfungsmaß des Kabels?
Ein 100 m langes Koaxialkabel hat eine Dämpfung von 20 dB bei 145 MHz. Wie hoch ist die Dämpfung bei einer Länge von 20 m?
Welche Dämpfung ergibt sich auf der Grundlage des Kabeldämpfungsdiagramms für ein 100 m langes Koaxialkabel mit Voll-PE-Dielektrikum, 4,95 mm Durchmesser (Typ RG58), bei 145 MHz?
Welche Dämpfung ergibt sich auf der Grundlage des Kabeldämpfungsdiagramms für ein 15 m langes Koaxialkabel mit Voll-PE-Dielektrikum, 4,95 mm Durchmesser (Typ RG58), bei 145 MHz?
Welche Dämpfung ergibt sich auf der Grundlage des Kabeldämpfungsdiagramms für ein 50 m langes Koaxialkabel mit Voll-PE-Dielektrikum, 2,8 mm Durchmesser (Typ RG174), bei 145 MHz?
Welche Dämpfung ergibt sich auf der Grundlage des Kabeldämpfungsdiagramms für ein 40 m langes Koaxialkabel, PE-Schaum-Dielektrikum mit 12,7 mm Durchmesser, bei 435 MHz?
Welche Dämpfung ergibt sich auf der Grundlage des Kabeldämpfungsdiagramms für ein 40 m langes Koaxialkabel mit PE-Schaum-Dielektrikum und 10,3 mm Durchmesser im 23 cm-Band (1296 MHz)?