Koaxialkabel

Ein Koaxialkabel ist eine Zweileitungs-Übertragungsleitung, bei der ein einzelner Innenleiter in einem rohrförmigen Außenleiter sitzt und durch ein Dielektrikum getrennt ist. Der Außenleiter wirkt als geerdeter Schirm, der elektromagnetische Störungen absorbiert, bevor sie das Signal im Innendraht beschädigen. Diese Geometrie macht Koaxialkabel unverzichtbar überall dort, wo Hochfrequenzsignale ohne Degradation übertragen werden müssen, egal ob Fernsehvideo, HF-Messungen oder Daten über größere Entfernungen.

Der Aufbau ist entscheidend. Der Innenleiter besteht typischerweise aus Kupfer oder kupferummanteltem Stahl und hat je nach Impedanz einen Durchmesser zwischen 0,032 und 0,320 Zoll. Das Dielektrikum, häufig Polyethylen oder Schaumpolyethylen, hält einen genauen Abstand zwischen Innen- und Außenleiter ein, um die charakteristische Impedanz des Kabels festzulegen, normalerweise 50 Ohm für HF-Arbeiten oder 75 Ohm für Video. Der Außenleiter umhüllt es eng, entweder als Vollrohr oder als überlappende Kupfergeflechtwicklung, und schließlich schützt eine robuste äußere Ummantelung aus PVC oder Polyethylen vor mechanischen Beschädigungen und Wetter.

Der Vorteil von Koaxialkabel gegenüber anderen Kabeln beruht auf Physik. Ein verdrilltes Paar strahlt ab und fängt Fremdfelder auf; ein abgeschirmtes verdrilltes Paar hilft, leckt aber bei hohen Frequenzen immer noch. Die koaxiale Geometrie schafft eine echte Feldeingrenzung: das elektrische Feld existiert nur im Dielektrikum zwischen den Leitern, das magnetische Feld sitzt nur in diesem Bereich. Nichts leckt aus, wenn der Außenschirm intakt bleibt und an Punkten mit niedriger Impedanz richtig geerdet ist.

Wo es versagt

Der wichtigste Ausfallmodus ist Schirmdegradation. Biegen, Knicken oder wiederholtes Beugen können den Außenleiter beschädigen oder ihn von der Ummantelung trennen und damit die elektromagnetische Abdichtung aufheben. Wassereintritt durch einen beschädigten Schirm führt zu Korrosion des Geflechts und ansteigendem Dämpfungsmaß. An Steckverbindungen führt schlechte Terminierung zu Luftspalten zwischen dem Mittenstift und dem Außenverbinder, was Reflexionen und Signalverlust verursacht. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Koaxialkabel beträgt das 0,66 bis 0,80 fache der Lichtgeschwindigkeit, daher sammelt sich die Phasenverschiebung über lange Strecken an; das ist wichtig bei Phased-Array-Antennen und Präzisions-Timing-Anwendungen.

Koaxialkabel liegt bei Kosten und Komplexität in der Mitte. Es kostet erheblich mehr als unabgeschirmtes verdrilltes Paar, bietet aber echte Immunität gegen industrielles elektrisches Rauschen. Glasfaserkabel überbietet es bei sehr hohen Frequenzen und über lange Strecken, benötigt aber aktive Terminierung und ist empfindlich. Für Frequenzen von Gleichstrom bis etwa 3 GHz, für Strecken von Dutzenden bis Hunderten von Metern und wenn Steckverbinder im Feld überarbeitet werden müssen, bleibt Koaxialkabel die Standardwahl in Hochfrequenzsystemen, Testausrüstungen und Rundfunk-Infrastruktur.