Kabeldämpfung I

Wird ein Hochfrequenzsignal durch ein Kabel übertragen, nimmt die Signalstärke mit zunehmender Länge ab. Diesen Effekt bezeichnen wir als Kabeldämpfung, und er ist in der Regel unerwünscht. Auch Steckverbinder können zur Dämpfung eines Signals beitragen.

Angegeben wird die Dämpfung in der Regel in Dezibel (dB), wobei eine positive Zahl für eine Signalabnahme steht, wenn von „Dämpfung“ die Rede ist.

Für die folgenden Fragen ist zunächst der Faktor zu ermitteln, mit dem die Leistung abnimmt (z. B. Faktor $2$ bei einer Halbierung oder Faktor $10$ bei einer Abnahme von 100% auf 10%). Anschließend kann man diesen Leistungsfaktor mit Hilfe der Tabelle NE-19.25.1 in der Formelsammlung in ein Maß in Dezibel umrechnen bzw. die Lösung nachschlagen.

dB ≈ Leistungsfaktor
0 1
1,5 $\sqrt{2} = 1,41$
2,15 1,64
3 2
5 $\sqrt{10} = 3,16$
6 4
10 10
20 100
Tabelle NE-19.25.1: Wichtige Leistungsfaktoren in dB
EG309: Am Ende einer Antennenleitung ist nur noch ein Viertel der Leistung vorhanden. Wie groß ist das Dämpfungsmaß des Kabels?
EG310: Am Ende einer Antennenleitung ist nur noch ein Zehntel der Leistung vorhanden. Wie groß ist das Dämpfungsmaß des Kabels?
EG308: Eine HF-Ausgangsleistung von 100 W wird in eine angepasste Übertragungsleitung eingespeist. Am antennenseitigen Ende der Leitung beträgt die Leistung 50 W bei einem SWR von 1. Wie hoch ist die Leitungsdämpfung?

Unter den Kabelverlusten versteht man alle Verluste, die in Kabeln entstehen. Zusätzliche Verstärker oder der Antennengewinn verstärken zwar das Signal, verändern jedoch nicht die Kabelverluste.

EG307: Die Skizze zeigt den Aufbau einer Amateurfunkstelle. Die Summe aller Kabelverluste in Dezibel betragen ...
1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: Sender, Kabel 1 (2 dB Dämpfung), PA (6 dB Verstärkung), Kabel 2 (3 dB Dämpfung), Antenne (2 dB Gewinn).

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren, mit einer horizontalen Linie verbundenen Baugruppen. Ganz links befindet sich ein mit „TX“ beschrifteter Block. Es folgt ein „Kabel 1“ mit „2 dB Dämpfung“. In der Mitte steht ein Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (Verstärker), der mit „PA“ und „6 dB Verstärkung“ beschriftet ist. Daran angeschlossen ist ein „Kabel 2“ mit „3 dB Dämpfung“. An dessen Ende folgt nach rechts oben ein Antennensymbol (V-förmiges Symbol), beschriftet mit „Antenne“ und „2 dB Gewinn“.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: Kurzfassung: Liniendiagramm mit mehreren ansteigenden Geraden, die die Grunddämpfung verschiedener Koaxialkabel pro 100 m Leitungslänge in Abhängigkeit von der Frequenz zeigen.

Detaillierte Beschreibung: Rechteckige Grafik mit dichtem Gitternetz. Unten steht die x‑Achse „Frequenz [MHz]“; Teilstriche (von links nach rechts) sind mit 1, 3.5, 5, 7, 10, 14, 20, 29, 50, 100, 145, 200, 300, 435, 1296, 2350, 4000, 5700 beschriftet. Oben sind die gleichen Frequenzwerte nochmals angezeigt. Links steht die y‑Achse „Grunddämpfung α0 je 100 m Leitungslänge in dB“. Die Skala reicht am sichtbaren Rand von 0.5 unten bis 300 oben; dazwischen sind u. a. 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 und 200 markiert (rechte Achsenseite zeigt die gleichen Werte). Mehrere schwarze, gerade, nach rechts oben ansteigende Linien sind mit Kabel-/Dielektrikumsangaben beschriftet; von oben nach unten (bei hoher Dämpfung) stehen: „PTFE 1,8 mm RG178“, „Voll‑PE 2,9 mm RG174“, „Voll‑PE 4,95 mm RG58“, „Voll‑PE 10,3 mm RG213“. Darunter verläuft ein Bündel weiterer Linien mit der Beschriftung „PE‑Schaum …“ mit verschiedenen Durchmessern, u. a. „PE‑Schaum 7,3 mm“, „PE‑Schaum 4,9 mm“, „PE‑Schaum 2,7 mm“, „PE‑Schaum 1,64 mm“ sowie „PE‑Schaum Massivschirm“. Alle Linien steigen mit zunehmender Frequenz an; die PE‑Schaum‑Linien liegen bei gleicher Frequenz im Diagramm niedriger als die Voll‑PE‑ und PTFE‑Linien.
Abbildung NE-19.25.2: Kabeldämpfungsdiagramm im Anhang der Formelsammlung

In einem Kabeldämpfungsdiagramm, wie der Formelsammlung beiliegend, finden wir Dämpfungen verschiedener Kabel in Abhängigkeit der Frequenz. Die Dämpfung ist oft in Bezug auf 100 Meter angegeben. Ist ein Kabel kürzer, dann können wir die Dämpfung in dB entsprechend umrechnen. Hierzu teilen wir die tatsächliche Kabellänge durch 100 Meter und multiplizieren das Ergebnis mit der Dämpfung, die ein 100 Meter langes Kabel hätte.

EG312: 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?
EG311: 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?
EG313: 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?
EG314: 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?
EG315: 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?
EG316: 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)?

Weiter zum nächsten Abschnitt: Stehwellenverhältnis (SWR)