HF-Kabeltypen: Ein praktischer Leitfaden zu Koax-Stilen, Signalverlust und Auswahl

Ein 1 m langer RG58-Jumper kostet Sie etwa 1 dB bei 2,4 GHz, was ungefähr 20 % der zugeführten Leistung entspricht. Tauschen Sie ihn gegen ein halbstarres 0,141-Zoll-Kabel aus, und die gleiche Strecke verliert etwas mehr als die Hälfte. Sonst hat sich an der Baugruppe nichts geändert – nur der Kabeltyp.

Aus diesem Grund ist die Kabelfamilie beim Vergleich von HF-Kabeltypen in der Regel die erste Entscheidung, die es wert ist, richtig getroffen zu werden. Die Impedanz entscheidet, an was das Kabel angeschlossen werden darf, die Konstruktion bestimmt, wie viel Signal das andere Ende erreicht, und die Steckerschnittstelle begrenzt die Frequenz, die die fertige Baugruppe übertragen kann. Im Folgenden erfahren Sie, wie sich die Familien unterscheiden, was Datenblattnummern tatsächlich bedeuten und wo Bestellungen am häufigsten schiefgehen.

Die wichtigsten HF-Kabeltypen im Vergleich

Fast jedes Katalogkabel fällt in eine von fünf Familien. Sie überschneiden sich hinsichtlich der Impedanz und den Anschlussoptionen, sodass die wirklichen Unterschiede im Verlust für einen bestimmten Durchmesser, in der Stärke, mit der man sie biegen kann, und in der Frage, ob die Leitung jemals neu verlegt werden muss, bestehen.

Richtdämpfung bei 1 GHz für gängige 50-Ohm-Familien; Die Werte ändern sich je nach Durchmesser, Dielektrikum und Hersteller. Überprüfen Sie sie daher anhand des Datenblatts des Lieferanten.
Familie	Typische Größen	Verlust bei 1 GHz (dB/m)	Am besten geeignet für	Hauptkompromiss
Flexibel (RG-Stil)	RG316, RG58, RG213, 1,9–10,3 mm	0,3–1,2	Bankspringen, kurze Läufe, Laborflicken	Höchster Verlust für einen bestimmten Durchmesser
Verlustarm flexibel	0,240 Zoll, 0,400 Zoll, Schaumstoff oder Luftspalt	0,1–0,45	Antennenzuführungen, gebäudeinterne Leitungen	Steiferer Mantel, größerer Biegeradius
Halbstarr	0,047–0,250 Zoll, massives PTFE-Kupferrohr	0,2–1,2	Phasenkritische Pfade, dichtes internes Routing	Nach der Umformung ist eine Neuverlegung nicht möglich
Anpassungsfähig	0,086–0,250 Zoll, handformbar	0,25–1,0	Enge Gehäuse, Prototypen-Routing	Weniger wiederholbar, kürzere Biegelebensdauer
Wellpappe (Hardline)	1/2 Zoll, 7/8 Zoll	0,05–0,15	Lange Feeder, hohe Leistung, Ausläufe im Freien	Biegeradius und Steckverbinderkosten

Bei einer 10-m-Strecke bei 2 GHz verliert RG58 etwa 9 dB, wohingegen 0,240-mm-Kabel mit geringem Verlust etwa 3 dB verliert. Diese Lücke entsteht durch das Dielektrikum und die Abschirmung, nicht durch das Kupfer.

An erster Stelle steht die Impedanz: 50 oder 75 Ohm

Zwei Impedanzen decken fast alle HF-Arbeiten ab und sind nicht austauschbar.

50 Ohm

Wireless, Radar, GPS, Testinstrumente
Standard für SMA-, N-, TNC- und 2,4-mm-Schnittstellen
Standard für alles, was ein moduliertes Signal überträgt

75 Ohm

Broadcast-Video, CATV, Satelliten-ZF-Verteilung
Häufig bei BNC- und F-Anschlüssen
N-Typ wird selten in 75 Ohm hergestellt

Ein 75-Ohm-Stecker an einer 50-Ohm-Buchse versagt nicht völlig – es spiegelt sich wider. Die Verbindung erhöht die Rückflussdämpfung, die Quelle erfährt eine schlechtere Last und ein Sweep zeigt Welligkeit, die oft dem Kabel zugeschrieben wird. Beim Mischen kann man bei BNC am leichtesten Fehler machen, da die 50- und 75-Ohm-Versionen von außen identisch aussehen und sich nur im Dielektrikum und im Mittelstift unterscheiden.

Im Inneren des Kabels: vier Lagen, vier Jobs

Jede Schicht verschiebt eine andere Zahl auf dem Datenblatt, weshalb sich zwei Kabel mit gleicher Impedanz sehr unterschiedlich verhalten können.

Schnittansicht eines Koaxialkabels: Das Dielektrikum bestimmt Verlust und Geschwindigkeitsfaktor, die Abschirmung bestimmt Leckage und Schirmung.

Mittelleiter: massives Kupfer für geringste Verluste und stabile Phase; verseilt für flexible Lebensdauer.
Dielektrikum: Festes PE (Geschwindigkeitsfaktor ca. 0,66) ist günstig und stabil, geschäumtes PE (0,80–0,88) verringert den Verlust, ist aber weicher, festes PTFE (ca. 0,70) ist hitzebeständig und eignet sich für halbstarre Konstruktionen.
Abschirmung: Ein einzelnes Geflecht bietet eine Abdeckung von 90–95 %, während Folie plus Geflecht eine vollständige Abdeckung erreicht und die Abschirmung bei hohen Frequenzen verbessert – auf Kosten der Steifigkeit.
Mantel: PVC im Innenbereich, FEP für Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, TPU für Abrieb im Außenbereich.

Der Geschwindigkeitsfaktor ist der Artikel, den Käufer am häufigsten überspringen. Ein Massiv-PE-Kabel mit dem Faktor 0,66 hat elektrisch das 1,5-fache seiner physikalischen Länge, sodass sich 3 m Koax wie 4,5 m freier Raum verhalten. Das ist wichtig für phasenangepasste Paare, Verzögerungsleitungen und Antennenkabelbäume, bei denen zwei Kabel gleicher physischer Länge immer noch außer Takt geraten können, wenn sich ihre Dielektrika unterscheiden.

Verlustzahlen lesen, ohne sich täuschen zu lassen

Die Datenblattdämpfung wird mit einem Sweep-Analysator bei Raumtemperatur in angepassten 50-Ohm-Lasten gemessen und entweder in dB pro 100 Fuß oder dB pro 100 m angegeben. Bei der Einheitenumrechnung schleichen sich Fehler ein: 0,5 dB/100 Fuß ist dasselbe Kabel wie 1,6 dB/100 m, doch auf einem Angebotsblatt sehen die beiden Zahlen weit auseinander.

Richtdämpfung bei 1 GHz, dB pro Meter. Die Zahlen sind typische veröffentlichte Werte und variieren je nach Toleranz und Konstruktion.

Dämpfung im Verhältnis zur Frequenz, in dB pro Meter, unter der Annahme, dass der Verlust mit der Quadratwurzel der Frequenz ansteigt.

Der Verlust steigt ungefähr mit der Quadratwurzel der Frequenz, sodass ein für 1 GHz angegebenes Kabel bei 6 GHz etwa 2,4-mal verlustreicher ist. Wenn die Verbindung mit 3,5 GHz läuft, fragen Sie nach der Dämpfung bei 3,5 GHz statt nach der Hauptzahl und bestätigen Sie die Toleranz – plus oder minus 5 % zwischen Produktionschargen sind normal.

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Anschlussschnittstellen setzen die Obergrenze

Die Schnittstelle deckt die Baugruppe ab. Ein SMA-terminiertes Kabel liefert keine 40 GHz, nur weil das Koaxialkabel höher bewertet ist – die Obergrenze des Steckers ist maßgebend, ebenso wie die Einspeisung in die Platine oder das Modul, mit dem es verbunden ist.

Typische maximale Betriebsfrequenz für gängige 50-Ohm-Schnittstellen; Die tatsächliche Grenze hängt vom jeweiligen Steckergehäuse, Kabel und der Einführung ab.
Schnittstelle	Typisches Maximum	Gemeinsame Kabelpaarung	Notizen
BNC	4 GHz	RG58, RG174	Bajonettverschluss, schnelles Patchen im Labor
TNC	11 GHz	RG58, RG316	BNC-Variante mit Gewinde, besser bei Vibration
N-Typ	11–18 GHz	0,400 Zoll, 1/2 Zoll gewellt	Futterspender für den Außenbereich, mittlere Leistung
SMA	26,5 GHz	.141 in halbstarrer Ausführung, RG316	Die gebräuchlichste Mikrowellenschnittstelle
2,4 mm	50 GHz	.086 Zoll, .141 Zoll	Präzisionstest, Instrumentenanschlüsse
1,85 mm	67 GHz	0,047–0,086 Zoll	Hochfrequenzinstrumente und -module

Wählen Sie zuerst die Schnittstelle und dann das passende Kabel aus. Jeder Steckerkörper ist für einen definierten Bereich von Kabeldurchmessern gefertigt, sodass ein für RG58 gebauter Stecker nicht auf einem verlustarmen 0,240-Zoll-Kabel passt, obwohl beide 50 Ohm haben.

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SMA bleibt das Arbeitstier bei Tisch- und Mikrowellenarbeiten, weshalb es in so vielen von uns gebauten Baugruppen zum Einsatz kommt.

Passendes Kabel zum Stecker und zur Aufgabe

Die meisten Auswahlargumente verschwinden, sobald die Anwendung benannt ist. Diese Paarungen decken den Großteil der Bestellungen ab:

Labor und Labor, unter 1 m: RG316 oder RG58 mit SMA. Ein paar Zehntel Dezibel spielen neben Flexibilität und Kosten kaum eine Rolle.
Außenzuführung, 10–50 m: 0,400 Zoll verlustarm oder 1/2 Zoll gewellt mit N-Typ. Der Wetterschutz der Verbindung ist wichtiger als die letzten 0,3 dB.
Phasenkritischer Kabelbaum: halbstarres oder flexibles Kabel, das als phasenangepasster Satz mit einer angegebenen Toleranz in Grad bei einer angegebenen Frequenz geliefert wird.
Low-PIM-Standorte: Baugruppen, die durch den PIM-Wert im Rahmen eines Zweitontests spezifiziert werden, normalerweise etwa -150 dBc, und nicht nur durch die Einfügungsdämpfung.
Schott-, Vakuum- oder Druckgrenze: hermetisch abgedichtete Anschlüsse und Glas-Metall-Dichtungen, bei denen die Verbindung sowohl Druck als auch Signal halten muss.

Wenn das Crimpen im eigenen Haus nicht praktikabel ist, werden vorkonfektionierte Baugruppen getestet und beschriftet geliefert; dieser Überblick über was HF-Kabelkonfektionen bewirken deckt die damit verbundenen zusätzlichen Schecks ab.

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Bei Feederläufen ist der N-Typ-Körper normalerweise der entscheidende Teil der Materialliste, da er Witterungseinflüssen, Drehmomenten und wiederholtem Stecken standhalten muss.

Fünf Details, die Nacharbeit verursachen

Mischen von dB/100 ft und dB/100 m auf demselben Vergleichsblatt. Erst alles umrechnen, dann vergleichen.
Ein übereinstimmendes Paar allein nach Länge zitieren. Auch der Geschwindigkeitsfaktor muss übereinstimmen, sonst stimmt das Paar nur bei einer Frequenz überein.
Bestellen eines Steckers ohne Überprüfung seiner Kabelgruppe. Im Datenblatt sind die Kabeltypen aufgeführt, für die das Gehäuse gefertigt wurde.
Biegeradius wird ignoriert. Ein Knick verändert die Impedanz dauerhaft; Flexible Kabel werden üblicherweise mit dem Zehnfachen des Außendurchmessers angegeben.
Temperatur und Eintritt nicht angegeben. Eine PVC-Ummantelung eignet sich im Innenbereich gut und ist auf einem Mast eine schlechte Wahl, während FEP oder TPU in der Regel kaum mehr kosten.

Häufig gestellte Fragen

Welche verschiedenen Arten von Koaxialkabeln gibt es?

Die wichtigsten HF-Kabeltypen sind flexible RG-Kabel, verlustarme flexible Kabel, halbstarre Kabel, anpassungsfähige Kabel und gewellte Hardline-Kabel, jeweils unterteilt nach Impedanz und Durchmesser.

Sind 50 Ohm besser als 75 Ohm?

Beides ist nicht besser. 50 Ohm eignen sich für Funk-, Radar- und Testgeräte; 75 Ohm eignen sich für die Video- und CATV-Verteilung. Die Vermischung der beiden führt zu Reflexionen an der Verbindungsstelle.

Was ist der Unterschied zwischen RG58 und RG316?

Bei beiden handelt es sich um flexible 50-Ohm-Kabel, aber RG316 hat einen Durchmesser von etwa 2,5 mm mit einem PTFE-Dielektrikum, während RG58 einen Durchmesser von etwa 5 mm mit massivem PE hat. RG316 biegt sich stärker und verliert mehr pro Meter.

Welcher HF-Kabeltyp hat den geringsten Verlust?

Große gewellte Hardline ist am niedrigsten, typischerweise deutlich unter 0,15 dB/m bei 1 GHz. Bei kleinen Kabeln ist ein verlustarmes flexibles Kabel mit einem Durchmesser von 0,400 in der Regel die praktische Wahl.

Kann ich einen SMA-Stecker am RG58-Kabel verwenden?

Nur mit einem Steckergehäuse, das für diese Kabelgruppe bearbeitet wurde. SMA wird in verschiedenen Größen für unterschiedliche Durchmesser hergestellt, und die falsche Crimpverbindung funktioniert nicht richtig und hält die Impedanz nicht.

Wofür wird eine Low-PIM-Kabelkonfektion verwendet?

Low-PIM-Baugruppen werden dort eingesetzt, wo schwache Signale einen Standort mit starken Sendern teilen, beispielsweise bei Mobilfunkanlagen. Sie halten die passive Intermodulation unter einem festgelegten Grenzwert, normalerweise etwa -150 dBc.