Was ist ein Koaxialkabel? Typen, Aufbau, Verwendungszwecke und Auswahlhilfe

Ein Koaxialkabel ist einer der gebräuchlichsten Kabeltypen, der für HF-Signale, Antennen, GPS, drahtlose Kommunikation, Videoausrüstung und elektronische Geräte verwendet wird.

Im Gegensatz zu gewöhnlichen Elektrokabeln verfügt ein Koaxialkabel über eine sorgfältig kontrollierte interne Struktur. Diese Struktur hilft, Hochfrequenzsignale zu übertragen und gleichzeitig Störungen und Signalverluste zu reduzieren.

Wenn Sie ein Kabel für eine Antenne, ein Kommunikationsmodul, ein Automobilsystem oder ein HF-Gerät auswählen, können Sie durch das Verständnis der grundlegenden Struktur, der Impedanz, des Kabeltyps und der Anschlussoptionen die richtige Lösung auswählen.

In diesem Leitfaden erklären wir was ein Koaxialkabel ist, wie es funktioniert, gängige Koaxialkabeltypen, den Unterschied zwischen 50-Ohm- und 75-Ohm-Kabeln und was bei der Beschaffung einer kundenspezifischen Kabelkonfektion zu beachten ist.

Was ist ein Koaxialkabel?

Ein Koaxialkabel, auch Koaxkabel genannt, ist ein elektrisches Kabel, das für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen entwickelt wurde.

Der Begriff "koaxial" leitet sich von seiner Konstruktion ab. Der Innenleiter und der umgebende Außenleiter teilen sich dieselbe zentrale Achse.

Ein typisches Koaxialkabel besteht aus vier Hauptteilen:

• Mittelleiter

• Dielektrische Isolierung

• Metallische Abschirmung

• Außenmantel

Diese Konstruktion schützt das übertragene Signal vor elektromagnetischen Störungen und sorgt gleichzeitig für kontrollierte elektrische Eigenschaften.

Aufgrund dieser Eigenschaften werden Koaxialkabel häufig in HF-, drahtlosen Kommunikations-, Antennen-, GPS-, Automobil-, Video- und Testgeräten eingesetzt.

Für Anwendungen, die an beiden Enden Anschlüsse erfordern, wird das Kabel normalerweise als HF-Kabelkonfektion.

Was ist in einem Koaxialkabel?

Obwohl Koaxialkabel in vielen Größen und Ausführungen erhältlich sind, verwenden die meisten das gleiche grundlegende Schichtdesign.

Mittelleiter

Der Mittelleiter überträgt das elektrische Signal.

Je nach Kabel können die Hersteller massive oder verseilte Leiter aus Materialien wie Kupfer, verzinntem Kupfer oder versilbertem Kupfer verwenden.

Massive Leiter können eine stabile elektrische Leistung bieten, während verseilte Leiter im Allgemeinen eine bessere Flexibilität bieten.

Dielektrische Isolierung

Die dielektrische Schicht umgibt den Mittelleiter.

Ihre Aufgabe ist es, den Leiter zentriert und vom Schirm getrennt zu halten.

Das Material und die Abmessungen dieser Schicht beeinflussen direkt die charakteristische Impedanz und die Signalübertragung des Kabels.

Gängige dielektrische Materialien sind Polyethylen und Fluorpolymere.

Abschirmung

Die leitfähige Abschirmung umgibt das Dielektrikum.

Sie bildet den Rückweg für das Signal und hilft, elektromagnetische Störungen zu reduzieren.

Abhängig von der erforderlichen Abschirmungsleistung kann die Konstruktion eine geflochtene Abschirmung, eine Folienabschirmung oder mehrere Abschirmungsschichten umfassen.

Außenmantel

Der Mantel schützt das Kabel vor mechanischen und Umweltschäden.

Das richtige Mantelmaterial hängt von der Anwendung ab. Einige Installationen erfordern eine höhere Beständigkeit gegen Hitze, Abrieb, Öl, Chemikalien, Feuchtigkeit oder wiederholte Bewegungen.

Wenn Sie mehr über Kabelisolations- und Mantelmaterialien erfahren möchten, lesen Sie unseren Leitfaden zu Isolationsarten für Kabel.

Wie funktioniert ein Koaxialkabel?

Ein Koaxialkabel überträgt das Signal über seinen Mittelleiter, während der umgebende Schirm als Außenleiter fungiert.

Der Abstand zwischen diesen beiden Leitern schafft einen kontrollierten Übertragungspfad.

Deshalb ist die Kabelgeometrie wichtig.

Wenn das Kabel gequetscht, zu scharf gebogen oder falsch terminiert wird, kann sich seine interne Geometrie ändern. Bei höheren Frequenzen kann dies die Impedanz beeinflussen und Signalreflexionen oder Einfügungsdämpfung erhöhen.

Aus diesem Grund sollte ein HF-Kabel nicht nur als Stück Draht mit angeschlossenen Steckern behandelt werden.

Das Kabel, die Stecker, die Kabellänge, die Termination und die Systemimpedanz tragen alle zur Leistung der gesamten Baugruppe bei.

Gängige Koaxialkabeltypen

Es gibt viele verfügbare Koaxialkabeltypen.

Für kompakte HF- und elektronische Anwendungen werden RG-Serienkabel immer noch häufig verwendet.

Das beste Koaxialkabel ist nicht immer das größte Kabel.

Zum Beispiel kann RG174 geeignet sein, wenn der Installationsplatz begrenzt ist, während ein größeres Kabel eine geringere Dämpfung für eine längere HF-Verbindung bieten kann.

Sie sollten daher sowohl mechanische als auch elektrische Anforderungen berücksichtigen.

Unser HF-Kabelkonfektionen umfassen verschiedene Kabel- und Steckerkombinationen für Antennen-, drahtlose, Automobil- und elektronische Anwendungen.

50 Ohm vs. 75 Ohm Koaxialkabel

Eine der wichtigsten Spezifikationen eines Koaxialkabels ist die charakteristische Impedanz.

Die gängigsten Werte sind 50 Ohm und 75 Ohm.

Branchenreferenzen beschreiben 50Ω als weit verbreitet für HF-Übertragungsanwendungen, während 75Ω häufig für Video- und Rundfunksignalübertragungen verwendet wird.

50 Ohm Koaxialkabel

50-Ohm-Koaxialkabel wird häufig verwendet für:

• HF-Antennen

• WLAN

• GPS

• Mobilfunkkommunikation

• Funksysteme

• Drahtlose Module

• HF-Testgeräte

Viele SMA-, UFL/IPEX-, MMCX-, MCX-, N-Typ- und Automobil-HF-Anwendungen verwenden 50-Ohm-Übertragungswege.

75 Ohm Koaxialkabel

75-Ohm-Kabel wird häufig verwendet für:

• CCTV

• Videoausrüstung

• Fernsehen

• Kabelfernsehen

• Satellitensysteme

• Rundfunkanwendungen

Die wichtigste Regel ist, die Impedanz des Kabels an den Rest Ihres Systems anzupassen.

Ein 50-Ohm-Gerät sollte normalerweise ein 50-Ohm-Kabel und kompatible Stecker verwenden.

Impedanzfehlanpassung kann zu Signalreflexionen führen und die HF-Leistung reduzieren.

Wo werden Koaxialkabel verwendet?

Koaxialkabel finden sich in einer Vielzahl von Produkten.

Antennen und drahtlose Geräte

Eine der häufigsten Anwendungen ist die Verbindung eines HF-Moduls mit einer Antenne.

Dies kann umfassen:

• WLAN-Geräte

• GPS-Module

• Mobilfunkgeräte

• IoT-Systeme

• Funkgeräte

Ein typisches Design könnte einen kleinen UFL-Stecker auf der Platine und einen SMA-Stecker am Gehäuse verwenden.

Eine kundenspezifische Kabelkonfektion verbindet die beiden Schnittstellen.

Automobil-Elektronik

Moderne Fahrzeuge enthalten viele HF-Kommunikationssysteme.

Koaxialkabel können für GPS, Radio, Mobilfunkkommunikation, Infotainment, Telematik und Fahrzeugantennen verwendet werden.

FAKRA-Stecker werden in diesen Anwendungen häufig verwendet, da ihre kodierten Gehäuse die Steckerkennung vereinfachen.

Zum Beispiel können kundenspezifische Konfektionen FAKRA- und SMA-Stecker mit RG174-Koaxialkabel kombinieren.

Elektronische und industrielle Geräte

Koaxialkabelkonfektionen werden auch verwendet in:

• HF-Instrumente

• Messgeräte

• Industrielle Elektronik

• Kommunikationsgeräte

• Antennensysteme

• Prüfvorrichtungen

Der erforderliche Kabeltyp hängt von Frequenz, Länge, Abschirmung, Steckerschnittstelle und Umgebungsbedingungen ab.

Gängige Koaxial-Steckertypen

Die Wahl des richtigen Steckers ist genauso wichtig wie die Auswahl des Kabels.

Gängige HF-Koaxialstecker umfassen:

SMA
Häufig verwendet für Antennen, GPS, WLAN, Kommunikationsgeräte und HF-Instrumente.

UFL / IPEX
Sehr kleine Stecker, die häufig auf Platinen und drahtlosen Modulen verwendet werden.

FAKRA
Üblich in der Automobil-HF, GPS, Antennen- und Infotainmentsystemen.

BNC
Oft verwendet für Testgeräte, CCTV, HF-Instrumente und Kommunikationssysteme.

MCX und MMCX
Kompakte Stecker, geeignet für GPS, drahtlose Geräte und eingebettete Elektronik.

N-Typ
Ein größerer und robusterer HF-Stecker, der häufig für externe Antennen und Kommunikationsgeräte verwendet wird.

Unser Sortiment an HF-Kabelkonfektionen umfasst verschiedene Stecker- und Kabelkombinationen für kundenspezifische Projekte.

Wie wählt man das richtige Koaxialkabel aus?

Es gibt kein einzelnes Koaxialkabel, das für jede Anwendung geeignet ist.

Berücksichtigen Sie vor der Auswahl diese Schlüsselfaktoren.

Betriebsfrequenz

Höhere Frequenzen machen Kabelverluste und Impedanzkontrolle wichtiger.

Identifizieren Sie immer Ihre Betriebsfrequenz, bevor Sie das Kabel auswählen.

Kabellänge

Die Signaldämpfung steigt mit zunehmender Kabellänge.

Ein Miniatur-Koaxkabel kann für eine kurze Verbindung innerhalb eines Geräts gut funktionieren, ist aber möglicherweise nicht die beste Lösung für ein langes Antennenkabel.

Impedanz

Bestätigen Sie, ob Ihr System 50Ω oder 75Ω benötigt.

Das Kabel, die Stecker, die Antenne und die Geräte sollten nach Möglichkeit eine kompatible Impedanz verwenden.

Steckertyp

Der Stecker muss sowohl zur Systemoberfläche als auch zur physischen Kabelkonstruktion passen.

Zum Beispiel verwenden SMA-Stecker für kleine RG174-Kabel andere Termination-Abmessungen als Stecker für größere HF-Kabel.

Flexibilität und Installationsplatz

Kompakte Elektronik erfordert oft flexible Kabel, die um Platinen, Gehäuse und andere Komponenten geführt werden können.

Sehr enge Biegungen können das Kabel jedoch verformen und seine Leistung beeinträchtigen.

Arbeitsumgebung

Berücksichtigen Sie Temperatur, Vibration, Feuchtigkeit, Chemikalien, Außenexposition und wiederholte Bewegungen.

Diese Bedingungen können den Kabelmantel, die Steckerbeschichtung, die Zugentlastung und die Dichtungsanforderungen beeinflussen.

Warum ist die Qualität der Kabelkonfektion wichtig?

Ein hochwertiges Kabel kann immer noch schlecht funktionieren, wenn der Stecker falsch terminiert ist.

Bei der Herstellung von Koaxialkabelkonfektionen sind wichtige Faktoren:

• Abisoliermaße des Kabels

• Termination des Mittelkontakts

• Vorbereitung der Abschirmung

• Crimpung der Aderhülse

• Position des Steckers

• Zugentlastung

Eine schlechte Termination kann Impedanzdiskontinuitäten erzeugen oder die mechanische Zuverlässigkeit verringern.

Aus diesem Grund sollten kundenspezifische HF-Konfektionen als vollständige Baugruppen hergestellt und getestet werden, anstatt nur nach Kabeltyp bewertet zu werden.

Wie werden HF-Kabelkonfektionen getestet?

Die Testanforderungen hängen von der Anwendung ab.

Einfache Konfektionen erfordern möglicherweise Durchgangsprüfung, Kurzschlussprüfung, Maßprüfung und Sichtprüfung.

HF-Anwendungen mit höheren Frequenzen können auch Tests wie folgende erfordern:

• Einfügedämpfung

• VSWR

• Rückflussdämpfung

IEC 60966-1 legt allgemeine Anforderungen und Prüfverfahren für elektrische, mechanische und umgebungsbezogene Eigenschaften von HF-Koaxialkabelkonfektionen fest.

Bei der Anforderung eines kundenspezifischen Kabels ist es besser, den tatsächlich erforderlichen Test anzugeben, anstatt einfach zu fragen, ob das Kabel "getestet" ist.

Welche Informationen sollten Sie für ein kundenspezifisches Koaxialkabel angeben?

Die Angabe vollständiger Spezifikationen kann Angebot und Produktion erheblich beschleunigen.

Sie sollten normalerweise angeben:

• Kabeltyp

• 50Ω oder 75Ω Impedanz

• Stecker A

• Stecker B

• Kabellänge

• Betriebsfrequenz

• Menge

• Arbeitsumgebung

• Spezielle Testanforderungen

Zum Beispiel:

RG316, 50Ω, SMA-Buchse Bulkhead zu UFL, 300 mm, GPS-Anwendung, 1.000 Stück.

Dies gibt dem Hersteller viel nützlichere Informationen, als einfach nach einem "SMA-Antennenkabel" zu fragen.

Häufig gestellte Fragen

Wofür wird ein Koaxialkabel verwendet?

Koaxialkabel wird häufig zur Übertragung von HF-, Antennen-, GPS-, drahtlosen, Video- und Kommunikationssignalen verwendet und reduziert gleichzeitig externe elektromagnetische Störungen.

Was ist der Unterschied zwischen Koaxialkabel und normalem Draht?

Ein normaler Draht überträgt hauptsächlich elektrischen Strom oder niederfrequente Signale. Ein Koaxialkabel verwendet einen Mittelleiter und eine umgebende Abschirmung mit kontrollierter Geometrie, um die charakteristische Impedanz aufrechtzuerhalten und die Hochfrequenzsignalübertragung zu unterstützen.

Ist Koaxialkabel 50 Ohm oder 75 Ohm?

Beides ist üblich. 50Ω-Kabel wird häufig für HF- und drahtlose Anwendungen verwendet, während 75Ω-Kabel häufig für Video-, Rundfunk- und Kabelfernsehanwendungen verwendet wird.

Welches Koaxialkabel ist am besten für eine Antenne?

Es hängt von Frequenz, Kabellänge, Signalverlust, Installationsplatz, Steckertyp und Betriebsumgebung ab. Kleine Kabel wie RG174 können für kurze Antennenverbindungen gut funktionieren, während längere Verbindungen ein Kabel mit geringerem Verlust erfordern können.

Können Koaxialkabelkonfektionen angepasst werden?

Ja. Kabeltyp, Steckerkombination, Länge, Ausrichtung, Schrumpfschlauch, Abdichtung und andere Merkmale können je nach Anwendung und Zeichnung angepasst werden.

Kundenspezifische Koaxialkabelkonfektionen für Ihr Projekt

Die Auswahl des richtigen Koaxialkabels bedeutet mehr als nur die Kabelnummer zu berücksichtigen.

Frequenz, Impedanz, Kabellänge, Signalverlust, Steckkompatibilität, Installationsplatz und Betriebsumgebung sollten zusammen bewertet werden.

Wir fertigen kundenspezifische HF-Kabelkonfektionen, Mikro-Koaxialkabel und andere kundenspezifische Kabelkonfektionen für elektronische, Kommunikations-, Automobil-, Antennen- und Industrieanwendungen.

Wenn Sie ein SMA-zu-UFL-Kabel, eine FAKRA-Kabelkonfektion, ein BNC-Kabel, eine MMCX-Konfektion, ein RG174-Kabel, ein RG316-Kabel oder eine andere kundenspezifische HF-Konfiguration benötigen, senden Sie uns Ihre Zeichnung, Kabel-Spezifikationen, Steckeranforderungen und Bestellmenge.

Kontaktieren Sie uns für ein Angebot für eine kundenspezifische Koaxialkabelkonfektion.