Koaxkabel-Dämpfungsrechner
Kabelverlust ist der Anteil der Sendeleistung, den die Speiseleitung in Wärme umsetzt, bevor er die Antenne erreicht. Er wächst mit der Frequenz und proportional zur Länge: 25 m LMR-400 kosten bei 2,4 GHz 5,4 dB, es kommen also nur 29 % der Leistung an. Dieser Rechner interpoliert die veröffentlichten Dämpfungskurven gängiger Kabeltypen.
Times Microwave · Schaumdielektrikum, 10,3 mm
Jede Linie steht für einen Kabeltyp: Dämpfung in dB pro 100 m über der Frequenz, beide Achsen logarithmisch, weshalb die Kurven fast gerade verlaufen. Weiter unten heißt weniger Verlust. Das gewählte Kabel ist grün gezeichnet, der Punkt markiert seine Dämpfung bei der eingegebenen Frequenz.
Die Kabeldaten stammen aus Herstellerdatenblättern der LMR-Serie von Times Microwave und aus veröffentlichten RG-Dämpfungstabellen: Richtwerte für neues Kabel bei 20 °C an angepasster Last. Alterung, eindringende Feuchtigkeit und Stecker kommen hinzu. RG-Werte streuen je nach Hersteller und Bauart um 10–20 %, und oberhalb von 1 GHz sind die RG-Kurven aus den veröffentlichten Punkten mit dem üblichen Verlustmodell aus √f- und f-Anteil fortgeschrieben.
So funktioniert es
- 01
Wissen, wo die Leistung bleibt
Zwei Mechanismen machen aus Signal Wärme. Der Leiterverlust wächst mit f, weil der Skineffekt den Strom in eine immer dünnere Schicht drängt. Der Verlust im Dielektrikum wächst direkt proportional zu f. Ihre Summe, L ≈ k1·f + k2·f, erklärt, warum jede Dämpfungskurve nach oben biegt, sanft bei HF und steil oberhalb von 1 GHz.
- 02
Die Dämpfung bei Ihrer Frequenz ablesen
Hersteller geben die Dämpfung für einzelne Frequenzen an. LMR-400 ist bei 50, 150, 450, 900, 1500, 2400 und 5800 MHz spezifiziert. Zwischen diesen Punkten ist die Kurve auf doppelt logarithmischen Achsen eine Gerade, deshalb trifft die Interpolation dort auf wenige Zehntel dB genau.
- 03
Auf Ihre Länge umrechnen
Die Dämpfung wird pro 100 m oder pro 100 ft angegeben, und der Verlust in dB ist streng proportional zur Länge: L = L100m · l100 m. Eine 25-m-Strecke kostet ein Viertel des 100-m-Werts, 1 dB pro 100 m sind 0,01 dB pro Meter. Teilen Sie dB/100 ft durch 3,281, um dB/100 m zu erhalten, oder multiplizieren Sie in die Gegenrichtung.
- 04
Die Rechnung ehrlich aufmachen
Alle 3 dB halbieren die Leistung. 5,4 dB lassen 29 % übrig (10−0,54), 10 dB nur noch 10 %. Auf einer Duplex-Strecke zahlen Sie doppelt, denn derselbe Verlust senkt die Sendeleistung und verschlechtert das Empfangssignal. Ab 2,4 GHz hilft nur ein kurzes, dickes Kabel, oder das Funkgerät wandert zur Antenne hinauf.
Formeln
- L100m(f) — Dämpfung aus der Datenblattkurve des Kabels bei f, dB pro 100 m
- l — Länge der Speiseleitung, m
- Pin, Pout — Leistung in das Kabel hinein und aus ihm heraus, W
- Ltotal — Gesamtverlust, dB
Rechenbeispiel
- Datenblatt: 6,6 dB/100 ft · 3,281 = 21,7 dB/100 m
- 25 m → 21,7 · 25100 = 5,4 dB
- 10 W hinein → 10 · 10−0,54 = 2,9 W heraus
- → 71 % der Leistung heizen das Kabel. Bei 2,4 GHz das Koaxkabel kurz halten oder das Funkgerät nach oben setzen
FAQ
- Wie rechne ich dB/100 ft in dB/100 m um?
- Multiplizieren Sie mit 3,281, denn 100 m sind 328,1 ft: dB/100 m = dB/100 ft · 3,281. LMR-400 hat bei 2,4 GHz 6,6 dB/100 ft, also 21,7 dB/100 m. In die Gegenrichtung teilen Sie durch 3,281. Der Verlust in dB ist proportional zur Länge, die Umrechnung ist daher ein reiner Skalenfaktor ohne weitere Korrektur.
- Warum wächst die Kabeldämpfung mit der Frequenz?
- Zwei Ursachen summieren sich. Der Skineffekt drängt den Strom mit steigender Frequenz in eine dünnere Schicht der Leiter, wodurch der Widerstand mit f zunimmt. Zusätzlich schluckt das Dielektrikum einen Anteil, der direkt proportional zu f wächst. Ein Kabel mit 3 dB pro 100 m bei 150 MHz verliert bei 2,4 GHz typischerweise das Vier- bis Siebenfache.
- Ändert mehr Sendeleistung den Verlust?
- Nein. Die Dämpfung ist ein Prozentsatz, der dB-Wert ist bei 1 W derselbe wie bei 100 W. Sie verlieren nur hundertmal mehr Watt als Wärme. Die Belastbarkeit ist eine eigene Grenze: Sie ergibt sich aus der Temperatur, die Dielektrikum und Mantel aushalten, und sinkt mit steigender Frequenz.
- Was kosten die Stecker?
- Ein sauber montiertes Steckerpaar kostet im UHF-Bereich etwa 0,1 bis 0,3 dB, im Mikrowellenbereich mehr und deutlich mehr, wenn es schlecht montiert ist oder Wasser gezogen hat. Rechnen Sie jeden Übergang in Ihr Budget ein. Ein korrodierter Stecker oder ein nasses Kabelende bringt mehrere dB, die kein Datenblatt vorhersagt.
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- Funkabdeckung planen (RF / ITM) — das Leistungsfeld erwartet die abgestrahlte Leistung. Ziehen Sie den hier berechneten Kabelverlust vorher ab
Quellen & weiterführende Links
- Coaxial cable — Wikipedia ↗ — Aufbau, Verlustmechanismen und Dämpfungstabellen
- Pasternack — RF coaxial cables ↗ — Herstellerdatenblätter je Kabeltyp, zum Abgleich der hier verwendeten Dämpfungswerte
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