Über das Verhalten koaxialer Kabel mit Bandwendelisolierung im Frequenzbereich über tausend Megahertz

Übersicht

Das Kabel mit Bandwendel als Isolierung weicht auf Grund von zwei Ursachen in seinen elektrischen Eigenschaften von denen des homogenen Kabels ab. Diese Ursachen sind: Die Feldkonzentrierung in dem Isoliersteg und die Schräglage des Steges zur Kabelachse oder Fortpflanzungsrichtung. Infolge der Zusammenziehung des elektrischen und magnetischen Feldes mit wachsender Frequenz erhöhen sich Phasenmaß, Wellenwiderstand, Widerstands- und Ableitungsdämpfung im Vergleich zum homogenen Kabel, und zwar um so mehr, je höher die Frequenz ist. Durch die Schräglage des Steges werden Wellentypen höherer Ordnung hervorgerufen, die Hochpaßcharakter haben. Das bedeutet, daß die Energie auf andere Wellenformen zerstreut wird, sobald die Betriebswellenlänge kürzer als die Grenzwellenlänge wird. Die Dämpfung erhöht sich stark. Diese Grenzwellenlänge ist gleich dem arithmetisch gemittelten Umfang des Kabels. Ist jedoch die Betriebswellenlänge länger als die Grenzwellenlänge, so ist die Dämpfung die gleiche wie beim axialen Steg mit demselben Isolierstoffvolumen. Die Schräglage des Steges wirkt sich lediglich in einer zusätzlichen Wellenwiderstandserhöhung und in einer Verkleinerung des Phasenmaßes aus. Dieser Effekt ist proportional dem Quadrat der Frequenz und umgekehrt proportional dem Quadrat der Drallänge. Zu der Tabelle sind sämtliche Effekte für den Kabeltyp 13/40 bei den Wellenlängen λ=30, 20 und 10 cm berechnet. Bei dieser Bezeichnung bedeuten die Zahlen 13 und 40 die Durchmesser des Innen- und des Außenleiters in mm. Die Grenzwellenlänge des Kabels liegt bei 8,3 cm. Man erkennt aus der Tabelle, daß der Wellenwiderstand bei 10 cm Wellenlänge um 18% im Vergleich zu dem Wert bei niedrigen Frequenzen gestiegen ist. Der Zuwachs der Widerstandsdämpfung beträgt 11% und der der Ableitungsdämpfung 78% gegenüber den Werten, den das homogene Kabel bei gleicher resultierender D. K. haben würde. Kabel mit Scheibenisolierung sind aus elektrischen Gründen vorzuziehen, da sie nur in der unmittelbaren Nähe der Resonanzfrequenz Anomalien zeigen. Der günstigste Scheibenabstand ergibt sich nach Gl. (3).