Antennenkabel: Verschiedene Varianten im Vergleich

Um Geräte mit dem Mobilfunknetz zu verbinden benötigt es einer Verbindung zwischen den Antennen und jeweiligen Empfängern. Diese wird über sogenannte Koaxialkabel hergestellt. An der Anschlussstelle erfolgt die Verbindung zwischen Antenne/Gerät und Kabel über einen Koaxialstecker (Lesen Sie für genauere Informationen zu Eigenschaften und Varianten solcher Stecker diesen Artikel). 

Koaxialkabel können hochfrequente, breitbandige Signale übertragen und sind dabei generell verlustarm. Sie werden beispielsweise verwendet für Rundfunksignale, Radarsignale, oder eben auch für Mobilfunksignale. Mit diesem speziellen Anwendungsfall beschäftigt sich der folgende Artikel. 

 Aufbau von Antennenkabeln: 

Ähnlich wie Antennenstecker, bestehen auch Koaxialkabel grundsätzlich aus vier Teilen, welche zusammen die Qualität des Kabels bestimmen. Das Herzstück eines jeden Antennenkabels ist der Innenleiter, welcher das Mobilfunksignal transportiert. Das hierfür verwendete Material ist in der Regel Kupfer, welches häufig versilbert oder verzinnt wird. Innenleiter können starr sein, oder die flexibel in Form von Litzen auftreten. Dieses Herzstück des Kabels ist umgeben von Isolationsmaterial, dem Dialektrikum. Es trennt den Innenleiter vom Außenleiter und besteht meist aus Kunststoff oder auch aus Luft.  

Der Außenleiter bietet eine elektrische Abschirmung von der Außenumgebung und schützt den Innenleiter vor Störsignalen. Ein Koaxialkabel kann einfach oder doppelt abgeschirmt sein.  

Als letzte Schicht weist jedes Antennenkabel einen Außenmantel auf. Dieser besteht aus einer Kunststoffschicht und beeinflusst nicht die elektrische Beschaffenheit des Kabels. Dennoch ist der Mantel wichtig, da er das Kabel vor Umgebungseinflüsse schützt. Wichtige Merkmale sind hier beispielsweise der Temperaturbereich, in dem das Kabel eingesetzt werden kann, oder auch die Beständigkeit gegen Chemikalien, Feuer und UV-Strahlung. 

Aufbau eines Koaxialkabels mit Innenleiter (centre core), Dialektrikum (dielectric insulator), Außenleiter (metallic shield) und Außenmantel (plastic jacket).

Bildquelle: Tkgd2007, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Eigenschaften von Antennenkabeln: 

Eine der wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Koaxialkabeln ist der Wellenwiderstand, auch Impedanz genannt. Diese ist charakterisierend für ein Antennenkabel und wird bestimmt vom Kabelquerschnitt. Maßgeblich ist hier das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Innenleiters und dem Innendurchmesser des Außenleiters. Außerdem spielen die Eigenschaften des Isolationsmaterials im Dialektrikum eine maßgebliche Rolle. 

Die Impedanz muss über eventuell verwendete verschiedene Kabel und Stecker hinweg konstant sein und ist unabhängig von der Frequenz. Dementsprechend ist bei der Wahl von Koaxialkabeln und –steckern zur Verbindung von Antennen und Empfängern immer auf den benötigten Wellenwiderstand zu achten. Im Mobilfunk beträgt dieser klassischerweise 50Ω. 

Ebenfalls wichtig ist die Dämpfung, welche den Signalverlust beim Durchlaufen des Innenleiters angibt. Sie wird meist angegeben in Dezibel pro Meter und ist abhängig von der zu übertragenden Frequenz: Je höher diese ist, desto höher ist auch die Dämpfung. Außerdem wird der Signalverlust von verschiedenen Faktoren, die vom Antennenkabel abhängig sind, bestimmt. Hierzu gehört zunächst der Durchmesser des Innenleiters: Dicke Koaxialkabel sind im Vergleich verlustärmer als dünne, und werden daher meist bevorzugt. Ein weiterer Faktor sind die Beschaffenheit und das Material des Leiters. Beispielsweise haben starre Leiter einen geringeren Verlust als Litzen, versilbertes Kupfer weist eine geringere Dämpfung als reines Kupfer auf. Auch das Alter des Kabels und die Temperaturen, denen es ausgesetzt ist spielen eine Rolle. 

Die Auswahl der richtigen Kabelvariante im Mobilfunk: 

Welches Koaxialkabel das “beste” ist hängt vom individuellen Einsatzszenario ab. Hierbei sind unter anderem die oben beschriebenen Eigenschaften ausschlaggebend: Die Impedanz muss zwischen Kabeln und Steckern abgestimmt werden. Die Dämpfung ist abhängig von der Frequenz, in der das Mobilfunksignal übertragen werden soll. Hierauf muss bei der Interpretation der Herstellerangaben geachtet werden. 

Ein weiteres Auswahlkriterium ist die benötigte Länge. Diese ist abhängig vom Installationsort. Grundsätzlich gilt: Je kürzer das Kabel, desto geringer die Dämpfung. Gleichzeitig geht ein kurzes Kabel aber natürlich auch mit einer begrenzten Standortauswahl für die Antenne einher. 

Zusätzlich unterscheiden sich die verschiedenen Koaxialkabel in der Dicke: Je größer der Durchmesser, desto besser meist die Abschirmung zu Störsignalen und desto geringer auch der Signalverlust. Allerdings weisen dickere Koaxialkabel auch eine geringere mechanische Flexibilität auf, was je nach Anwendungsszenario hinderlich sein kann. 

Nicht zuletzt spielt bei der Auswahl des passenden Antennenkabels natürlich auch der Preis eine Rolle. Hier kann es zwischen den unterschiedlichen Kabelvarianten und Herstellern starke Unterschiede geben. 

Für LTE-Anwendungen sind gängige Koaxialkabel beispielsweise das RG-316 U, das KXS-5, oder das KXS-7. Alle diese Kabel haben eine für den Mobilfunk typische Impedanz von 50Ω. 

Das RG-316 U Koaxialkabel hat eine versilberte Kupferlitze als Innenleiter. Das Dialektrikum besteht aus PTFE Kunststoff. Das Kabel ist einfach abgeschirmt durch einen Außenleiter aus versilbertem Kupfergeflecht. Der Außenmantel hat einen Durchmesser von 2,5 mm. Damit ist das RG-316 U sehr flexibel und unkompliziert in der Anwendung, der minimale Biegeradius beträgt nur 15mm. Allerdings gehen der flexible Innenleiter, die einfache Abschirmung und der geringe Durchmesser auch mit einer höheren Dämpfung einher: Diese beträgt bei einer Frequenz von 800 MHz 0.8 db/m. Aus diesem Grund ist das Kabel nur für kurze Entfernungen zur Antenne von maximal 1-2 Metern geeignet. 

Bei dem KXS-5 handelt es sich um ein sogenannten “Low Loss Kabel”. Ein starrer Kupferdraht als Innenleiter, eine doppelte Abschirmung aus einem verzinnten Kupfergeflecht und einer Alu-Verbundfolie, so wie ein größerer Durchmesser von 4,95 mm sorgen hier für einen vergleichsweise geringen Signalverlust von 0,32 db/m bei 800 MHz. Diese geringere Dämpfung verlängert die empfohlene maximale Kabellänge auf 5-10 Meter. 

Für noch größere Entfernungen von maximal 10-20 Metern zwischen Antenne und Empfänger ist das KXS-7 Kabel geeignet. Hier besteht der Innenleiter aus einer Kupferlitze, welche deutlich dicker als die Innenleiter der anderen beiden Kabel ist. Die doppelte Abschirmung setzt sich aus einem reinen Kupfergeflecht und einer Kupferverbundfolie zusammen. Der Außenmantel weist einen Durchmesser von 7,3 mm auf. Hierdurch hat das Kabel die in diesem Vergleich geringste Dämpfung von nur 0,21 db/m bei 800 MHz. 

Sind Sie auf der Suche nach einer Antenne für optimalen Mobilfunkempfang? Dann besuchen Sie gerne unseren Online-Shop! Dort finden Sie eine Auswahl von Antennen, die sowohl LTE, als auch 2G und 3G abdecken und standardmäßig mit einem Low-Loss Kabel geliefert werden. Fragen zu unseren Produkten beantworten wir gerne per E-Mail oder telefonisch unter +49 40 35 73 20 65.

, ,

Ähnliche Beiträge

Monopol- und Dipolantennen: Charakteristika und Unterschiede

Antennen sind unverzichtbare Komponenten für Mobilfunkgeräte und -netze. Auch wenn sie in Smartphones von außen kaum noch zu erkennen sind, haben sie entscheidenden Einfluss auf die Performance der mobilen Datenübertragung. Neben der Abstrahlcharakteristik fungiert auch der Antennenaufbau häufig als Klassifizierungsgrundlage. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr über die Eigenschaften von Monopol- und Dipolantennen.

Weiterlesen

Antennenstecker: Eigenschaften und Varianten

Die Auswahl und Positionierung einer geeigneten Antenne ist für guten Mobilfunkempfang essentiell. Genauso wichtig ist aber auch die sachgemäße Installation und die Auswahl der richtigen Hardwarekomponenten. Dazu gehört beispielsweise die Verbindung der Antenne mit dem jeweiligen Gerät, die über ein (oder mehrere) Koaxialkabel erfolgt. Hierzu benötigt es einen Verbindungstecker. Erfahren Sie in diesem Artikel genaueres über den Aufbau und die gängigsten Varianten solcher Antennenstecker.

Weiterlesen

Mobilfunkantennen – grundsätzliche Funktionsweise und verschiedene Varianten

Antennen sind unverzichtbare Komponenten für Mobilfunkgeräte und -netze. Auch wenn sie in Smartphones von außen kaum noch zu erkennen sind, haben sie entscheidenden Einfluss auf die Performance der mobilen Datenübertragung. Je nach Anwendungsbereich, ob im Endgerät oder an der Basisstation des Mobilfunknetzes, kommen unterschiedliche Antennentypen zum Einsatz. Wie eine Antenne prinzipiell funktioniert, welche verschiedenen Varianten es gibt und für was sie verwendet werden, erklärt Ihnen dieser Beitrag.

Weiterlesen
Menü