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Geschwindigkeitsfaktor des Koaxialkabels

Geschwindigkeitsfaktor des Koaxialkabels


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Der Geschwindigkeitsfaktor des Koaxialkabels ist ein Parameter, der in den Datenblättern für die verschiedenen Arten von Koaxialabzweigen immer erwähnt wird.

Der Geschwindigkeitsfaktor ist in einigen Fällen eine wichtige Spezifikation, obwohl gewöhnliche Anwendungen der einfachen Speisung einer Antenne möglicherweise nicht von Bedeutung sind.

Der Geschwindigkeitsfaktor des Koaxialkabels spiegelt die Tatsache wider, dass die Geschwindigkeit, mit der sich ein Signal innerhalb eines Koaxialkabels bewegt, nicht mit einer elektromagnetischen Welle übereinstimmt, die sich im freien Raum bewegt: Sie wird um einen Faktor reduziert, der dem Geschwindigkeitsfaktor entspricht.

Grundlagen des Koax-Geschwindigkeitsfaktors

Die Geschwindigkeit, mit der sich das Signal in einem Medium bewegt, erhält normalerweise die Bezeichnung V.p oder V.G. Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Signal im Vergleich zu einem Signal im freien Raum bewegt. Also V.p für ein Signal, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, wäre es 1,0, und für ein Signal, das sich mit der halben Lichtgeschwindigkeit bewegt, wäre es 0,5.

Es kann gezeigt werden, dass der Geschwindigkeitsfaktor des Kabels der Kehrwert der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstante ist:

Koaxialkabel elektrische Länge

Ein wichtiger Faktor eines Koaxialkabels in einigen Anwendungen ist die Wellenlänge der darin laufenden Signale. Genauso wie die Wellenlänge eines Signals die Lichtgeschwindigkeit geteilt durch die Frequenz für den freien Raum ist, gilt dies auch für jedes andere Medium. Wenn die Geschwindigkeit der Welle verringert wurde, wird auch die Wellenlänge um den gleichen Faktor verringert. Bei einer langsameren Geschwindigkeit kann das Signal nicht gleichzeitig so weit laufen.

Wenn also der Geschwindigkeitsfaktor des Koaxialkabels 0,66 beträgt, beträgt die Wellenlänge das 0,66-fache der Wellenlänge im freien Raum.

In einigen Fällen werden Koaxialkabellängen auf eine bestimmte Länge gekürzt, um als Impedanztransformator oder Resonanzkreis zu fungieren. Dies muss bei der Bestimmung der erforderlichen Koaxialkabellänge berücksichtigt werden.

Der Vorteil der Verwendung eines Koaxialkabels mit einem niedrigen Geschwindigkeitsfaktor besteht darin, dass die für die Resonanzlänge erforderliche Länge des Koaxialkabels kürzer ist als bei einer Zahl nahe 1. Dies kann den für Elemente wie Resonanzstummel erforderlichen Platz verringern. Es kann auch die Kosten senken, da weniger Koax benötigt wird!

In Koaxialkabel verwendete dielektrische Materialien

Es gibt eine Vielzahl von Materialien, die erfolgreich als Dielektrika in Koaxialkabeln eingesetzt werden können. Jedes hat seine eigene Dielektrizitätskonstante, und als Ergebnis weisen Koaxialkabel, die unterschiedliche dielektrische Materialien verwenden, unterschiedliche Geschwindigkeitsfaktoren auf.


Dielektrizitätskonstanten & Geschwindigkeitsfaktoren
von üblicherweise verwendeten dielektrischen Koaxialkabelmaterialien
Koaxialkabel dielektrisches MaterialDielektrikum
Konstante
Geschwindigkeit
Faktor
Polyethylen (PE)2.30.659
Schaumpolyethylen1.3 - 1.60.88 - 0.79
Luft beabstandetes Polyethylen0.84 – 0.88
Schaumpolystyrol0.910
Festes PTFE2.070.695
Luft beabstandetes PTFE0.85 – 0.90

Der Geschwindigkeitsfaktor wird durch das Dielektrikum des Koaxialkabels bestimmt. Da die Dielektrizitätskonstante nicht zu stark von den Standardwerten abweicht, reicht es häufig aus, die Datenblattzahlen zu nehmen und das Kabel entsprechend zu schneiden. Es ist natürlich am besten, es zuerst etwas lang zu schneiden und dann einmal vor Ort etwas zurückzuschneiden. Auf diese Weise können eventuelle Streueffekte von Kabelenden und dergleichen berücksichtigt werden.


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