Kabel & Co. in der Funkpraxis Was Sie schon immer über Koax wissen wollten...

Transkript

1 Frank Sichla Kabel & Co. in der Funkpraxis Was Sie schon immer über Koax wissen wollten Auflage von 2004, 116 Seiten, Paperback Vorwort Was Sie schon immer über Koax wissen wollten, aber nie zu fragen wagten - das verrät Ihnen dieser neue Titel aus der "& Co."-Reihe, wobei hier unter den Companions (Gefährten) die Stecker und Buchsen verstanden werden, ohne die kaum ein Kabel auskommt und deren Montage oft eine kleine technologische Herausforderung darstellt. Fragen, Unsicherheiten, falsche Vorstellungen und Mythen rund um die HF-Leitung gibt es besonders in Amateurkreisen, aber auch bei Profis immer noch. Und das, obwohl eine solche Leitung im Prinzip doch ein außergewöhnlich einfaches Gebilde darstellt und schon sehr lange bekannt ist: Bereits der Entdecker der elektromagnetischen Wellen, Heinrich Hertz, konstruierte das erste Koaxialkabel, das allerdings ein wenig an eine Mausefalle erinnert. Man bezeichnet HF-Leitungen vom Aufbau her als symmetrisch oder unsymmetrisch. Obwohl Hertz mit seiner "Mausefalle" schon den besseren Weg aufzeigte, wurden viele Jahrzehnte lang symmetrische Leitungen bevorzugt. Reststücken der in der terrestrischen UKW-Radio- und Fernsehtechnik einst grundsätzlich verwendeten 240-Ohm-Bandleitung sind noch heute für Funkamateure interessant, kann man daraus doch leicht portable J-Antennen bauen. Nur ein einziger nennenswerter Vorteil dieses Leitungstyps fällt mir ein: einfacher, materialsparender Aufbau. Für die im Amateurfunk lange Zeit populäre "Hühnerleiter", eine symmetrische Leitung mit Luftdielektrikum, gilt wohl nicht einmal das; einzig eine sehr geringe Dämpfung muss man ihr zugestehen. Kein Wunder also, dass heute das unsymmetrische Koaxialkabel, kurz Koaxkabel genannt, die Szenerie beherrscht. Es trumpft besonders mit völliger Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen auf, kann also meist problemlos verlegt werden, auch im Erdboden. Tja, und damit ist schon eine wichtige Kenngröße jeder HF-Leitung genannt worden. Weitere stellt das erste Kapitel vor, während sich das zweite genauer mit dem Thema "Anpassung" auseinandersetzt. Folgerichtig kann sich das dritte Kapitel umfassend mit der angepassten Leitung beschäftigen. Nach einer kurzen Erörterung des Phänomens der Reflexion werden alle anderen Betriebsfälle so transparent wie möglich untersucht. Viele Bilder helfen beim Verständnis der nicht immer leicht zu begreifenden Vorgänge. Ein weiteres Kapitel führt in die Welt der "Leitung als Bauteil" ein. Nach einer Zusammenfassung schließt sich die Vorstellung populärer Kabeltypen an. Dann schlägt die große Stunde der Companions: Schritt für Schritt wird aufgezeigt, wie man Stecker und Buchsen fachgerecht ans Kabel montiert. Das Buch vereint also Theorie und Praxis und ist somit gleichermaßen für Studium und Ausbildung als auch für die Anwendung geeignet. Inhaltsverzeichnis Vorwort. 9 Leitungskenngrößen unter der Lupe. 10 Der Wellenwiderstand. 10 Geheimnisvoll wie Zorro. 11 Mehr als Brüder: Wellen- und Strahlungswiderstand. 12 Abmessungen und Dielektrikum bestimmen Zw. 12 Wie die Dämpfung entsteht. 13 Umgang mit Dämpfungsangaben , 60, 75, 240, 300 Ohm - warum? 15 Weitere Kennwerte. 16 "Vornehme" Leitungen und Leitungsbezeichnungen. 17 Die pupinisierte Leitung. 17 Irrtümer und Wahrheiten. 18 Anpassung genauer betrachtet. 19 Aller guten Dinge sind vier. 19 Quellwiderstand oder Quälwiderstand? 20

2 Belastung mit einer Impedanz. 21 Felder, Wellen, Reflexionen. 22 Vom Getreidefeld zum elektromagnetischen Feld. 22 Was ist eine Welle? 23 Mysteriöse Wellen. 24 Reflexionen im Alltag. 25 Wellen, die gar keine sind. 26 Leistung, Arbeit, Energie. 26 Positive und negative Leistung. 27 Irrtümer und Wahrheiten. 29 Angepasste und am Eingang fehlabgeschlossene Leitung. 30 Anpassung und Abschluss. 30 Die angepasste Leitung. 30 Die am Eingang fehlabgeschlossene Leitung. 32 Die am Ausgang fehlabgeschlossene Leitung. 33 0/1-Flanke auf der offenen Leitung. 33 0/1-Flanke auf der kurzgeschlossenen Leitung. 35 Keine Totalreflexion ohne Inversion. 35 Hin- und Rücklauf eines Impulses. 35 Die elektrische Länge. 36 Offene und kurzgeschlossene "Viertelwelle". 38 Die "Halbwelle" - nichts als zwei "Viertelwellen". 39 Reflexionsfaktor - Schlüssel zum Verständnis. 39 Stehwellen verkörpern Blindleistung. 43 Blindwiderstand am Kabelende. 43 Der schöne Schein des Scheinwiderstands. 44 Die Folgen einer Flanke. 45 Die abgestimmte Leitung. 47 Zurück zur "Viertelwelle". 47 Die abgestimmte Leitung in der Praxis. 48 Das Kabel als Leistungsjongleur. 48 Die beidseitig fehlabgeschlossene Leitung. 49 Das Lattice Diagram. 49 Eine kleine Vorübung. 52 Das merkwürdige Diagramm. 52 SWR 3 - Best Case. 53 Erkenntnisse und Schlussfolgerungen. 54 SWR 3 - Worst Case. 56 Jetzt wird angepasst! 57 Rechnen ist gut - Vergleichen ist besser. 57 Eine praktische Überlegung. 57 Bei Empfang ist alles anders. 58 Die falsche Praxis. 59 Irrtümer und Wahrheiten. 59 Welligkeit in der Praxis. 60 SWR - was ist das überhaupt? 60 So arbeiten Stehwellenmesser. 61 Hinter die Kulissen schauen! 62 Welligkeit und Kabeldämpfung. 63 Leistungsmessung mit Richtkoppler. 64 Mehrere Stoßstellen. 65 Knoten - gar nicht gordisch. 66 Periodische Inhomogenitäten. 66 Irrtümer und Wahrheiten. 67 Das HF- Kabel als Bauteil. 68 Energietransport - die vier prinzipiellen Betriebsfälle. 68 Anpassen mit der "Viertelwelle". 68 Die Welt unter λ/4. 70 Automatischer Schalter - noch ein Streich der "Viertelwelle". 71 Der Stub, die seltsame Reaktanz. 72 Stubs in Action. 73 Leistung verteilen und summieren. 74

3 Symmetrieren mit Leitungen. 75 Die Geheimnisse der HF-Leitung - eine Zusammenfassung. 78 Das Geheimnis der Wellenleitung. 78 Das Geheimnis des Phasensprungs. 78 Das Geheimnis der negativen Leistung. 79 Das Geheimnis der Welligkeit. 79 Das Geheimnis des Wellenwiderstands. 79 Das Geheimnis des Eingangswiderstands. 79 Das Geheimnis des wellenwiderstandsrichtigen Abschlusses. 80 Das Geheimnis der verschwundenen Welligkeit. 80 Das Geheimnis der Kabeldämpfung. 80 Das Geheimnis der "Zusatzdämpfung". 81 Das Geheimnis des sonderbaren Gitters. 82 Das Geheimnis des Gesamtwirkungsgrads. 82 Das Geheimnis Ihres Anpassgeräts. 82 Das Geheimnis Ihres SWR-Messgeräts. 83 Das Geheimnis der richtigen Systembeurteilung. 83 Kleine Koaxialkabelkunde. 84 Das "Hilfskabel" RG RG RG H 2000 FLEX - das bessere H Die gute Sieben: aircell Pluspunkte für aircom plus. 87 Noch flexibler: Ecoflex Noch dämpfungsärmer: Ecoflex Stecker und Buchsen - die Companions der Kabel. 89 Allgemeines. 89 Einige Steckverbinder-Kennzeichnungen. 90 UHF - Veteran mit flotten Enkeln. 91 Nimm N! 92 BNC & TNC. 93 Die Spezialisten. 94 Coole Typen: F und FME. 94 Connection! So kommt der Stecker ans Kabel. 95 Vorbereitungen zum "goldenen Schnitt". 95 Eine bewährte Methode für PL-Stecker. 95 N in zwei Varianten. 97 BNC & TNC. 98 Spezialstecker für air und Ecoflex. 102 F-Stecker-Montage. 104 Adapter und Kabelverbinder. 104 Die Prüfung des Erfolgs. 104 Zum Schluss noch eine Frage: Resonanz oder Reflexion? 106 Was ist Resonanz? 106 Zeigen Leitungen Resonanz? 106 Der Resonator - verdient er seinen Namen? 107 Händleradressen und Angebote. 110 Stichwortverzeichnis. 112 Literatur. 115 Stichwortverzeichnis A Abschluss 30 Adapter 104 anpassen 68 Anpassung 19 Antennenleitung 48 Antennenspeiseleitung 47 Außenkabel 84 Außenleiter 77

4 B Balun-Leitung 75 Blindleistung 26 BNC 93 C charakteristischer Leitungswiderstand 11 Chassisbuchse 89 Chassismontage 89 Crimp-Stecker 95 Crimp-Zange 95 CSWR 60 Current Standing Wave Ratio 60 D Dämpfung 13 Dämpfungsbelag 14 Dämpfungskonstante 13 Dielektrikum 12 Doppel-Crimp 95 E Echo 36 Einbaubuchse 89 Eindrahtleitung 17 Eindraht-Wellenleitung 17 Einheitsimpuls 33 Einlochmontage, rund 89 Einlochmontage, unrund 89 Einzel-Crimp 95 elektrische Länge 16 elektrisches Feld 23 elektromagnetisches Feld 23 elektromagnetische Welle 23 erste Harmonische 26 F Fehlabschluss 30 Fehlanpassung 19 Feld 22 Felddichte 22 Feldgröße 22 Feldlinien 22 Feldstärke 22 festgehaltener Innenleiter 97 FME 94 Fortpflanzungskonstante 13 fortschreitende Welle 24 Fourier-Analyse 26 Frequenzbereich 33 F-Steckerschutz 104 Fünflochmontage 89 G Gesamtverlust 59 Gleichfeld 23 Goubau-Leitung 17 Grunddämpfung 55

5 Grundwelle 26 H Halbwellen-Umwegleitung 76 Harmonische 26 hinlaufende Welle 25 Hohlleiter 17 Hohlrohrleitung 17 homogen 10 Hühnerleiter 9 I Impedanz 11 Induktivitätsbelag 11 Innenkabel 84 Innenleiter 77 Innenwiderstand 30 J J-Antenne 69 K Kabelbuchse 89 Kabeltülle 104 Kabelverbinder 104 Kapazitätsbelag 11 Klemmverbindung 95 Koaxialkabel 9 Koaxkabel 9 kombinieren 68 kompensieren 68 komplexer Widerstand 11 Knotenpunkt 66 Kreuzzeigerinstrument 64 Kupplung 104 L Lattice Diagram 49 Laufzeit 33 Längsdämpfung 14 Leistungsanpassung 20 Leistungsfestigkeit 17 Leistungssplitter 75 Leistungsverlust 55 Leiterplattenmontage 89 Leitwertsbelag 11 Luftdielektrikum 16 M magnetisches Feld 23 Mantelwellen 76 mechanische Länge 36 Mindestbiegeradius 17 N Nebenwelle 26 nichtdispersiv 17 Nippel 94

6 Nullstelle 66 O Oberschwingungen 26 Oberwelle 26 P Paralleldrahtleitung 14 Phasenkonstante 13 Phasensprung 38 Platinenmontage 89 Potential 22 Power Divider 75 Q Quellwiderstand 20 Querdämpfung 14 Quetschverbindung 95 R Rauschanpassung 19 reell 12 Reflexion 25 Reflexionsfaktor 39 Reziprozitätsgesetz 59 richtiger Abschluss 30 Richtkoppler 61 Richtungskoppler 61 rücklaufende Welle 25 S s 60 Sandwich-Leitung 17 SAP 94 Scheinleistung 26 Schirmdämpfungsmaß 17 Schirmungsmaß 17 Schwingungen 26 Seele 77 Semi-Rigid-Kabel 84 SMA 89 SMC 89 Spannungsanpassung 19 Spannungsfestigkeit 17 Sperrtopf 76 Spezialstecker 94 Standing Wave Ratio 53 Steckverbinder 89 STG 90 stehende Welle 24 Stehwelle 24 Stehwellenmesser 61 Stehwellenverhältnis 53 Stichleitung 71 Stoßstelle 58 Strahlungswiderstand 12 Streifenleitung 17 Strömungsfeld 22 Stripline 17 Stromanpassung 19

7 Stub 72 SWR 53 symmetrieren 68 symmetrisch 9 T Tafelbuchse 89 Tafelmontage 89 TEM-Leitung 17 tl 33 TNC 93 Totalreflexion 25 Triplate-Leitung 17 U UHF 91 unsymmetrisch 9 Unteranpassung 20 Überanpassung 20 V V 16 Verkürzungsfaktor 16 Verlustleistung 29 Volldielektrikum 16 Voltage Standing Wave Ratio 60 vorlaufende Welle 25 VSWR 60 W Wanderwelle 24 Wärmemenge 27 Wechselfeld 23 Welle 23 Wellenbauch 25 Wellenfront 31 Wellengleichung 24 Wellenknoten 25 Wellenleitung 31 Wellenwiderstand 10 wellenwiderstandsrichtiger Abschluss 30 Welligkeit 25 Widerstandsbelag 11 Widerstandsoperator 44 Wirkleistung 26 Wirkwiderstand 30 Z Zeitbereich 33 Zusatzdämpfung 53 Zusatzverluste 53 Zusatzverlustfaktor 16 zw 11 Zweilochkoppler Ohm-Bandleitung 9

8 Kabel & Co. in der Funkpraxis Was Sie schon immer über Koax wissen wollten, aber nie zu fragen wagten - das verrät Ihnen dieses Buch, welches unter Companions (Gefährten) die Stecker und Buchsen versteht, ohne die kaum ein Kabel auskommt. Es wurde geschrieben, weil immer noch Fragen, Unsicherheiten, falsche Vorstellungen und Mythen rund um die HF-Leitung kreisen, aber auch, weil der Umgang mit Koaxkabeln, Steckern, Buchsen und Verbindern oft unterschätzt wird. Dabei beweist der Autor erneut sein Können, auch komplizierte Zusammenhänge leicht verständlich und gründlich darzustellen. Das Buch vereint also Theorie und Praxis und ist somit gleichermaßen für Studium und Ausbildung als auch für die Anwendung geeignet. Aus dem Inhalt: Leitungskenngrößen unter der Lupe Anpassung genauer betrachtet Felder, Wellen, Reflexionen, Leistung, Arbeit, Energie Angepasste und am Eingang fehlabgeschlossene Leitung Am Ausgang fehlabgeschlossene Leitung Reflexionsfaktor - Schlüssel zum Verständnis Abgestimmte Leitung Beidseitig fehlabgeschlossene Leitung Lattice Diagram Welligkeit in der Praxis So arbeiten Stehwellenmesser Das HF- Kabel als Bauteil Die 15 Geheimnisse der HF-Leitung Kleine Koaxialkabelkunde Stecker und Buchsen Connection! So kommt der Stecker ans Kabel ISBN X