Wie funktioniert ein Koaxialantennenkabel?

Meine Familie und ich haben es vor ein paar Tagen geschafft, das Antennenkabel unseres Fernsehers zu brechen.

Das Kabel hat diese Art von Design:

Und ich glaube, es heißt Koaxialkabel.

Glücklicherweise hat jemand, der praktischer ist als ich, das Kabel repariert, aber ich habe mich gefragt: Wie funktionieren diese Kabel?

Die fragliche Person sprach über das Signal, das vom Äußeren des Inneren zum Inneren des Äußeren ging. Das machte damals Sinn, aber ich las etwas mehr und das schien sich auf den Strom zu konzentrieren, der durch den inneren Kern fließt, wobei die äußere Schicht als Schutzschild fungiert.

Wie wird ein Signal durch ein Koaxialkabel geleitet?

Glücklicherweise hat jemand, der praktischer ist als ich, das Kabel repariert, aber ich habe mich gefragt: Wie funktionieren diese Kabel?

Die einfachste und grundlegendste Antwort ist, dass es zwei Leiter gibt und ein Leiter Strom in eine Richtung führt, während der andere Leiter Strom in die entgegengesetzte Richtung führt.

Das Kabelpaar, aus dem ein Kabel besteht, ist jedoch noch viel mehr zu berücksichtigen, wenn Sie es im Detail untersuchen möchten. Für ein Koax: -

Bei allen Zweidrahtkabeln sind zwischen den beiden Leitern elektrische Felder und Magnetfelder aufgebaut. Das Schöne an Koaxialkabeln ist jedoch, dass sich diese Felder bei ordnungsgemäßer Installation nicht über den Umfang des Koaxialkabels hinaus erstrecken.

Wie wird ein Signal durch ein Koaxialkabel geleitet?

Die Energie des Signals befindet sich im Spalt zwischen Außen- und Innenleiter und wandert als elektromagnetische Welle durch das Kabel zum fernen Ende (der Last). Diese EM-Welle trägt die Leistung des Signals und das elektrische Feld und die Magnetfelder in einem bestimmten Verhältnis. Dieses Verhältnis ist als charakteristische Impedanz des Kabels bekannt.

Es gibt auch Verluste aufgrund des Widerstands der Leiter, und diese können erheblich sein. Es gibt auch Verluste im Dielektrikum (dem Material, das die Innen- und Außenleiter trennt), und bei höheren Frequenzen kann dieser Verlust die Verwendung eines Koaxialkabels einschränken.

Eine einfache Antwort auf die Frage zu geben ist wirklich problematisch, wenn Sie nur das Ohmsche Gesetz kennen, aber wenn Sie interessiert sind, gibt es eine Menge Dinge, die Sie bei Google nachschlagen können, wie zum Beispiel: -

• Charakteristische Impedanz
• Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen in Kabeln
• Reflexionskoeffizient
• Stehwellenverhältnis der Spannung

All dies kann zu Signalreflexionen beitragen, wie unten gezeigt: -

Ein Signal wandert entlang eines perfekten Koaxialkabels von links nach rechts, aber dieses Koaxialkabel ändert sich an einer durch die vertikale Linie angezeigten Position in eine andere charakteristische Impedanz. Wenn das Signal diesen Punkt "trifft", wird etwas Energie zurück in das Kabel reflektiert, während etwas Energie bis zur Last weitergeführt wird.

Diese Antwort ist möglicherweise bereits komplexer, als Sie derzeit bewältigen können, daher werde ich an dieser Stelle aufhören.

Dieses Kabel enthält zwei "Drähte", mit denen das Signal weitergeleitet wird.

Der Unterschied besteht darin, dass die beiden Drähte konzentrisch sind und sich vollständig umeinander befinden. Aus diesem Grund wird dies als "koaxiales" Kabel bezeichnet. Beide Drähte liegen um die gleiche Achse.

Die koaxialen Drähte haben zwei wichtige Auswirkungen:

1. Der Außenleiter wirkt als Abschirmung für den Innenleiter. Externe elektrische Felder können nur an den Außenleiter gekoppelt werden. Wenn dies geerdet ist, können empfindliche Signale auf dem Innenleiter laufen, ohne dass sie aufgrund dieser Felder Rauschen aufnehmen.

2. Die Übertragungsleitungsimpedanz kann gut gesteuert werden. Die Fernsehelektronik ist in der Regel für 75-Ω-Übertragungsleitungen ausgelegt.

   TV-Signale sind hoch genug, so dass Übertragungsleitungseffekte signifikant sind. Um dies zu bewältigen, ist die Elektronik für eine bestimmte Kabelimpedanz ausgelegt, und Kabel sind so ausgelegt, dass sie eine gut gesteuerte Impedanz haben, die nahe an den Erwartungen der Elektronik liegt. Wie ich oben sagte, beträgt diese Impedanz normalerweise 75 Ω.