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Koaxialkabel-Verlustrechner

Berechnen Sie die HF-Kabeldämpfung für LMR-400, RG-58, RG-213 und mehr. Geben Sie Kabeltyp, Frequenz und Länge ein, um die Einfügedämpfung in dB zu erhalten. Kostenlose, sofortige Ergebnisse.

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Formel

Loss=α(f)×L100\text{Loss} = \alpha(f) \times \frac{L}{100}

Referenz: Times Microwave LMR cable datasheets; Belden cable catalog

α(f)— Cable attenuation at frequency f (dB/100m)
L— Cable length (m)

Wie es funktioniert

Der Koaxialverlustrechner berechnet den Signalverlust für jeden Kabeltyp, jede Leitungslänge und Frequenz — HF-Techniker, Rundfunksystemdesigner und Antenneninstallateure berechnen anhand dieser Daten Verbindungsbudgets und wählen das für ihren Frequenzbereich geeignete Kabel aus. Der Totalverlust kombiniert den Leiterverlust (proportional zu sqrt (f) aufgrund des Hauteffekts) und den dielektrischen Verlust (proportional zu f aufgrund dielektrischer Erwärmung): alpha_total = alpha_c sqrt (f) + alpha_d f, gemäß ITU-R P.525 und der Übertragungsleitungstheorie in Pozars „Microwave Engineering“ (4. Aufl.).

Bei HF-Frequenzen (3—30 MHz) dominiert der Leiterverlust — ein 100 m langer Lauf des RG-58 verliert 4,2 dB bei 30 MHz gegenüber 1,3 dB bei 3 MHz. Oberhalb von 1 GHz wird der dielektrische Verlust erheblich: Festes Polyethylen (tan_delta = 0,0002) fügt bei 1 GHz 0,8 dB/100 m hinzu, während PTFE (tan_delta = 0,0001) nur 0,4 dB/100 m hinzufügt. Verlustarme Kabel wie LMR-400 verwenden geschäumtes Polyethylen (er = 1,5, tan_delta = 0,0001) und erreichen 6,8 dB/100 m bei 1 GHz gegenüber 21,5 dB/100 m bei RG-58.

Der Geschwindigkeitsfaktor VF = 1/sqrt (er) korreliert direkt mit dem Verlust: Schaumdielektrika (VF = 0,85) haben bei derselben Frequenz einen um 30-40% geringeren Verlust als festes PE (VF = 0,66), da das elektromagnetische Feld mehr Luft durchdringt. Die Temperatur erhöht den Verlust bei Kupferleitern aufgrund des erhöhten spezifischen Widerstands um etwa 0,2% /C.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Berechnen Sie den Gesamtverlust für einen LMR-400-Betrieb über 75 m bei 915 MHz (LoRa-Frequenz) und ermitteln Sie die Leistung, die von einem 1W-Sender (30 dBm) an die Antenne abgegeben wird.

Lösung unter Verwendung der Herstellerspezifikationen und der ITU-R-Methodik:

  1. LMR-400-Dämpfung bei 900 MHz: 6,0 dB/100 m (Times Microwave-Datenblatt)
  2. Kabelverlust: 6,0 * (75/100) = 4,5 dB
  3. Anschlussverluste hinzufügen: 2 x N-Stecker mit jeweils 0,15 dB = 0,3 dB
  4. Gesamtsystemverlust: 4,5 + 0,3 = 4,8 dB
  5. Leistung an der Antenne: 30 - 4,8 = 25,2 dBm = 331 mW
  6. Wirkungsgrad: 10^ (-4,8/10) = 33,1% — akzeptabel für einen Lauf über 75 m
Vergleich: RG-58 bei 915 MHz hat einen Verlust von 22 dB/100 m, was einem Gesamtverlust von 16,5 dB und einem Wirkungsgrad von nur 2,2% entspricht (22 mW an der Antenne). Der LMR-400 liefert 15-mal mehr Leistung für dieselbe Installation.

Praktische Tipps

  • ✓Wählen Sie ein Kabel aus, bei dem die Gesamtlaufdämpfung für Sendesysteme (50% Energieeffizienz) < 3 dB und für Empfangssysteme < 1 dB beträgt, bei denen sich jedes dB direkt auf die Geräuschzahl auswirkt
  • ✓Bei Läufen über 30 m bei UHF (400+ MHz) ist ein Upgrade von RG-58/RG-8X auf LMR-400 oder gleichwertig erforderlich — der 3-4-fache Kostenunterschied ist durch einen 3-4x geringeren Verlust gerechtfertigt
  • ✓Verwenden Sie Hardline (7/8" oder 1-5/8") für permanente Installationen über 50 m bei Mobilfunk-/Mikrowellenfrequenzen — Andrew LDF4-50A erreicht 1,6 dB/100 m bei 900 MHz gegenüber 6,0 dB beim LMR-400

Häufige Fehler

  • ✗Verwendung von Raumtemperaturspezifikationen für Außeninstallationen — der Kabelverlust steigt um 0,2% /C; bei 60 °C Umgebungstemperatur werden die Datenblattwerte um 8% erhöht. Ein Verbindungsabstand von 10 dB kann an heißen Tagen auf 9,2 dB schrumpfen
  • ✗Ohne Berücksichtigung der Verbindungsverluste im Verbindungsbudget — jeder N-Anschluss fügt 0,1-0,15 dB bei 1 GHz hinzu, SMA fügt 0,15-0,2 dB hinzu und PL-259 (UHF) fügt 0,3-0,5 dB hinzu. Vier Anschlüsse in einer typischen Installation erhöhen den Wert um 0,5—1,0 dB
  • ✗Ohne Berücksichtigung des VSWR-Fehlanpassungsverlusts zusätzlich zum Kabelverlust — ein 2:1 -VSWR fügt einen Fehlanpassungsverlust von 0,51 dB hinzu; mit der Kabeldämpfung summiert sich das: 3 dB Kabelverlust + 2:1 VSWR = 3,51 dB insgesamt, nicht 3 dB
  • ✗Vergleich von Kabeln mit unterschiedlichen Längeneinheiten — normalisieren Sie immer auf dB/100 m oder dB/100 Fuß; LMR-400 bei 4,69 dB/100 m klingt besser als 1,43 dB/100 Fuß, bis Sie feststellen, dass es sich um dasselbe Kabel handelt

Häufig gestellte Fragen

Bei HF (< 30 MHz) haben beide Kabel einen ähnlichen Verlust unter 2 dB/100 m — das Upgrade bietet nur minimalen Nutzen. Bei VHF/UHF ist der Unterschied dramatisch: Bei 450 MHz liegt der LMR-400 bei 4,7 dB/100 m gegenüber dem RG-213 bei 10,5 dB/100 m. Bei einem Lauf von 30 m verliert der LMR-400 1,4 dB, während der RG-213 3,2 dB verliert — dieser Unterschied von 1,8 dB verdoppelt Ihre effektive Sendeleistung. Faustregel: Aktualisieren Sie, wenn die Frequenz * Länge (MHz * Meter) 10.000 überschreitet.
Fügen Sie den Verlust pro Anschluss basierend auf Frequenz und Steckertyp hinzu. Bei 1 GHz: N-Typ 0,1 dB, SMA 0,15 dB, BNC 0,2 dB, PL-259/SO-239 (UHF) 0,3-0,5 dB. Die Verluste nehmen mit der Frequenz zu — bei 6 GHz beträgt der N-Typ 0,2 dB und der SMA 0,25 dB. Für Präzisionsmessungen sollte der Verlust zwischen verbundenen Paaren gemäß IEEE 287-2007 überprüft werden. Bei verschlissenen oder verschmutzten Steckern kann die Lautstärke um mehr als 0,5 dB ansteigen. Prüfen und reinigen Sie diese vor kritischen Vorgängen.
Bei 2,4 GHz sind die Verluste für alle Kabel hoch. LMR-200:26 dB/100 m (halten Sie die Läufe unter 5 m, um einen Verlust von < 1,3 dB zu erzielen). LMR-400:11,5 dB/100 m (akzeptabel bis 10 m). LMR-600:8,0 dB/100 m (akzeptabel bis 15 m). Verwenden Sie für Läufe über 15 m den LMR-900 (5,5 dB/100 m) oder installieren Sie den Access Point näher an der Antenne. Bei 5-GHz-WLAN sind die Verluste um 40-50% höher — halbieren Sie die oben angegebenen maximalen Entfernungen.
Der Kabelverlust zwischen Antenne und LNA erhöht direkt das Systemrauschen: NF_System = NF_Cable + NF_LNA. Ein Kabelverlust von 3 dB vor dem LNA verringert die Empfindlichkeit um 3 dB (halbiert die nachweisbare Signalleistung). Für empfangskritische Anwendungen (Radioastronomie, Amateure mit schwachen Signalen, GPS) montieren Sie das LNA am Antennenspeisepunkt und lassen Sie das Koaxialkabel mit Gleichstrom versorgen. Ein 0,5-dB-LNA an der Antenne, gefolgt von einem Kabelverlust von 10 dB, ergibt NF_System = 0,5 + 10/10 = 1,5 dB. Derselbe LNA nach dem Kabel ergibt NF_System = 10 + 0,5 = 10,5 dB.

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