Wie Koaxialkabel funktionieren

Das Koaxialkabel ist von innen nach außen in vier Schichten unterteilt: einen zentralen Kupferdraht (ein einzelner Strang aus massivem Draht oder ein mehrsträngiger Litzendraht), einen Kunststoffisolator, eine leitende Netzschicht und einen Drahtmantel. Der zentrale Kupferdraht und die leitende Netzschicht bilden eine Stromschleife. Der Name kommt daher, dass der zentrale Kupferdraht und die leitende Netzschicht koaxial sind.

Koaxialkabel leiten Wechselstrom statt Gleichstrom, was bedeutet, dass sich die Stromrichtung mehrmals pro Sekunde umkehrt.

Wenn ein Hochfrequenzstrom über ein normales Kabel übertragen wird, fungiert das Kabel als Antenne, die Funksignale nach außen sendet, ein Effekt, der die Leistung des Signals schwächt und die Stärke des empfangenen Signals verringert.
Koaxialkabel sollen dieses Problem lösen. Die vom Zentraldraht ausgesendeten Funksignale werden durch eine leitende Netzschicht isoliert, die zur Steuerung der übertragenen Funksignale geerdet werden kann.

Bei Koaxialkabeln gibt es auch ein Problem: Wenn ein bestimmter Abschnitt des Kabels stark gequetscht oder verdreht wird, ist der Abstand zwischen dem Mitteldraht und der leitenden Netzschicht nicht gleichmäßig, was zu internen Funkwellen führt zurück zur Signalquelle reflektiert werden. Dieser Effekt verringert die Leistung des empfangbaren Signals. Um dieses Problem zu lösen, wird zwischen dem zentralen Draht und der leitenden Netzschicht ein Kunststoffisolator hinzugefügt, um sicherzustellen, dass der Abstand zwischen ihnen immer gleich ist. Dies führt auch dazu, dass das Kabel relativ steif ist und sich nicht so leicht verbiegen lässt.

Im Wesentlichen dient das Abschirmmaterial von Koaxialkabeln hauptsächlich der Verbesserung des Außenleiters, vom anfänglichen rohrförmigen Außenleiter bis hin zu einem einschichtigen geflochtenen und zweischichtigen Metall. Obwohl der rohrförmige Außenleiter eine sehr gute Abschirmleistung aufweist, lässt er sich nicht leicht biegen und ist unpraktisch in der Anwendung. Die Abschirmungseffizienz des einschichtigen Geflechts ist am schlechtesten, und die Übertragungsimpedanz des doppelschichtigen Geflechts ist im Vergleich zur ersten Geflechtschicht um das Dreifache reduziert, was zeigt, dass die Abschirmwirkung des doppelschichtigen Geflechts im Vergleich erheblich verbessert ist mit der Einzelschicht. Große Hersteller von Koaxialkabeln verbessern ständig die Außenleiterstruktur des Kabels, um seine Leistung aufrechtzuerhalten.